Основные технологии систем транспортной телематики на автомобильном транспорте
Основными технологиями, используемыми в системах транспортной телематики на автомобильном транспорте и в дорожной отрасли, являются:
· координатно-временные и навигационные технологии;
· телекоммуникационные технологии, включая технологии мобильной связи и навигации;
· технологии сбора, хранения и обработки информации на ЭВМ.
Координатно-временные и навигационные технологии применяются для определения географических координат, скорости и направления движения контролируемых транспортных средств. Реализация координатно-временных технологий в системах управления дорожными машинами и механизмами основана на использовании глобальных навигационных спутниковых систем.
Геоин технологии обеспечивают возможность отображения информаций о движении контролируемых дорожных машин и механизмов на компьютере с использованием карты местности, представляемой в электронном виде, а также использование данной информации при решении задач управления.
Геоинформационные технологии обеспечивают автоматизированное создание, хранение и поддержание в актуальном состоянии информации специализированных карт местности. Такое направление работ получило название «Электронная картография».
Компьютерные системы, обеспечивающие создание электронных карт любых типов и масштабов, обозначаются специальным термином «географические информационные системы» (ГИС). Они обеспечивают обработку всех пространственных данных в цифровой форме. ГИС входят в состав программных комплексов современных телематических систем автомобильного транспорта и дорожной отрасли.
Телекоммуникационные технологии обеспечивают передачу данных в зоне действия интеллектуальных транспортных систем.
Основные требования к телекоммуникационным технологиям предъявляют по следующим параметрам:
1) рабочая зона предоставляемых телекоммуникационных услуг;
2) скорость передачи данных (пропускная способность канала);
3) надежность канала связи (доступность, безотказность, достоверность, конфиденциальность);
4) стоимость услуг передачи данных.
Телекоммуникационное обеспечение строится в виде сети связи, обеспечивающей обмен информацией между субъектами управления. Дополнительно используются сети сотовой связи для обмена информацией между контролируемыми машинами и механизмами и системой управления.
Контрольные вопросы
1. Основные информационные технологии, применяемые на автомобильном транспорте.
Технология работы различных видов транспорта
Технология (греч. techne — искусство, мастерство, умение и logos — слово, учение) — это совокупность производственных процессов в определенной отрасли производства, а также научное описание способов производства.
Естественно, что процесс производства продукции, т.е. осуществление перевозки, на каждом виде транспорта должен быть свой в связи с конструктивными особенностями подвижного состава, приспособленных под них путей и т.д. Технология связана с определенными характеристиками каждого вида транспорта (подробнее будет рассмотрено далее).
На железнодорожном транспорте самая сложная технология перевозки, так как подвижной состав привязан к одной колее, естественно, обгон не возможен. При этом различаются скорости подвижного состава грузовых и пассажирских поездов.
Основой технологии является теория расписаний или график движения. Движение осуществляется только поездами (пассажирскими, грузовыми, почтовыми, смешанными). Если объем перевозки грузов значительный, идут повагонные отправки. Если для перевозки предоставлены мелкие партии груза, то их собирают до полной грузоподъемности вагона для совместной перевозки в адрес одной станции (сборный вагон). В пассажирских поездах билеты продаются на конкретные места в вагоне, но вагон может отправляться не полностью загруженный. Грузовой вагон стараются загрузить полностью для уменьшения стоимости перевозки. Могут быть маршрутные поезда, характерные для перевозки массовых навалочных грузов от мест добычи до мест потребления или переработки, при перевозке контейнеров между определенными пунктами. Например, в Великобритании такие поезда называют фрейт- лайнерами. Они идут с повышенными скоростями без переформирования на специально оборудованные терминалы с крановой перегрузочной техникой.
После составления расписаний формируется план составления поездов в последовательности по направлению движения. В процессе движения по маршруту происходит переформирование поездов с отцепкой вагонов, прибывших в данный пункт маршрута, и прицепкой вагонов, вывозимых с данной станции в том же направлении.
Переформирование поездов происходит на так называемых сортировочных горках — специальных инженерных сооружениях со стрелками, с помощью которых вагоны направляются на разные пути в соответствии с планом формирования поездов.
Составляется также согласованный план формирования поездов с графиком работы подъездных путей предприятий. Предприятия могут формировать целый состав (поезд) или предоставлять один или несколько вагонов, которые прицепляются к поезду, сформированному для данного направления.
Железнодорожный путь дробится на перегоны. На занятый перегон не может выйти другой поезд, что обеспечивает безопасность движения. Для повышения пропускной и провозной способности перегоны дробят на участки длиной 120. 140 км. Это дает возможность пропускать поезда с разными скоростями: пассажирские — до 160 км/ч (на отдельных участках до 200 и более), а грузовые — около 90 км/ч. Кроме того, приходится учитывать, что в России много однопутных перегонов.
Управление транспортным процессом производится через диспетчерскую централизацию, которая обеспечивает безопасность прохождения поездов в радиусе не менее 250 км.
По ходу маршрута требуется смена локомотива: паровоз меняют через 100. 120 км (забор воды через 60. 70 км) со сменой бригады, тепловозы или электровозы меняют через 1 000 км, а обслуживающие их бригады через 200. 300 км.
Проблемой технологии на железной дороге является то, что железнодорожные пути имеют разную ширину, основная — 1 520 мм, узкая колея 750. 1 000 мм (промышленный транспорт). Для сравнения: европейская ширина колеи — 1 435 мм [10] ; в Испании, в странах Южной Америки и некоторых других — 1 676 мм; в Японии — 1 067 мм. Разница в ширине колеи объясняется историей развития железных дорог.
Технология автомобильного транспорта отличается тем, что подвижной состав этого вида транспорта обладает высокой мобильностью и маневренностью, поэтому производство работ может осуществляться как отдельными автомобилями, так и автопоездами и автоотрядами, по графику и без графика. Такая технология обеспечивает большую скорость доставки. Отправки груза могут быть помашинные, под которые выделяются автомобили определенной грузоподъемности, и мелкопартионные — собирается партия груза в один автомобиль. Перевозки с такой технологией носят название сборно-развозочные. Они характерны, прежде всего, для торговых перевозок внутри города, для почтовых отправлений и др. Работа на автомобильном транспорте осуществляется на подвижном составе общего пользования; находящемся в личном пользовании и принадлежащем определенным ведомствам.
Технология речного транспорта отличается способами организации процесса транспортировки. Может быть организация несамоходными баржами для перемещения которых используются буксиры. Причем применение метода толкания при расположении буксира сзади барж снижает сопротивление воды и уменьшает стоимость перевозок. Метод стал использоваться относительно недавно, несмотря на долгий исторический этап развития речного транспорта. Для обеспечения безопасности перевозки капитанский мостик буксира должен располагаться на достаточной высоте для большего обзора.
Можно провозить груз секционными составами-тяжеловозами по 6 — 8 барж (по типу поездных отправок); групповым методом на постоянных грузовых линиях с устойчивым фузопотоком по графику движения с учетом мощности причалов и времени прибытия смежных видов транспорта при мультимодальном сообщении. График движения обязателен при наличии на реке шлюзов. Отправки могут быть в один или несколько адресов (мелкопартионные).
Морской транспорт имеет свою технологию работ. При закреплении судов за определенными портами используется линейная технология и перевозки выполняются по расписанию. Этим обеспечивается стабильность загрузки, возможность оптимизации маршрутов движения и работ по перегрузке грузов.
Рейсовая (трамповая) технология заключается в том, что время прихода судов согласовывается с заказчиком. Фрахт — разовая сдача судов странам для отдельных перевозок без перехода права собственности на подвижной состав.
Своеобразна технология перегрузочных работ на морском транспорте. Это вызвано тем, что, как указывалось ранее, необходимо уменьшать время погрузочно-разгрузочных работ, а при грузоподъемности судов и ограниченной территории портов, где происходит механизированная перегрузка больших объемов груза, требуется разработка различных вариантов организации процесса погрузки- выгрузки.
Основа технологии — это выполнение перегрузочных работ непосредственно в порту, где имеются соответствующие механизмы. При нехватке мощности оборудования, а также для большегрузных судов, требующих большей глубины в районе порта, перегрузку проводят в акватории порта:
• у береговых причалов, оборудованных стационарными устройствами для швартовки судов;
• у плавучих причалах (понтонов);
• на дебаркадерах, т. е. набережных, построенных на сваях;
• у рейдов, т.е. причалах на якорях, прочно закрепленных в акватории порта;
• у мест якорных стоянок судов. Как правило, такая система обеспечивается, например, для жидких грузов трубопроводами, штуцера которых выведены в акваторию порта, или подаются к большегрузным судам суда меньшей грузоподъемности. Здесь особо важна безопасность перегрузочных работ, осуществляемых в открытом море.
Технология работы авиационного транспорта — это работа строго по расписанию, что связано, в первую очередь, с локальной территорией аэродрома, на которой строятся взлетно-посадочные полосы в различных направлениях. Взлет-посадка большинства самолетов происходит с учетом направления ветра. Каждой единице подвижного состава выделяется так называемый коридор движения, т.е. расчетная высота полета и система координат в продольной и горизонтальной плоскостях. Система коридоров позволяет рассредоточить воздушные суда в воздухе для исключения возможности их столкновения. Летательные аппараты оборудуются соответствующими системами измерения и поддержания высоты полета.
Существуют научные разработки по созданию блочных самолетов по типу поездов с возможностью посадки отдельных частей (блоков) с людьми на аэродромы по ходу движения.
Трубопроводный транспорт работает с непрерывной перекачкой груза.
Для повышения производительности трубопровода, а иногда и просто возможности перекачки (например, особо вязких сортов нефти) возникает технологическая необходимость изменения физикохимических свойств грузов, так как температурный режим или вязкость или другие особенности при их добыче могут отрицательно влиять на производительность подвижного состава. Поэтому в отдельных случаях необходимо осуществлять подогрев или понижение температуры, обезвоживание, смешение, дегазацию (разложение отравляющих веществ, выделяемых химическими соединениями, до нетоксичных продуктов) и другого действия. Например, сорт парафинистой нефти подогревается до 50 °С, различные газы требуют разной температуры для сжижения: бутан сжижается при -48 °С, пропан — при -45, а аммиак — при -33 °С. Перевод газа в разряд жидких грузов уменьшает давление на трубы в целях безопасности.
Промышленный транспорт работает по технологиям магистральных видов транспорта с их периодичностью или при специальных видах с непрерывным действием, например конвейер.
Технология и основные особенности работы автотранспорта
Перевозки грузов автомобильным транспортом — одни из самых популярных и развитых благодаря своим многочисленным достоинствам. Наиболее эффективно применение автомобильных грузоперевозок при транспортировке грузов на короткие расстояния, особенно в черте города, в населенные пункты, через которые не проходят железные дороги, а также при перевозках небольших грузов и небольших партий, умещающихся на автомобилях.
Примечание.Очень удобны и международные автомобильные перевозки, они иногда дешевле железнодорожных и точно дешевле авиаперевозок.
Технология работы автомобильного транспорта отличается тем, что производственный процесс осуществляется подвижным составом предприятий общего пользования, ведомственным (обслуживающим преимущественно перевозки данного ведомства) и частным. Этому виду транспорта присуща автономность движения одиночными автомобилями, а также автопоездами и автоотрядами, по графику или без него.
Организация грузовых автомобильных перевозок проходит следующие этапы:
• анализ ситуации и выявление потребности в перевозках;
• подготовка транспортного процесса: составление графика транспортировок, расчет потребности в транспортных средствах и т.п.;
• выбор подвижного состава, видов и типов автотранспортных средств;
• выбор погрузочно-разгрузочных механизмов;
• выбор эффективного способа взаимодействия транспортных и погрузочно-разгрузочных средств;
• составление документации, необходимой для оформления перевозки: договоров с перевозчиками и экспедиторами, путевых листов и т.д.;
• осуществление погрузки, перевозки и отгрузки продукции, расчета за перевозку;
• определение показателей, характеризующих эффективность перевозок: производительности транспортной единицы, грузооборота по календарным периодам и т.д.
Примечание. Таким образом, всякая перевозка осуществляется по определенной технологии, т.е. согласно последовательности технологических операций в ходе выполнения транспортного процесса.
Каждая перевозка состоит из операций, причем не только непосредственно связанных с грузом, таких как погрузка, перевозка и выгрузка, но и обеспечивающих качество транспортировки и сохранность грузов:
— приемки груза у грузоотправителя и сдача его грузополучателю,
— сопровождения и охраны груза во время перевозки,
— оформления товарно-транспортных документов и т.д.
Основные достоинства организации перевозок автомобильного транспорта:
— большая маневренность и подвижность (мобильность);
— высокая скорость доставки груза;
— небольшие капиталовложения в освоение перевозок на короткие расстояния;
— возможность доставки грузов или пассажиров «от двери до двери» без дополнительных перегрузок или пересадок в пути следования;
— автономность движения транспортного средства;
— широкая сфера применения по территориальному признаку, видам груза и системам сообщения.
Относительные недостатки автомобильного транспорта:
— низкий уровень эксплуатационных показателей;
— достаточно большая себестоимость, обусловленная высокой топливо- и энергоемкостью;
— относительно низкая производительность единицы подвижного состава (в среднем в РФ эта величина равна 130— 150 тыс. т-км в год);
— высокая трудоемкость (на одно транспортное средство требуется не менее одного водителя);
— высокая степень влияния на окружающую среду.
Важнейший этап организации перевозки автомобильным транспортом — выбор автомобиля, который зависит от характера груза, сроков перевозки, состояния путей, от необходимости бесперегрузочной доставки грузов и других факторов.
Для перевозки небольшой партии товара, не требующего специальных условий хранения, может использоваться практически любой автомобиль с соответствующей грузоподъемностью.
Для перевозки жидких грузов необходимы автомобили-цистерны.
Продукты питания перевозят в рефрижераторах.
Насыпные грузы — в самосвалах, а особо опасные — в специально оборудованных автомобилях или в любых автомобилях, но при наличии дополнительного оборудования, обеспечивающего безопасность транспортного средства и перевозимого груза.
Примечание. При этом на автомобиле устанавливают специальные знаки, проблесковые маячки оранжевого цвета и включают ближний свет фар или габаритные огни.
Лекция «Основные виды технологий, применяемые на автомобильном транспорте»
Под технологией перевозок пассажиров понимается совокупность методов транспортного обслуживания, организации и осуществления перевозочного процесса, форм использования подвижного состава и линейных сооружений, а также научная дисциплина, изучающая соответствующие закономерности. Методы транспортного обслуживания подразделяются на групповые и индивидуальные. Групповые методы учитывают совпадение интересов пассажиров и применяются в форме маршрутной или разовой технологии обслуживания.
Маршрутная технология обслуживания применяется при устойчивом пассажиропотоке ( совпадение пространственных интересов пассажиров). Учет распространения потребностей пассажиров в поездках во времени обеспечивается организацией необходимого числа рейсов по маршрутам. На муниципальных внутригородских маршрутах, в пригородном и междугородном автобусных сообщениях основной технологической формой использования подвижного состава является организация движения по расписанию, что установлено Правилами перевозок пассажиров и багажа автомобильным транспортом и городским наземным электрическим транспортом. Перевозка автобусами особо малой вместимости в режиме движения «маршрутное такси» также должна осуществляться по расписанию, хотя на практике это требование часто нарушается.
Остановочные пункты для совершения пассажирообмена назначаются перевозчиком и подразделяются на постоянные , по требованию пассажиров и временные либо делаются по требованию пассажира в любом месте маршрута, где это не запрещено ПДД.
За рубежом и в ряде городов России при перевозках автобусами особо малой вместимости применяется технология «оперативного маршрута», при которой трасса маршрута непостоянна и формируется исходя из запросов пассажиров, следующих определенным рейсом. Назначается полоса обслуживания, в пределах которой могут производиться заезды по конкретным адресам. Такая технология находится на стыке группового и индивидуального методов обслуживания. Ее разновидностью является направленный развоз пассажиров с вокзалов, аэропортов и пристаней, а также по окончании культурно- зрелищных мероприятий. Пассажиры садятся в автобусы, следующие в определенные микрорайоны города. После прибытия в микрорайон осуществляется развоз пассажиров по адресам.
Вопрос 2.Разовая технология обслуживания.
Основана на организации отдельных рейсов по разовым маршрутам. Она реализуется в форме автобусных перевозок по заказу.
Технология городских автобусных перевозок предусматривает рациональную организацию движения подвижного состава на маршрутах на основе выявления и использования технических, эксплуататционных, экономических, организационных и других закономерностей перевозочного процесса в целях полного и своевременного удовлетворения потребностей в перевозках при соблюдении действующих законодательных норм, устанавливающих требования безопасности дорожного движения, качества транспортного обслуживания пассажиров, а также режимы труда и отдыха персонала. Задачи организации и осуществления перевозок пассажиров автобусами группируются по функциональным блокам: технологическая организация перевозок; организация , учет, анализ и стимулирование труда водителей; диспетчеризация внутрипарковая и линейная; собственно работа водителей и автобусов на линии. Наиболее трудоемкими и творческими являются задачи технологической организации перевозок. Диспетчеризация осуществляется в реальном масштабе времени, что предъявляет повышенные требования к качеству и скорости принятия и реализации решений по корректировке перевозок. Задачи организации, учета, анализа и стимулирования труда водителей предусматривают выполнение установленных требований к режимам труда и отдыха, других требований безопасности дорожного движения и соблюдения принципа социальной справедливости.
Содержание задач технологической организации перевозок определяется информационной, структурной и логической последовательностями принятия управленческих решений, наличием функциональной самостоятельности каждой задачи и существованием критерия оптимальности ее решения. Разделение на отдельные задачи позволяет формировать для каждой из них технические требования и методики решения применительно к реальным ситуациям.
Технологическая организация перевозок в городах различной величины отличается распределением обязанностей по решению отдельных задач между органами и структурными подразделениями службы эксплуатации в зависимости от организации управления перевозками. По мере централизации управления деятельностью увеличивается доля централизованно решаемых задач.
Частота решения различных задач технологической организации перевозок возрастает с увеличением населения города. Это объясняется рядом причин, таких как наличие нескольких видов городского пассажирского транспорта, повышение сложности и протяженности маршрутов, увеличение числа автобусов, разнообразие форм организации движения и повышенные темпы изменения перевозочной ситуации. Для решения задач технологической организации перевозок широко используются компьютеры.
Вопрос 3.Организация комбинированных режимов движения.
Традиционная форма обслуживания пассажиров предусматривает совершение пассажирообмена на всех остановочных пунктах. Очень часто, преимущественно на внутригородском сообщении, используются комбинированные режимы движения, предусматривающие, наряду с обычным (постановочным) сообщением введение скоростных, экспрессных, полуэкспрессных и укороченных рейсов. Назначение таких рейсов обусловлено спецификой пассажиропотока. При большом числе пассажиров, проезжающих весь маршрут от начала до конца, вводятся экспрессные рейсы. Транспортные связи «спальных районов» с удаленными от них объектами тяготения пассажиропотока целесообразно обеспечивать полуэкспрессными рейсами. Скоростное сообщение используется при наличии малодеятельных остановочных пунктов. Если значительна часть пассажиров перевозится между остановочными пунктами связанной части маршрута, вводятся укороченные рейсы. Возможно различное сочетание указанных режимов движения на постоянной основе или определенное время.
Комбинированные режимы движения следует отличать от самостоятельных экспрессных, полуэкспрессных и скоростных маршрутов. На таких маршрутах отсутствует постановочное сообщение, и они имеют собственные номера. При комбинированных режимах расписание рейсов согласовывается , а для информирования пассажиров используются показатели красного цвета с литерным добавлением к номеру маршрута: экспрессные автобусы – литера «Э», полуэкспрессные – «П», скоростного сообщения – «С» и укороченного сообщения – «К».
Комбинированные режимы движения повышают эффективность использования подвижного состава и труда водителей, уменьшают затраты времени пассажиров на поездки. Скоростное и экспрессное сообщение автобусов могут быть введены на действующих маршрутах наряду с обычным постановочным, что в совокупности образует комбинированный режим , либо на правах самостоятельных маршрутов. Скоростное и экспрессное сообщения наиболее эффективны при предоставлении маршрутным автобусам преимуществ в проезде.
Скоростное и экспрессное сообщения на маршруте возможны при соблюдении ряда условий:
— дорожная сеть и организация движения позволяют автобусам обгоны;
— интенсивность пассажиропотока «перекладываемого» на соответствующий режим движения , позволяет поддерживать интервалы движения автобусов не более 20 минут, или предусматриваются разовые рейсы, приуроченные , например, к окончанию или началу работы крупных организаций и в других подобных случаях.
Промежуточным режимом движения между обычным и скоростным сообщение является введение на маршруте остановок по требованию. Наиболее целесообразна данная мера в межпиковый период работы и в пригородном сообщении. При введении остановок по требованию на информационных указателях остановочных пунктов помещается соответствующая информация для пассажиров.
Исходными данными для организации комбинированных режимов является паспорт маршрута, информация о пассажиропотоках и нормативы времени на скоростные, экспрессные, полуэкспрессные и укороченные рейсы.
В малых городах и на маршрутах с небольшим числом остановок расчет рациональных вариантов организации комбинированных режимов может быть выполнен вручную. Для этого определяется часть пассажиропотока, подлежащая освоению автобусами, работающими в определенном режиме. Устанавливаются нормативы времени на рейсы с учетом режима движения автобусов в обратном направлении (пассажиропотоки «туда» и «обратно» часто различны и режимы движения могут не совпадать). Затем определяется число автобусов, необходимых для освоения пассажиропотока.
Комбинированный режим движения на сложных маршрутах формируется с помощью компьютерных программ, основанных на математических моделях пассажиропотоков и маршрута. В одном из методов применяется комбинаторная процедура задачи, а во втором – оптимизационная.
Комбинаторный метод основан на использовании следующих данных:
— корреспонденция пассажиров между остановочными пунктами маршрута и расположения этих пунктов;
— нормативы времени проезда по участкам маршрута в различных комбинациях;
— ограничения по назначаемым режимам движения автобусов.
Оценка возможных вариантов комбинированных режимов, и по критерию минимума затрат времени пассажирами определяется рациональный вариант. Недостатком этого метода является необходимость получения информации о межостановочных корреспонденциях на маршруте, что существенно удорожает и затрудняет его использование.
Оптимизационный метод формирования комбинированных режимов движения основан на использовании данных о входе и выходе пассажиров по остановочным пунктам маршрута и вероятностных связей между пассажирооборотом остановок и межостановочными корреспонденциями. Достоинство метода в возможности расчетов не только на компьютере, но и вручную по несложным аналитическим зависимостям либо с использованием номограмм.