+
ВЫСОКОТОЧНОЕ АВТОНОМНОЕ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ БЕСПИЛОТНОГО ЛОКОМОТИВА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСИРОВАНИЯ НЕЙРОСЕТЕВОГО ИНТЕРФЕЙСА KAN С РАСШИРЕННЫМ ФИЛЬТРОМ КАЛМАНА
стр.169-181
Евдокимов Кирилл Александрович, Соколов Сергей Викторович, Швалов Дмитрий Викторович, Каменский Владислав Валерьевич, Кушпиль Игорь Васильевич
В статье рассмотрена задача повышения точности автономного определения навигационных параметров беспилотного локомотива в условиях отсутствия спутникового позиционирования. Предложен алгоритм позиционирования на основе комплексирования расширенного фильтра Калмана и сети Колмогорова — Арнольда. Фильтр производит оценивание пройденного пути и скорости по нелинейной модели движения благодаря одометру и тахометру. Сеть Колмогорова — Арнольда формирует упреждающий прогноз вектора состояния с учетом уклона и кривизны маршрута. Научная новизна заключается в использовании прогноза от сети в качестве априорной оценки фильтра и введении оценки доверия к прогнозу, определяемой по статистике ошибок. Работоспособность алгоритма исследована при помощи моделирования движения локомотива при наличии шумов измерений, проскальзывания колесных пар, кратковременных пропусков измерений, случайных ускорений, переменного уклона и кривизны пути. Результат показал снижение среднеквадратических ошибок по положению и скорости в сравнении со стандартным расширенным фильтром Калмана. Наибольшая эффективность заметна на участках разгона и торможения, где точность начинает снижаться у обоих способов, но гибридная схема сохраняет преимущество. Алгоритм ориентирован на работу в автономных локомотивах. Полученные данные характеризуют эффективность схемы в пределах области данных, использованных для обучения KAN, и требуют проверки на реальных маршрутах с иными характеристиками.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О ПОКАЗАНИЯХ МАНЕВРОВЫХ СВЕТОФОРОВ НА ЛОКОМОТИВ С ФОРМИРОВАНИЕМ НАПРАВЛЕННОЙ ЗОНЫ ПРИЕМА СИГНАЛА
стр.182-192
Минаков Виталий Анатольевич, Носков Виталий Олегович, Кушпиль Игорь Васильевич
В статье рассмотрена задача повышения безопасности маневровой работы на железнодорожных станциях, пути которых не оборудованы кодированием рельсовых цепей. В таких условиях локомотивные устройства безопасности не получают информацию о показаниях маневровых светофоров, что увеличивает вероятность проезда запрещающих сигналов и возникновения аварийных ситуаций. Целью работы является разработка способа передачи информации о показаниях маневровых сигналов светофоров на локомотив с использованием беспроводного канала связи Bluetooth Low Energy. Отличительной особенностью предлагаемого способа является формирование направленной зоны распространения сигнала за счет применения экранирующих элементов передающего устройства, обеспечивающих пространственное ограничение области. В работе приведены расчеты потерь сигнала в свободном пространстве, выполнена оценка уровня принимаемой мощности и предложен подход к описанию направленных свойств системы передачи данных. Разработан и исследован лабораторный макет устройства на базе микроконтроллера ESP32 с поддержкой технологии Bluetooth Low Energy. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили возможность формирования зоны направленного сигнала по направлению приемного устройства. Полученные результаты свидетельствуют о практической реализуемости предложенного способа и перспективности применения технологий Bluetooth Low Energy для повышения безопасности маневровых передвижений на железнодорожных станциях.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АДАПТАЦИЯ ЯДРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ LINUX ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ МПЦ-МПК
стр.193-201
Козлов Аркадий Александрович, Наседкин Олег Андреевич
В статье рассматриваются особенности применения операционной системы Linux в микропроцессорной централизации на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров МПЦ-МПК, построенной на основе промышленных контроллеров с процессорами архитектуры x86. Основное внимание уделено обеспечению требуемых временных характеристик программной платформы, необходимых для функционирования дублированной структуры контроллеров логики централизации по принципу «два из двух». Показано, что применение стандартной конфигурации Linux не является оптимальным для специализированной промышленной системы, предъявляющей жесткие требования к времени реакции. Рассмотрены подходы к масштабированию ядра Linux, включению механизма вытеснения ядра CONFIG_PREEMPT, использованию высокоточных таймеров (high-resolution timers) и режимов планирования реального времени SCHED_FIFO для критичных прикладных процессов. Для оценки временных характеристик программной платформы предлагается использовать как стандартный тест cyclictest, так и специализированное тестовое программное обеспечение, выполняющее обмен данными между контроллерами и логику централизации по Ethernet. Приводится подход к экспериментальной оценке времени реакции операционной системы и времени взаимодействия прикладных процессов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
стр.202-216
Кулагин Максим Алексеевич, Сидоренко Валентина Геннадьевна, Михайлов Сергей Владимирович, Осьминина Ирина Ивановна, ГРАЧЕВ А В, Гусев Сергей Александрович, Михайлов Сергей Владимирович, Осьминина Ирина Ивановна, ГРАЧЕВ А В
В статье рассмотрена многоуровневая иерархическая архитектура интеллектуальной системы поддержки принятия решений, предназначенной для применения на транспорте. Архитектура объединяет уровни восприятия гетерогенных данных, формирования знаний и памяти, построения признаков, прогнозирования, принятия решений и обеспечения безопасности и доверия в едином замкнутом контуре. Для каждого уровня введена единая система математических обозначений и формализованных моделей, обеспечивающая методологическую совместимость уровней и переносимость моделей между ними. На примере интеллектуальной системы динамического ценообразования пассажирских перевозок продемонстрировано сквозное применение всех шести уровней архитектуры: от обработки транзакционных данных продаж и трехуровневой кластеризации поездов до формирования рекомендаций по тарифной политике методом Single-Player Monte Carlo Tree Search с многокритериальной функцией наград, учитывающей плановые показатели средней доходной ставки, коэффициента использования вместимости вагонов и количества отправленных пассажиров. Показано, что обозначения функции наград, состояний и действий интеллектуальной системы динамического ценообразования соответствуют единой системе обозначений архитектуры интеллектуальной системы поддержки принятия решений, что подтверждает переносимость предложенного решения на различные классы задач управления транспортом.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МАКРОСКОПИЧЕСКАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГРАММА В ЗАДАЧЕ О МАКСИМАЛЬНОМ ПОТОКЕ ДЛЯ СЕТЕЙ БЕСПИЛОТНОГО ТРАНСПОРТА
стр.217-227
Куверин Игорь Юрьевич, Гусев Сергей Александрович, Маросин Владимир Сергеевич, Ходаковский Валентин Аветикович, Сидоренко Валентина Геннадьевна
Переход к массовому использованию беспилотных транспортных средств в составе интеллектуальных транспортных систем создает беспрецедентную возможность для централизованного координированного управления транспортными потоками. В отличие от традиционного трафика, где решения принимаются множеством независимых водителей, подключенные беспилотные автомобили могут выступать в роли исполнительных элементов сетевого диспетчера. В статье предложена аналитическая модель, объединяющая классическую задачу Форда — Фалкерсона о максимальном потоке с макроскопической фундаментальной диаграммой, учитывающей нелинейное снижение пропускной способности узлов дорожной сети при перегрузке. Модель формулируется как задача нелинейного сетевого программирования, где управление потоками беспилотных транспортных средств осуществляется таким образом, чтобы предотвращать возникновение заторовых состояний в зонах сети, описываемых макроскопической фундаментальной диаграммой. Разработан итеративный алгоритм, обобщающий метод дополняющих путей: на каждом шаге производится коррекция остаточной пропускной способности с учетом текущего насыщения, а наличие обратных дуг позволяет в реальном времени отзывать поток беспилотных транспортных средств из зон, приближающихся к критическому накоплению. Получен критерий оптимальности, утверждающий, что поток максимален тогда и только тогда, когда в остаточной сети, построенной с учетом ограничений макроскопической фундаментальной диаграммы, невозможно найти маршрут, соединяющий источник со стоком. Показано, что модель может служить эталонным вычислительным ядром для подсистемы маршрутизации верхнего уровня интеллектуальной транспортной сети, обеспечивая предотвращение сетевых заторов и максимизацию пропускной способности дорожной сети.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПЕРЕХОДА ОТ BPMN-ДИАГРАММЫ К GPSS-МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
стр.228-240
Набоков Артем Сергеевич, БУЛАВСКИЙ Петр Евгеньевич, МАРКОВ Дмитрий Спиридонович, НИКИТИН М И
В статье решается задача перехода от статического графического представления бизнес-процессов проектирования объектной технической документации систем железнодорожной автоматики и телемеханики в нотации BPMN к динамической имитационной модели в среде GPSS Studio. Для решения поставленной задачи сформирован рабочий алфавит BPMN, включающий элементы, необходимые для описания структуры, последовательности и логики выполнения проектных задач. На его основе разработана предметно-ориентированная библиотека типовых элементарных блоков, обеспечивающая реализацию соответствующих элементов бизнес-процесса в среде GPSS Studio. Определено соответствие между элементами рабочего алфавита BPMN и блоками библиотеки, что позволило сформировать целевой алфавит и установить правила преобразования исходной диаграммы. С применением разработанной библиотеки построена структурная схема имитационной модели процесса разработки графической части проектной документации станционных систем железнодорожной автоматики и телемеханики. На основе структурной схемы автоматически генерируется программный код имитационной модели, сохраняющий логику и структуру исходной BPMN-диаграммы. Результатом исследования является методика формализованного перехода от BPMN-диаграммы к GPSS-модели процесса проектирования. Сформированная на основе структурной схемы моделирующая программа позволяет перейти к процедурам верификации и валидации, а также формирует основу для проведения имитационных экспериментов, направленных на исследование процессов проектирования.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
