Бортовая навигационная система

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Учебно-научный институт транспорта

Кафедра

«Автомобильный транспорт»

 

 

РЕФЕРАТ

на тему:

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВОДИТЕЛЕЙ

 

Выполнил студент гр.

13-ТТП

Кошлаков А.Н.

Преподаватель:

Шупиков И.Л.

 

 

Брянск 2016

 

Содержание

Введение …………………………………………………………………………………………………………………………………3

1. Дорожные знаки………………………………………………………………………………………………………………….5

2. Приборная панель……………………………………………………………………………………………………………….8

3. Разметка……………………………………………………………………………………………………………………………..10

4. Бортовая навигационная система…………………………………………………………………………………..…11

Список используемой литературы………………………………………………………………………………………..15

 

 

Введение

Основным управляющим звеном в системе дорожного движения являются водители, конкретно определяющие направление и скорость движения транспортных средств в каждый момент времени.

Чем более полно и четко налажено информирование водителей об условиях и требуемых режимах движения, тем более точными и безошибочными являются действия водителей. Избыточное количество информации, однако, ухудшает условия работы водителя.

Существует ряд классификационных подходов к описанию информации в дорожном движении. Представляется целесообразным подразделять информацию по дорожному движению на три группы: дорожную, внедорожную и обеспечиваемую на рабочем месте водителя.

К дорожной информации относится все, что доводится до сведения водителей (а также пешеходов) с помощью технических средств организации дорожного движения.

Во внедорожную информацию входят периодические печатные издания (газеты, журналы), специальные карты-схемы и путеводители, информация по радио и телевидению, обращенная к участникам дорожного движения о типичных маршрутах следования, метеоусловиях, состоянии дорог, оперативных изменениях в схемах организации движения и т.д.

Информация на рабочем месте водителя может складываться из визуальной и звуковой, которые обеспечиваются автоматически различными датчиками, контролирующими показатели режима движения: например, скорость движения, соответствие дистанции до впереди движущегося в потоке транспортного средства. Особое место занимают получившие развитие навигационные системы, использующие бортовые ЭВМ и спутниковую связь.

Бортовые навигационные системы позволяют водителю, ориентируясь по изображению на дисплее и звуковым подсказкам, вести транспортное средство к намеченному пункту по кратчайшему пути за минимальное время или с наименьшими затратами (по расходу топлива и использованию платных дорог).

По типу исполнения бортовые навигационные системы подразделяются:

на картографические − показывают местоположение и трассу маршрута на карте, отображаемой на относительно большом графическом дисплее;

маршрутные− указывают водителю направление движения в соответствии с местонахождением транспортных средств и выполняются в виде стандартной магнитолы с небольшим экраном.

По типу действия бортовые навигационные системы могут быть:

пассивные− планируют и отслеживают маршрут движения на основании записанной в память ЭВМ или на лазерный диск цифровой карты;

управляемые − могут вносить изменения в маршрут на основании информации, получаемой от систем управления дорожным движением.

Последний тип является наиболее перспективным, так как позволяет избежать попадания транспортных средств в зоны заторов, но требует развитой инфраструктуры управления движением с современными средствами телематики.

Маршрутное ориентирование представляет собой систему информационного обеспечения водителей, которая помогает водителям четко ориентироваться на сложных транспортных развязках, избегать ошибок в выборе направления движения, дает возможность смягчать транспортную ситуацию на перегруженных направлениях.

Маршрутное ориентирование необходимо не только для индивидуальных владельцев транспортных средств. От его наличия весьма существенно зависят четкость и экономичность работы такси, автомобилей скорой медицинской помощи, пожарной охраны, связи, аварийных служб.

Ошибки в ориентировании водителей на маршрутах следования вызывают потерю времени при выполнении той или иной транспортной задачи и экономические потери из-за перерасхода топлива.

Действия водителей увеличивают опасность возникновения конфликтных ситуаций в случаях внезапных остановок при необходимости узнать о расположении нужного объекта и недозволенного маневрирования с нарушением правил для скорейшего выезда на правильное направление.

 

Дорожные знаки

Дорожные знаки в совокупности с разметкой и сигналами светофорного регулирования составляют средства информирования участников дорожного движения, формирующие выбор водителем режима движения.

В ГОСТ Р 52290 - 2004 приведены классификация, основные параметры (включая цвето− и светотехнические), символика, размеры, цвета, эксплуатационные свойства дорожных знаков, а также общие требования к методам контроля дорожных знаков.

Дорожные знаки устанавливают в соответствии с категорией дороги, транспортно-эксплуатационными характеристиками отдельных участков и с принятой схемой организации движения пешеходных и транспортных потоков.

Работа по проектированию расстановки знаков выполняется в несколько этапов:

1 обеспечение зрительного ориентирования и информации водителя обо всем маршруте следования и расположении зон обслуживания движения;

2 анализ состояния опасных участков дороги (населенные пункты, пересечения, мосты, тоннели, железнодорожные переезды и т.д.) и проверка соответствия их транспортно-эксплуатационных характеристик требованиям безопасности и удобства дорожного движения в различное время суток и года;

3 уточнение видов знаков и мест их расположения на сопряжениях опасных зон, изыскание возможностей уменьшения числа знаков без ущерба для безопасности движения, оценка необходимости введения ограничений максимальных и минимальных скоростей на всей дороге или в отдельных зонах, окончательное уточнение размеров знаков, устранение противоречивых знаков.

На первом этапе работы основная задача проектировщиков и специалистов по организации дорожного движения заключается в размещении по всей протяженности дороги основных указателей, информирующих водителей о пути следования: нанесение километровых надписей, маршрутных схем, указателей наименований рек, озер, населенных пунктов и т.п.

На втором этапе создания проекта расстановки знаков приступают к детальному размещению знаков на отдельных участках с реальной или потенциальной опасностью.

Эти участки и их границы следует устанавливать на основе совместного рассмотрения плана дороги, продольного профиля, графиков коэффициентов аварийности, пропускной способности и коэффициентов загрузки, графиков скоростей движения и коэффициентов безопасности, данных о ДТП.

В пределах каждого участка должны быть выделены следующие конфликтные зоны:

- зоны оживленного пешеходного и велосипедного движения вдоль проезжей части или поперек нее, зоны возможного скопления людей на остановках общественного транспорта и т.п.;

- зоны, где часто происходит изменение скорости движения или маневры автомобилей:

-места кратковременной остановки большого числа транспортных средств и длительной стоянки автомобилей;

- участки, где часто происходят обгоны и смена полос движения;

- зоны пересечения, разветвления и переплетения транспортных потоков, разворота автомобилей и изменения траекторий движения;

- зоны, где резко уменьшается скорость движения транспортных средств из-за повышенной плотности движения;

- зоны, в которых ширина проезжей части, число полос, габариты высоты или допустимые нагрузки от массы транспортных средств меньше, чем на предшествующих участках;

- зоны с ограниченной видимостью;

- зоны, в которых в различное время года возникают густые туманы, гололед, сильный боковой ветер, неровности дорожного покрытия;

- зоны со светофорным регулированием и односторонним движением.

Работу по составлению проекта расстановки знаков следует сочетать с разработкой плана мероприятий по перестройке опасных участков и организации на них безопасного движения.

Для этого на существующих дорогах необходимо ознакомиться со схемой организации движения, предусматривая при необходимости введение в нее соответствующих изменений.

В проектах новых дорог должна отмечаться необходимость изменения сочетания геометрических элементов или планировки отдельных зон для исправления недостатков, выявленных при оценке степени опасности движения по дороге, и разработке мероприятий по организации движения.

На основе анализа соответствия транспортно-эксплуатационных характеристик рассматриваемого отрезка дороги фактическим режимам движения транспортных средств должны быть намечены в уже принятой последовательности места установки указательных, предупреждающих, предписывающих и запрещающих знаков.

Необходимо особо отмечать участки, где требуется вводить временные ограничения в отдельные периоды года (гололед, туман, боковой ветер, падение камней). Выбор видов знаков (главным образом запрещающих) выполняют на основе известных закономерностей воздействия знаков на режимы движения транспортных средств.

На этом же этапе должен быть ориентировочно назначен размер знаков, оценена необходимость повторения знаков по длине дороги, дублирования в поперечной плоскости дороги и подвески указателей над проезжей частью.

Одновременно должен быть решен вопрос о необходимости использования знаков переменного значения, световых табло и знаков переменной информации.

На третьем этапе после расстановки знаков в отдельных зонах приступают к общей компоновке и взаимной увязке знаков и анализируют необходимость введения ограничения максимальной скорости движения по всей дороге.

Приборная панель

На панели приборов перед водителем расположены стрелочные или цифровые указатели и световые сигнализаторы. От различимости и читаемости данных этих приборов зависит внутренняя информативность транспортного средства. На восприятие информации от приборов водитель затрачивает очень мало времени, поскольку его зрение занято контролем непрерывно меняющейся дорожной обстановки.

На панели приборы должны располагаться так, чтобы центральное место занимали приборы и сигнализаторы, на которых отображается информация прежде всего о безопасности движения, и приборы, информация которых используется чаще. Таким образом, спидометр, сигнализаторы аварийных режимов, указатели давления масла и температуры двигателя должны быть в первую очередь различимы водителем.

Кроме того, приборы объединяют в группы согласно их функциям в процессе представления информации, т.е. компоновка приборов должна проводиться по зонально-функциональному принципу. Учет требований инженерной психологии при размещении приборов перед водителем обеспечивает уменьшение времени обнаружения изменения показаний приборов.

Число контрольных приборов и сигнализаторов регламентируется для каждой категории транспортных средств. От числа и размеров приборов зависит потребный угол обзора, который должен составлять 0...30° вниз от линии взора.

Увеличение числа контролируемых параметров в целях улучшения обеспечения информацией водителей не только о режиме движения или работы двигателя, но и о состоянии систем и агрегатов требует одновременно роста числа приборов отображения информации. Однако не вся информация необходима водителю в процессе движения. Современная электроника позволила создать новые информационные панели и дисплеи, на которых информа­ция отражается как в аналоговой, так и в цифровой форме. Распространены щитки приборов с графическим и цифровым отображением информации, причем шкала спидометра и измерителя частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается в размерах по мере возрастания значения контролируемого параметра. Цифровая информация имеет большую точность, чем информация аналоговых стрелочных приборов. В более ранних приборных панелях для легковых автомобилей семейства ВАЗ в центральной части размещался спидометр, в правой – четыре стрелочных указателя, а слева – комплект световых сигнализаторов.

В новом варианте панели приборов используют только люминесцентные индикаторы. Четыре семисегментных вакуумно-люминесцентных индикатора отображают информацию о скорости автомобиля, частоте вращения коленчатого вала, температуре двигателя и уровне топлива в баке.

Для легковых автомобилей разработаны информационные панели, где параметры движения и данные о режиме работы двигателя отображаются не только с помощью цифр, но и путем перемещения светящегося курсора по соответствующим графикам.

Нелинейный индикатор тахометра состоит из 30 сегментов. Разрешающая способность индикатора возрастает с увеличением частоты вращения. Ниже индикатора тахометра располагают девятисегментные индикаторы уровня топлива и температуры.

Группа индикаторов на светоизлучающих диодах (СИД) выполняет функции сигнализаторов аварийных режимов. Контрольные лампы сигнализируют о распределении питания по электронным блокам, входящим в интерфейс подсистемы управления панелью отображения информации.

Панель приборов, разработанная для одной из моделей автомобиля «Мерседес», отображает информацию о скорости движения, количестве топлива, времени, пройденном пути. Дополнительно могут индицироваться еще 25 параметров о режиме работы двигателя и состоянии различных механизмов и систем, в том числе диагностических параметров. Но эти параметры отображаются на дисплее только по требованию водителя путем нажатия соответствующей клавиши на спице рулевого колеса. Управляет коммутацией отображаемой информации бортовой компьютер, выполненный по технологии больших интегральных схем. Он же выполняет функции противоугонного устройства.

Разметка

Наряду с различными дорожными знаками необходимую информацию о движении и о правилах поведения на дороге водителям и пешеходам сообщает дорожная разметка.

Горизонтальная дорожная разметка — это различные линии, стрелы, надписи и другие обозначения, нанесённые прямо на проезжую часть. Они, как правило, имеют белый цвет, хотя иногда бывают и жёлтого цвета.

Любому пешеходу известны белые полосы на проезжей части («зебра»). Они обозначают пешеходный переход и тоже являются частью дорожной разметки. Очень помогает дорожная разметка водителям. Ведь они смотрят, в основном, на дорогу и, конечно, замечают всю информацию, нанесённую на неё. Водитель видит линии, разделяющие полосы движения. Он знает, что если на дорогу нанесена двойная сплошная линия, то её ни в коем случае нельзя пересекать! Ведь эта двойная линия разделяет полосы движения транспортных средств в разные стороны. А вот прерывистую штриховую линию пересекать можно. Нанесённые на дорогу стрелы указывают, в каком направлении разрешено движение.

Существует и вертикальная разметка. Это чередующиеся белые и чёрные полосы, которые наносят на мосты, ограждения, поребрики для того, чтобы они были хорошо заметны.

 

 

Бортовая навигационная система

По своей сути автомобильная навигационная система является персональным компьютером со всеми его атрибутами: материнской платой, центральным процессором, оперативной памятью, постоянной памятью, жестким диском, устройствами ввода и вывода информации, приводами для подключения внешних источников данных.

Особенностью устройства автомобильного навигатора является наличие навигационного процессора (чипсета GPS-приемника). В ряде конструкций навигаторов навигационный процессор объединен с центральным процессором. Помимо перечисленных элементов в состав автомобильной навигационной системы могут быть включены модуль GPRS, Bluetooth, радиоприемник и др. компоненты.

Прием сигналов от навигационных спутников обеспечивает антенна. В штатной навигационной системе используется внешняя антенна, которая устанавливается на крыше автомобиля. Мобильный навигатор, как и смартфон, оснащен встроенной антенной.

Для ввода и вывода информации применяется сенсорный дисплей, который отличается быстродействием, многофункциональностью и низким энергопотреблением. В штатной навигационной системе для вывода информации может использоваться проекционный дисплей.

Питание штатной навигационной системы осуществляется от бортовой сети автомобиля. Мобильный навигатор запитан от собственного аккумулятора. Зарядка аккумулятора производится также от бортовой сети.

Программное обеспечение автомобильной навигационной системы включает операционную систему, навигационную программу, другие прикладные программы (офисные приложения, мультимедиа проигрыватель, игры, программы для чтения электронных книг и др.).

Операционная система соединяет аппаратную часть навигатора («железо») с прикладной программой. В качестве операционной системы используются программы Windows CE, Windows Mobile, Android, iOS и др.

Функциональную основу навигационной системы составляетнавигационная программа. В автомобильных навигационных системах применяется множество навигационных программ, отличающихся друг от друга интерфейсом, функциональностью, степенью быстродействия и унификации. В штатных навигаторах используются в основном собственные разработки навигационных программ.

Для мобильных навигаторов, КПК и смартфонов созданы отечественные навигационные программы Навител, Автоспутник, CityGuide, ПроГород и ряд других. Из зарубежных программ необходимо отметить популярную программу iGo. Программа iGo также используется в штатных навигационных системах корейских автомобилей Hyundai, Kia, SsangYong. В мобильных навигаторах, КПК, смартфонах может быть установлено несколько навигационных программ, что значительно расширяет возможности навигационной системы.

Навигационная программа построена на электронной карте. В автомобильных навигаторах используются в основном векторные электронные карты, поддерживающие маршрутизацию. Векторная карта включает множество объектов с их географическими координатами.

Если в планах перемещение на автомобиле по бездорожью, то вам необходима навигационная программа с растровой картой. В отличие от векторной растровая карта представляет собой изображение местности (перенесенная бумажная карта или спутниковая фотография), привязанное к географическим координатам.

Ведущими мировыми разработчиками электронных карт являются компании TeleAtlas и Navteq, но карты от этих производителей пока имеют недостаточное покрытие территории России. По этой причине многие российские разработчики навигационных программ (Навител, ПроГород, СитиГид) используют собственные электронные карты.

Функции автомобильной навигационной системы

В современном автомобильном навигаторе реализовано множество функций, основными из которых являются:

определение положения;

ввод пункта назначения;

расчет маршрута;

сопровождение по маршруту.

Определение положения (позиционирование) автомобиля осуществляется по сигналам навигационных спутников. Для того чтобы определить положение (широту и долготу) автомобиля на местности нужно принять сигналы минимум 3-х спутников. Сигнал от 4-го спутника позволяет еще определить еще и высоту над уровнем моря. При получении сигналов GPS-приемник вычисляет расстояние до каждого спутника, на основании которого определяются пространственные координаты автомобиля.

В мире функционирует две спутниковых навигационных системы: американская Navstar GPS (глобальная система позиционирования) и российская ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система). Система ГЛОНАСС немного отстает от GPS по количеству спутников и точности определения положения. В настоящее время точность позиционирования системы GPS составляет 2-4 м, ГЛОНАСС – 3-6 м. Наибольшую точность (2-3 м) дает совместное использование GPS и ГЛОНАСС, которое реализовано в ряде мобильных навигаторов.

При определенных условиях (движение в городе, тоннеле) получение сигналов от спутников становится проблематичным. В штатной навигационной системе для позиционирования в условиях плохого сигнала используются датчики угловой скорости колессистемы ABS и датчики продольного и поперечного ускорениясистемы ESP. С помощью датчиков оценивается скорость и направление движения.

В мобильных системах данную функцию выполняет навигационная программа. При потере сигнала система считает, что автомобиль движется по заданному маршруту с постоянной скоростью.

Ввод пункта назначения в навигационной системе осуществляется несколькими способами: по адресу, по названию (точки интереса, POI), по координатам и непосредственно точкой на карте. В ряде штатных и мобильных навигационных систем реализован голосовой ввод пункта назначения.

После ввода пункта назначения система производит расчет маршрута с учетом множества факторов (улицы с односторонним движением, мосты, тупики и др.). В ряде штатных навигационных систем предлагается несколько вариантов маршрута, рассчитанных по различным критериям (расстояние, время, деньги). Например, короткий маршрут будет состоять из возможно более коротких участков и не учитывать ограничения скорости. Быстрый маршрут строится с учетом класса дороги (магистраль, федеральная трасса, городская улица) и ограничений скорости на этих дорогах. Экономичный маршрут учитывает и расстояние и время. Времени, при этом, отдается предпочтение.

Но все эти маршруты не учитывают текущую ситуацию на дороге (пробки, аварии, ремонт и др.). Поэтому наибольшим спросом у автомобилистов пользуются навигационные системы, предлагающие динамический расчет маршрута с учетом дорожной обстановки. Информация о дорожной обстановке в режиме реального времени может передаваться двумя способами: по радиосвязи и интернет.

На радиосвязи построен канал сообщений о ситуации на дороге TMC (Traffic Message Channel). По каналу TMC информация передается в виде закодированных сигналов. В России канал сообщений о ситуации на дорогах развит недостаточно. TMC используется в штатных навигационных системах автомобилей Volvo, Land Rover, Honda и мобильных навигаторах Alpine, Garmin.

Альтернативой каналу TMC является передача информации о дорожной ситуации по интернет-каналу. Данную технологию использует большинство мобильных навигаторов, КПК и смартфонов. С мобильного навигатора выход в интернет может быть организован двумя способами: с помощью GPRS-модуля и SIM-карты, через мобильный телефон по каналу Bluetooth.

Информация о дорожной ситуации поступает из разных источников сети интернет. Программа Навител имеет собственный сервис «Навител. Пробки». Свою систему загруженности дорог по полосам предлагает навигационная программа СитиГид. В других программах используется известный сервис «Яндекс. Пробки».

Необходимо отметить, что штатные навигационные системы, как правило, не имеют связи с сетью интернет, а если и имеют, то этот канал не используется для получения информации о дорожной ситуации. Исключение составляет новейшая система RTTI (Real Time Traffic Information) от BMW, построенная на основе сотовой связи и получающая информацию в рамках системы TPEG (Transport Protocol Expert Group).

Сопровождение по маршруту реализуется с помощью визуальных и голосовых указаний. Указания выдаются последовательно от перекрестка к перекрестку. В разных навигационных программах функция сопровождения по маршруту реализована приблизительно одинаково, где-то чуть лучше, где-то чуть хуже. Есть и серьезные отличия. Например, в навигационной программе Прогород работает сервис Junction View, который при приближении к перекресткам и сложным развязкам предлагает реалистичную картинку-подсказку с указанием направления движения.

 

 

Литература

1. Сайт SYSTEAMSAUTO http://systemsauto.ru/index.html

2. Сайт АМ am.ru

3. Cайт Знание-сила studenty.ucoz.ru

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: