Системы контроля и регулирования движения подвижного состава

Организацию и контроль за выполнением плана перевозок в авто­транспортном предприятии выполняет диспетчерская служба. Диспетчирование представляет собой предварительное планирование и точнейшее повседневное выполнение составленных планов.

Работа грузового автомобильного транспорта организуется так, что­бы обеспечить высокое качество транспортного обслуживания населения и предприятий различных форм собственности при максимальном ис­пользовании всех материальных фондов АТП и погрузочно-разгрузочных средств. В соответствии с этими задачами разрабатываются графики и расписания движения, отражающие прогнозируемое соответствие между потребностями в перевозках и их обеспечением. Однако реальные грузо­потоки постоянно отклоняются от запланированных в результате невы­полнения или перевыполнения плана производства определенного про­дукта, колебания потребности в данном продукте, изменения условий до­рожного движения, изменения провозной возможности подвижного состава и других причин. Поэтому выполнение грузовых перевозок свя­зано с организацией специальных систем контроля и регулирования во времени.

Регулирование движением строится по принципу управления движением каждого автомобиля в отдельности. Основные элементы технологической схемы диспетчерского управления движением следую­щие:

получение и передача информации о протекании перевозочного про­цесса;

оперативный анализ фактического выполнения перевозочного про­цесса;

информация водителей об отклонениях движения от расписания или графика, выдача указаний по восстановлению нарушенного движения или о необходимых изменениях движения.

Цели контроля и регулирования:

1. Ликвидация возникающих нарушений в перевозочном процессе, поддержание в пределах допустимых отклонений расписания или графи­ков движения подвижного состава.

2. Изменение режимов движения подвижного состава на маршрутах при изменениях дорожных или метеорологических или других условий относительно заложенных в графиках или расписаниях движения.

3. Оперативное руководство работой линейного персонала диспет­черской службы.

4. Проведение анализа выполнения операций перевозочного про­цесса.

Штат диспетчерского аппарата и технические средства контроля и регулирования зависят от объема перевозок.

Воздействие руководителя (диспетчера) на управляемый объект (во­дителя) может осуществляться устно, по телефону или по любому друго­му каналу связи. Однако целесообразное управление объектом невоз­можно, если диспетчер не знает состояние объекта, не имеет возможно­сти лично или через исполнителей контролировать периодически или непрерывно фактическое состояние объекта (А-В-Д) и выполнение ко­манд управления. Диспетчер должен получать информацию о фактиче­ском поведении управляемого объекта, сравнивать ее с требуемым режи­мом работы, принимать соответствующие решения и давать соответст­вующие команды.

Схема управления характеризуется наличием замкнутого цикла пере­дачи информации. С одной стороны, от диспетчера к управляемому объ­екту по цепи управления поступает информация в виде сигналов управ­ления, с другой стороны, от объекта к диспетчеру по цепи обратной связи поступает информация о фактическом состоянии управляемого объекта. Под каналами связи понимают любую систему, способную осу­ществлять передачу информации.

К средствам связи и управления перевозочным процессом предъявляются следующие требования:

оперативность связи. Система должна обеспечивать опера­тивное соединение. Если сообщения приходится ждать достаточно долго, то диалога с водителем не получится: он будет вынужден бежать на пере­говорный пункт или звонить с сотового телефона. Кроме того, при за­держках с получением информации диспетчер не получит актуальной информации о машине;

контроль расписания. У системы должна быть возможность контролировать выполнение расписания рейса, т. е. автоматически от­слеживать состояние транспортных средств и сообщать диспетчеру о на­рушениях графика движения. Только такой контроль позволит своевре­менно обратить внимание диспетчера на возникающие проблемы;

возможность двухсторонней связи. Система должна предоставлять возможность передавать информацию как от диспетчера к водителю, так и обратно. Односторонность или ограниченность связи приводит к большим неудобствам из-за невозможности оперативно полу­чать ответ на переданную информацию;

удобство работы водителя. Мобильное оборудование должно предоставлять удобный интерфейс для шофера, на его родном языке. Водитель не должен быть квалифицированным пользователем компьютера - у него другие задачи. Система должна позволять просмат­ривать старые сообщения, как принятые, так и переданные сидящим за рулем. Водитель должен просто набрать и отправить сообщение;

ответ на запрос о состоянии груза. Система должна принимать запрос клиента и сообщать о местоположении и состоянии груза.

Системы контроля и регулирования движения де­лятся на три группы:

неавтоматические системы диспетчерского контроля и регулирова­ния движения, рассчитанные на получение и обработку информации о движении силами работников диспетчерского аппарата при минимально необходимом обеспечении его средствами информации о движении и связи с автомобилями;

автоматизированные системы диспетчерского контроля и регули­рования с автоматизацией процессов получения, передачи и переработки информации при сохранении за диспетчером функций анализа и при­нятия решений;

автоматические системы диспетчерского контроля с полной ав­томатизацией процессов получения, передачи и обработки информации, включая его анализ и принятие решений при сохранении за диспетче­ром только функций контроля за работой системы автоматики и решения незапрограммированных задач.

Системы автоматизированного и автоматического контроля и ре­гулирования движения находятся в настоящее время в стадии разработки и внедрения опытных образцов. Ни установившихся принципов их кон­струирования, ни серийного выпуска нет пока ни в нашей стране, ни за рубежом. В настоящее время преобладают неавтоматические системы диспетчерского контроля и регулирования движения, хотя они нуждают­ся в большом штате диспетчерского аппарата и малоэффективны.

В небольших транспортных сетях при незначительном объеме пере­возок диспетчерская безмашинная система контроля и регулирования движения реализуется в виде прямого диспетчерского управления. Дис­петчер, получая информацию о ходе выполнения перевозочного процес­са от линейных контролеров или от водителей путем использования телефонной или радиосвязи, осуществляет прямое управление движени­ем подвижного состава. Техническим обеспечением этой системы яв­ляются: средства связи линейных контролеров и водителей с диспетче­ром в виде телефонной или радиодиспетчерской сети; электрическая ча­совая сеть по трассе маршрутов для контроля единого времени всеми водителями; штамп-часы на погрузочно-разгрузочных пунктах. По ре­зультатам анализа поступающей информации диспетчер строит график исполненного движения, сравнивает его с графиком заданного движения и передает водителям указания по регулированию движения.

В простейших случаях для диспетчерской связи используют го­родскую телефонную связь. Она не удовлетворяет специфическим требо­ваниям организации движения, так как требует много времени на со­единение, а при занятой линии абонента не дает возможности соединить­ся с ним даже в срочных случаях. Лучшие результаты дает селекторная телефонная связь, когда вдоль маршрута движения при постоянных гру­зопотоках прокладывают двухпроводную телефонную линию, к которой подключают параллельно всех абонентов: погрузочно-разгрузочные пункты, промежуточные контрольные пункты и др. Для вызова абонента центральному диспетчеру требуется лишь повернуть соответствующий вызываемому абоненту ключ на коммутаторе. Вызов от абонента к диспет­черу подается голосом, так как телефонная линия у диспетчера постоянно подключена на репродуктор. Диспетчер может осуществить вызов одно­временно нескольких абонентов. Недостатком является то, что не обес­печивается связь диспетчера непосредственно с водителями.

Более совершенной является радиосвязь на УКВ. Радиотеле­фонной связью называется телефонная связь, организуемая по ка­налам радиосвязи. Для образования каналов радиосвязи применяют ра­диостанции, работающие в диапазоне ультракоротких волн. По режиму работы различают симплексную, дуплексную и полудуплексную радио­связь. Симплексным называется режим работы радиостанции, при котором передатчик и приемник работают попеременно на одной или двух разных частотах. При дуплексном режиме передатчик и прием­ник работают на двух разных частотах одновременно. При полудуп­лексном режиме центральная станция сети работает в дуплексном ре­жиме, а абонентские радиостанции в режиме двухчастотного симплекса.

Коротковолновая связь состоит из центральной и абонентских радио­станций. Центральная радиостанция обычно устанавливается в диспет­черском пункте, а абонентские - на автомобилях, погрузочных кранах, экскаваторах, разгрузочных механизмах и т. д. Пульты управления рабо­той абонентских радиостанций размещаются в кабинах автомобилей с обеспечением максимальных удобств пользования водителем.

Все радиостанции для организации радиотелефонной связи условно могут быть разделены на две группы - прямой и коммутируемой радиотелефонной связи. Сетью некоммутируемой (прямой) радиотелефонной связи называется совокупность централь­ной и абонентских станций, которые не обеспечивают выход на другие сети производственной связи. Абоненты этих сетей могут осуществлять передачу информации только между собой, т. е. они обладают опреде­ленной замкнутостью. За каждой сетью закрепляется определенная частота. Достоинства этой сети заключаются в возможности быстрой передачи информации одновременно большому кругу лиц и проведении совещаний. Недостатками являются: значительные взаимные помехи, требуется определенный навык для ведения переговоров, ощущается нехватка частот для вновь открываемых радиосетей.

Сеть коммутируемой радиотелефонной связи по­зволяет радиоабонентам автоматически соединяться с абонентами АТС и наоборот. Коммутируемая радиосвязь перед некоммутируемой имеет следующие преимущества: абоненты различных радиосетей могут обме­ниваться информацией друг с другом, соединение с радиоабонентом и абонентами АТС устанавливается автоматически, улучшается качество радиосвязи. Недостаток - имеется возможность получения сигнала «занято», если все каналы заняты разговором.

В настоящее время имеется много систем построенных на базе сото­вой связи. Как правило, они предлагают решение GSM+GPS. Иными сло­вами, соединение реализуется на каналах сотовой связи. При этом в большинстве случаев используется режим передачи коротких сообщений (SMS) и системы глобального определения местоположения (GPS).

Сотовые системы работают только в зонах покрытия сотовой связью. Еще несколько лет назад они были малы для использования в автотранс­порте. Сейчас покрытие растет высокими темпами. На сегодняшний день это вся Европа, большая часть европейской территории России.

Кроме того имеются две спутниковые системы активно приме­няемые на автотранспорте: Euteltracs и Inmarsat.

Система Euteltracs является самой распространенной на рынке связи и навигации для автоперевозчиков. Ее зона покрытия - вся Европа и Рос­сия до Новосибирска, включая среднеазиатские республики бывшего Союза. Предлагаемые услуги - двухсторонний пейджинг и передача ме­стоположения. Система построена на базе почтовых ящиков ,в которых скапливается информация для конкретного клиента. Для получения ин­формации необходимо периодически считывать информацию с сервера. В системе Euteltracs услуги и оборудование предоставляется одним по­ставщиком.

Система Inmarsat в основном распространена на судах, однако име­ется достаточно большое количество терминалов, установленных на ав­томобилях. Зона покрытия - весь Земной шар, за исключением полярных шапок. Предоставляемые услуги - двухсторонний пейджинг и передача местоположения. Имеющиеся системы с голосовой связью, как правило, не применяются на автомобилях из-за высокой цены и больших габари­тов антенны. Способы организации доставки информации до клиента за­висят от конфигурации системы. Имеется несколько вариантов: через выделенную линию связи к серверу системы, через такой же мобильный терминал и через систему почтовых ящиков. В системе Inmarsat оборудо­вание и программное обеспечение предоставляется большим количест­вом поставщиков, а услуги - национальным оператором.

При междугородных перевозках грузов системы связи с автоматиче­ским определением местоположения автомобиля могут блокировать не­добросовестность водителя. С другой стороны, объективная информация о времени и местоположении подвижного состава может служить доказа­тельством при взыскании штрафов за простой техники у клиента.

Второй аспект - отслеживание хода выполнения перевозки. Когда автомобиль выполняет рейс, диспетчер предприятия видит на карте, как он перемещается. Система с автоматической передачей координат могут давать точную информацию о местоположении объекта. Часто­та определения местоположения должна быть не менее одного раза за 2 часа движения автомобиля. Иначе пользователь лишается основного преимущества системы - оперативности информации и, как следствие, теряет возможность анализа времени прибытия подвижного состава в пункт назначения.

Устройства автоматизированного контроля делятся на устрой­ства активного и пассивного контроля. Устройства активного кон­троля обеспечивают непрерывную или дискретную передачу информа­ции за ходом перевозочного процесса на диспетчерский пункт, где она анализируется для немедленной выдачи рекомендаций.

Устройства пассивного контроля рассчитаны на накопление данных о ходе перевозочного процесса в аппаратуре автомобилей без передачи их на диспетчерский пункт. Передача накопленной информации произ­водится обычно в конце рабочего дня водителя. Одним из устройств уче­та работы автомобилей при автоматизированной системе управления яв­ляются приборы, называемые тахографами. Так, тахографы марки «Gitac», выпускаемые французской фирмой «Jaeger», снабжены элек­тронным приводом. Тахограф работает автоматически, вследствие чего исключаются ошибки из-за забывчивости со стороны водителя. Он по­зволяет осуществлять индикацию и регистрацию на дисковой диаграм­ме следующих параметров работы автомобиля: пройденное расстояние, скорость движения, работу водителя, продолжительность рабочих опера­ций и отдыха, экономичный режим работы двигателя и перегрузки, рас­ход топлива, предельные величины давления масла и воздуха, предель­ные величины температуры, продолжительность работы отдельных уз­лов (холодильного агрегата, двигателя и т. д.), количество нажатий на тормозную педаль и опрокидываний кузова самосвала, любые другие данные, которые могут быть получены в виде электрических импульсов.

Для получения объективной информации о работе грузового автомо­биля финская фирма «Semel Оу» разработала автоматизированную сис­тему, назвав ее «Semeltruck». Система «Semeltruck» состоит из трех под­систем: подсистемы ТК-14, устанавливаемой на автомобиле, которая автоматически собирает информацию о работе автомобиля на линии; подсистемы TKS-1000, представляющей собой прибор, с помощью кото­рого накопленная в подсистеме ТК-14 информация передается в цен­тральную вычислительную машину (ЦВМ); подсистемы, представ­ляющей собой вычислительную машину для сбора и хранения ин­формации, поступающей от подсистемы ТК-14.

Подсистема ТК-14, являющаяся основным элементом, устанавлива­ется в кабине на щитке приборов и имеет к себе свободный доступ во­дителя. На лицевой панели прибора расположена клавиатура, с помо­щью которой водитель вводит в память подсистемы ТК-14 необходимую информацию. Блок памяти подсистемы ТК-14 может хранить информа­цию о работе автомобиля в течение двух-четырех недель. Заложенная в память подсистемы ТК-14 информация передается в ЦВМ при помощи переносного прибора - подсистемы TKS-1000 в течение одной минуты.

Подсистема ТК-14 автоматически регистрирует следующие данные: время начала движения, время стоянки более трех минут, время подъема и опрокидывания кузова автомобиля-самосвала, расстояние между останов­ками, пробег за день, время отдыха водителя, дневной расход топлива. Кро­ме того, водитель может передать в память следующую информацию: шифр места стоянки или остановки, причины остановки, свой шифр, номер путе­вого листа, шифр загружаемого груза, количество залитого в бак топлива, за­траты на приобретение запасных частей и другие данные.

Разработанная в Англии система управления карьерными автомобилями и погрузочным оборудованием включает средства опознавания каждой транспортной единицы и передачи команды для направления автомоби­лей к свободным экскаваторам. Автомобили оснащены аппаратурой для двухсторонней радиосвязи водителей с диспетчерским пунктом. Это обеспечивает постоянный контакт диспетчера с водителем, оператив­ный контроль за использованием автомобиля, возможность оказания срочной технической помощи. Большегрузные автомобили для регист­рации их работы оборудуются приборами, записывающими продолжи­тельность их движения в каждом рабочем цикле, число циклов и массу транспортируемого груза.

Главное препятствие в осуществлении успешного управления - запаздывание и потери части информации. Информация, не посту­пившая вовремя, теряет всякую полезность. Причины запаздывания и по­тери информации:

трудность сбора первичной информации, т. е. регистрации перево­зочного процесса на всех его этапах;

трудность и большая трудоемкость заполнения сложных форм пер­вичной отчетности;

трудоемкая и длительная ручная обработка документации; задержка в выработке решений в результате отсутствия определен­ных прав и обязанностей у исполнителей и чрезвычайная перегружен­ность их руководителей;

трудность и длительность процессов согласования различных реше­ний;

отсутствие эффективных средств для своевременного контроля и ис­полнения распоряжений.