Методы и программно-аппаратные средства дистанционного контроля состояния узлов автомобиля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Курлышев, Олег Валерьевич

• Курлышев, Олег Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Курлышев, Олег Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ АВТОМОБИЛЯ

1.1. Описание объекта контроля.

1.2. Описание основных узлов объекта контроля.

1.3. Контролируемые параметры основных узлов и неисправности, вызываемые несвоевременной диагностикой.

1.4. Существующие методы контроля состояния узлов автомобиля.

1.5. Современные приборы диагностики узлов объекта контроля.

1.6. Системы и комплексы дистанционного мониторинга, и их недостатки

1.7. Постановка задачи исследования.

Глава 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АВТОМОБИЛЯ.

2.1. Современные датчики оценки технического состояния узлов автомобиля

2.2. Физические основы работы датчика скорости автомобиля основанного на эффекте Холла.

2.3. Принцип действия пьезоэлектрического датчика детонации в двигателе внутреннего сгорания.

2.4. Особенности функционирования датчика абсолютного давления тензорезистивного типа.

2.5. Основные параметры терморезистивного датчика температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения.

2.6. Особенности эксплуатации управляющего датчика кислорода гальванического типа в системе подачи топлива.

2.7. Физические основы работы потенциометрического датчика положения дроссельной заслонки в системе подачи топлива.

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИСТАНЦИОННОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АВТОМОБИЛЯ.

3 3.1. Основные характеристики и показатели надежности.

3.2. Теоретические основы диагностики.

3.3. Классификация датчиков по приоритетам безопасности дорожного движения, экологической и технической работоспособности.

3.4. Реализация мультиплексной шины передачи данных на примере CAN шины.

3.5. Применение стандарта диагностики ODB - II.

3.6. Сравнение современных технологий беспроводной передачи данных.

3.7. Расчет пропускной способности сети передачи данных.

3.8. Алгоритмы интерполяции для графического анализа данных.

Глава 4. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ДИСТАНЦИОННОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ.

4.1. Требования к методам и средствам дистанционного неразрушающего контроля.

4.2. Современные алгоритмы диагностики неисправностей.

4.3. Требования к погрешности измерения.

4.4. Информативность диагностических параметров.

4.5. Метрологическое обеспечение методов и средств дистанционного контроля.

4.6. Методика дистанционной диагностики и контроля состояния узлов автомобиля.

4.7. Принципы построения центра обработки данных и повышения отказоустойчивости комплекса.

Глава 5.11РОГРАММНО-А1И1АРАТНЫИ КОМПЛЕКС ДИСТАНЦИОННОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АВТОМОБИЛЯ.

5.1. Описание комплекса дистанционной диагностики и контроля состояния узлов автомобиля.

5.2. Функциональная схема диагностического устройства, устанавливаемого на объекте контроля.

5.3. Функциональная схема построения центра обработки данных.

4 5.4. Принципы работы интеллектуальной системы определения неисправности.

5.5. Алгоритмы работы программно-аппаратного комплекса.

5.6. Программное обеспечение комплекса дистанционной диагностики.

5.7. Структура базы данных программного комплекса.

Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕРАЗРУШАЮТТ 1.ЕГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ АВТОМОБИЛЯ, НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННОГО ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА.

6.1. Описание экспериментальной установки и параметров эксперимента.

6.2. Данные полученные в мониторинговом режиме работы.

6.3. Примеры неисправностей выявленных при работе в диагностическом режиме.

6.4. Статистика распределения обращений по специалистам службы поддержки.

6.5. Классификация объектов контроля по количеству критических ситуаций различного типа и уровня.

6.6. Техническая и экономическая эффективность результатов диссертационной работы.

6.7. Перспективы дальнейших исследований по тематике диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и программно-аппаратные средства дистанционного контроля состояния узлов автомобиля»

Транспорт, наряду с другими инфраструктурными отраслями, обеспечивает базовые условия жизнедеятельности общества и является важным инструментом достижения социальных, экономических, внешнеполитических целей. Транспорт - не только отрасль, перемещающая грузы и людей, но, в первую очередь, межотраслевая система, формирующая условия жизнедеятельности и хозяйствования.

Стабильное развитие транспорта является гарантией единства экономического пространства, свободного перемещения товаров и услуг, конкуренции и свободы экономической деятельности, обеспечения целостности России и ее национальной безопасности, улучшения условий и уровня жизни населения.

Общая численность автомобильного парка Российской Федерации за последние 13 лет выросла в два раза. Численность легковых автомобилей — в 2,3 раза. За период с 1992 г. по 2008 г. среднегодовой прирост численности легковых автомобилей в Российской Федерации составил 7,9% (рис. 1). Для сравнения: в большинстве стран Европы и Северной Америки с развитой автомобилизацией такой прирост равен 2,4%.

В 2006 г. Россия заняла пятое место по продажам автомобилей в Европе после Германии, Великобритании, Италии и Франции. На внутреннем рынке в Российской Федерации продано немногим более двух миллионов единиц легковых автомобилей. В 2007 году на российском рынке было реализовано 2,54 млн. автомобилей, что на 23,8% больше, чем в 2006 году. В 2008 году рост продаж новых автомобилей составил рекордные 47%. Россия находится на этапе, когда прирост валового продукта способствует быстрому увеличению уровня автомобилизации населения. Следует ожидать, что дальнейший рост валового продукта в ближайшее время приведет к еще более высокому росту автомобилизации.

Хорошо известные в Европе негативные последствия автомобилизации все более явственно проявляются и в России. Это и растущий уровень дорожной аварийности, и активное загрязнение окружающей среды, и угроза транспортного коллапса.

Для комплексного решения проблем экологической безопасности, безопасности дорожного движения, оптимизации транспортных потоков и контроля технического состояния транспортных средств, предотвращения отказов и вынужденного простоя на социальном транспорте уже не достаточно разрозненных мер и механизмов контроля.

Рисунок 1. Количество транспортных средств зарегистрированных в России (млн. ед.)

За 9 месяцев (январь-сентябрь) 2008 года в Российской Федерации произошло 156779 дорожно-транспортных происшествий, в результате которых погибли 20992 человека, а 195213 человек получили ранения. 10164 ДТП произошло по вине водителей, находившихся за рулем в состоянии опьянения, в результате этих ДТП 1743 человека погибли, а 14848 человек получили ранения. За указанный период произошло 16759 ДТП с участием детей, в которых 766 детей погибли, а 17429 детей получили ранения (рис. 2).

Дорожно-транспортные происшествия представляют собой серьезную проблему для Российской Федерации. Риск погибнуть в ДТП в России в пять раз выше, чем в странах Западной Европы, поэтому наша страна обладает очень высоким потенциалом в части снижения уровня аварийности. В связи с опережающими темпами роста численности парка транспортных средств и автомобилизации населения по сравнению с темпами роста протяженности дорог общего пользования обеспечение безопасности дорожного движения является одной из приоритетных задач, стоящих в настоящее время перед Российской Федерацией.

Основными видами дорожно-транспортных происшествий в России являются наезд на пешехода, препятствие и на стоящее транспортное средство, а также столкновение и опрокидывание. Свыше 75% всех дорожно-транспортных происшествий связаны с нарушениями водителями транспортных средств Правил дорожного движения Российской Федерации. Около 30% всех происшествий связаны с неправильным выбором скорости движения. Вследствие выезда на полосу встречного движения регистрируется около 13% дорожно-транспортных происшествий. Рост ущерба по ДТП представлен в таблице 1.

2004

2005

2006

2007

Рисунок 2. Число погибших в ДТП в 2004-2007 гг.

Современный уровень обеспечения автомобилями в городах уже превысил 200 штук на 1 тыс. жителей, тогда как дорожно-транспортная инфраструктура соответствует уровню 60-100 штук на 1 тыс. жителей.

Следствием такого положения дел являются ухудшение условий дорожного движения, нарушение экологической обстановки, увеличение количества заторов, расхода топлива, а также рост количества дорожно-транспортных происшествий. В настоящее время в городах и населенных пунктах происходит более 70% всех дорожно-транспортных происшествий. Темпы увеличения количества лиц, пострадавших в результате дорожно-транспортных происшествий в городах, опережают темпы увеличения количества дорожно-транспортных происшествий. Почти 60% дорожно-транспортных происшествий в городах приходится на столицы и административные центры субъектов Российской Федерации.

Таблица 1

Социально-экономический ущерб от ДТП по видам в 2006 г.

Вид социально-экономического ущерба Размер ущерба, млрд. руб. Прирост ущерба в 2006 г. относительно 2000 г., %

Ущерб от гибели и ранения людей 293,5 149,20%

Ущерб от повреждения ТС 104,5 122,20%

Ущерб от повреждения дорог и дорожных сооружений 61 138,10%

Ущерб от порчи груза, включая упущенную выгоду 3 138,30%

Всего 462 141%

Усугубление обстановки с аварийностью и наличие проблемы обеспечения безопасности дорожного движения требуют выработки и реализации долгосрочной государственной стратегии, координации усилий государства и общества, концентрации федеральных, региональных и местных ресурсов, а также формирования эффективных механизмов взаимодействия органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, общественных институтов и негосударственных структур при возможно более полном учете интересов граждан.

Высокий уровень дорожно-транспортного травматизма в нашей стране обусловливает усиление внимания к данной проблеме, прежде всего со стороны исполнительной власти, которая и призвана осуществлять государственное управление. За последние годы государственно-управленческая деятельность в области обеспечения безопасности дорожного движения вышла на качественно новый уровень. В ноябре 2005 г. проведено заседание президиума Государственного Совета Российской Федерации по вопросу "О состоянии безопасности дорожного движения и мерах по совершенствованию государственного управления в области обеспечения безопасности дорожного движения".

По итогам заседания были даны поручения Президента Российской Федерации, в соответствии с которыми принято решение о разработке федеральной целевой программы "Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах". Программа утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 20 февраля 2006 г. № 100. В силу этого ФЦП приобрела статус документа государственно-властного характера, обязательного для исполнения на всей территории страны, и стала основой национальной стратегии в области обеспечения безопасности дорожного движения.

Цели федеральной целевой программы:

- сокращение числа погибших в ДТП к 2012 году в 1,5 раза по сравнению с 2004 годом. (2004 г. - 34,5 тыс. чел.; 2012 г. - 23 тыс. чел.)

- сокращение числа ДТП с пострадавшими к 2012 году по сравнению с 2004 годом на 10%. (2004 г. - 208,6 тыс.; 2012 г. - 187,7 тыс.)

- снижение социально-экономического ущерба только от гибели людей -25 млрд. рублей.

Несмотря на чрезвычайно высокие темпы автомобилизации, благодаря своевременно принимаемым мерам, существенно замедлились темпы роста количества ДТП с пострадавшими (рис.3, 4). По отношению к базовому 2004 году число погибших снизилось на 1198 человек. Число пострадавших детей уменьшилось на 1173 чел. о Количество ДТП ■ Число раненых

2007

Рисунок 3. Замедление темпов роста показателей аварийности 2004-2007.

Ключевым направлением в деятельности по обеспечению безопасности движения является защита жизни и здоровья его участников. Снижение числа погибших может быть достигнуто активным и целенаправленным внедрением комплекса мер, способных нейтрализовать или, по крайней мере, смягчить тяжесть последствий ДТП. В целом же по абсолютным показателям состояния аварийности обстановка в стране остается сложной. Здесь следует целенаправленно и системно наращивать усилия по предупреждению дорожно-транспортных происшествий, а главное - снижению общего уровня дорожно-транспортного травматизма.

Для того, чтобы добиться поставленных целей по снижению показателей аварийности на дорогах необходимо обратить особое внимание на выполнение водителями правил дорожного движения, соблюдения скоростных режимов, содержание автомобилей в исправном техническом состоянии. Халатное отношение к своевременному техническому обслуживанию транспорта может служить причиной не только простоя автотранспорта для проведения сложных ремонтов, но и серьезных дорожно-транспортных происшествий с возможными человеческими жертвами.

Ш Транспортный риск ■ Тяжесть последствий асоциальный риск

Рисунок 4. Важнейшие индикаторы федеральной целевой программы "Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах" В табл. 2, табл. 3 представлены ожидаемые показатели аварийности в условия отсутствия программно-целевого метода и динамика достижения показателей программы.

Таблица 2

Ожидаемые показатели аварийности в условиях отсутствия программно-целевого метода

2006 год 2007 год 2008 год 2009 год 2010 год 2011 год 2012 год

Количество лиц, погибших в результате дорожно-транспортных происшествий, тыс. человек 35,8 36,5 37,2 37,9 38,6 39,3 40

Количество дорожно-транспортных происшествий с пострадавшими, тыс. единиц 209 210 210 211 211 212 212

Необходимо отдельно отметить важность разработок направленных на повышение безопасности дорожного движения общественного транспорта и транспорта осуществляющего перевозки грузов. В отличие от частного легкового автотранспорта они несут дополнительную высокую социальную нагрузку. Социальный транспорт наряду с грузоперевозками - является важной межотраслевой системой.

Таблица 3

Ожидаемая динамика достижения показателей Программы

20062012 годы всего I этап II этап

2006 год 2007 год 2008 год 2009 год 2010 год 2011 год 2012 год

Снижение количества лиц, погибших в результате дорожно-транспортных происшествий (по сравнению с 2004 годом), тыс. человек 29,2 - - 1 3,2 5,9 8,6 11,5

Снижение количества дорожно-транспортных происшествий с пострадавшими (по сравнению с 2004 годом), тыс. единиц 54,9 -2 0,1 3,4 7 11 15,1 20,3

Обеспечение безотказной работы транспорта невозможно без своевременного контроля технического состояния транспортных средств, соблюдения регламента технического обслуживания, своевременного медицинского контроля водителей. Дополнительными инструментами, оптимизирующими работу транспорта, являются контроль и оптимизация маршрутов передвижения, контроль выполнения скоростных режимов.

На социальном транспорте и грузовом транспорте, перевозящем опасные грузы особую важность принимает не только контроль за техническим состоянием основных узлов автомобилей и методы диагностики, позволяющие определить точную неисправность и устранить ее в кратчайшие сроки, но методы контроля позволяющие повысить безопасность движения на дорогах. Для такого вида транспорта важно применение систем, которые акцентируют внимание на параметрах автомобиля, критичных именно для безопасности дорожного движения. С этой целью необходимо увеличить степень контроля за погодными условиями, условиями освещенности, соблюдением скоростного режима, адекватностью действий водителя. А так же за техническими узлами автомобилей, непосредственно влияющими на безопасность дорожного движения.

Важным аспектом эксплуатации автомобилей является выполнение норм экологической безопасности. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. В результате по России, из суммарного выброса автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных веществ: 27 тыс. тонн бензола, 17,5 тыс. тонн формальдегида, 1,5 тонн бензапирена и 5 тыс. тонн свинца. В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. тонн. Необходимо отметить, что с точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха - 95%, шум -49,5%, воздействие на климат - 68%. Поэтому контроль соблюдения экологических норм является так же приоритетной задачей, особенно в крупных городах.

Применение систем дистанционной диагностики автотранспортных средств, учитывающих специфику объекта контроля и формирующих полный цикл диагностики от снятия контролируемых параметров, первичной обработки и контроля, организации передачи для последующего анализа с помощью интеллектуальных систем и до проработки отказоустойчивой инфраструктуры хранения, обслуживания и отображения данных с применением различных технологий доступа, позволит решить не только проблемы своевременного обслуживания транспортных средств, организации и поддержании норм их эксплуатации, превентивной диагностики и замены основных узлов и диагностики перемежающихся неисправностей, но и значительно повысить безопасность дорожного движения на социально важных маршрутах.

Целью исследования является повышение безопасности эксплуатации социального автотранспорта на основе совершенствования современных методов и приборов неразрушающего контроля физико-механических характеристик состояния основных узлов автомобиля и диагностики неисправностей и дефектов. А также разработка программно-аппаратного комплекса реализующего усовершенствованные методы диагностики, интеллектуальную систему определения неисправности и организацию построения комплекса с учетом требований отказоустойчивости.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы задачи:

- Провести анализ работы основных узлов объекта контроля, выявить параметры основных узлов, требующие контроля и перечислить угрозы отказа работоспособности и безопасности дорожного движения, вызываемые несвоевременной диагностикой;

- Классифицировать параметры контроля по степени критичности для безопасности дорожного движения, экологической и технической безопасности;

- Провести анализ существующих методов и средств диагностики основных узлов автомобиля, анализ существующих методик и алгоритмов диагностики автотранспорта;

- Разработать методику диагностики, позволяющую выявлять причины перемежающихся неисправностей узлов транспортного средства;

- Разработать унифицированный аппаратный комплекс диагностики с учетом специфики современного контроля состояния электронных и механических систем автомобиля;

- Разработать программный комплекс, основанный на технологии «клиент-сервер» с внедрением современных систем безопасности, хранения и передачи данных, реализующий интеллектуальную систему диагностики и определения неисправностей;

- Провести экспериментальные исследования эффективности применения комплекса на парке автомобилей различных моделей.

Объект исследования. В качестве объекта исследования были выбраны пассажирские микроавтобусы Газель 322132 различных годов выпуска, как наиболее массовое транспортное средство в современных пассажирских перевозках. Для подтверждения универсальности разрабатываемого решения также рассматривались микроавтобусы Мерседес Виано (Mercedes Viano), как наиболее перспективный и технически оборудованный альтернативный вариант.

При выборе объекта исследования учитывались следующие факторы:

- Объект должен являться наиболее массовым транспортным средством для организации социальных перевозок автотранспортом;

- Широкое распространение конструкции, облегчающее сбор и обработку информации о техническом состоянии и диагностике причин отказов;

- Принципиальная и практическая возможность проявления всех видов дефектов и неисправностей, что сделало бы разрабатываемую методику универсальной;

- К объекту должны применяться уже существующие методики оценки технического состояния.

Методы исследования. Основными методами исследования являлись методы дистанционного неразрушающего контроля основных деталей и узлов социального автотранспорта, ответственных за их безопасность в процессе эксплуатации. Основными направлениями исследований являлся комплексный подход к созданию алгоритмов и методик сбора, первичной обработки, передачи и анализа информации по состоянию основных узлов автомобиля, разработке программно-аппаратных средств реализующих эти методики и алгоритмы диагностики. Акцент был выбран на сочетание теоретической информации по принципам и алгоритмам современной диагностики и типам датчиков неразрушающего контроля, наиболее часто применяемым на современных автомобилях, разработке программного комплекса анализа параметрической информации и интеллектуальной системы определения неисправности, моделировании взаимодействия компонентов разрабатываемого комплекса.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в комплексном подходе к решению проблем контроля состояния современного автомобильного транспорта.

- Разработана методика дистанционной диагностики и телекоммуникационной передачи информации о техническом состоянии социального автотранспорта в удаленный центр обработки данных (ЦОД).

- Разработана интеллектуальная система определения неисправности, реализующая методики оценки технического состояния автомобиля и принятия решения о возможности дальнейшей эксплуатации.

- Разработаны алгоритмы сбора данных, первичной обработки, формирования пакета данных, передачи и обработки данных в ЦОД.

- Разработана методика дистанционной диагностики неисправностей, позволяющая выявлять причины перемежающихся неисправностей, за счет возможности проведения диагностики в момент проявления отказа.

- Разработан программно-аппаратный комплекс реализующий методику дистанционной диагностики и методы отказоустойчивости.

Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы предприятиями, осуществляющими эксплуатацию, техническое обслуживание и контроль технического состояния парка автомобилей. Комплекс позволит осуществлять дистанционный контроль состояния узлов транспортных средств и диагностику неисправностей, контролировать соблюдение экологических норм и правил дорожного движения. Внедрение позволит проводить диагностику перемежающихся неисправностей, за счет применения предложенной методики дистанционной диагностики узлов автомобиля, а также значительно сократить сроки диагностики, за счет применения интеллектуальной системы определения неисправности и возможности контроля параметров в режиме реального времени. Внедрение комплекса сократит непредвиденные простои транспортных средств, за счет превентивного контроля тенденций изменения параметров узлов, и проведения своевременного ремонта или замены узлов и агрегатов. Комплекс реализует безопасный локальный и удаленный доступ к данным и отчетам с применением технологий Web Portal и VPN, с возможностью гибкого назначения персональных прав для каждого пользователя. При подключении дополнительного модуля GPS \ ГЛОНАСС возможно контролировать оптимальность маршрутов движения.

Результаты также могут быть использованы Заводом - изготовителем транспортных средств, при испытании новых моделей автомобилей в реальных условиях. За счет применения разработанной методики и комплекса ее реализующего, можно добиться высокого показателя экономической эффективности, за счет сбора статистической информации в условиях реальной эксплуатации, диагностики возникающих неисправностей различных степеней сложности и внесении соответствующих изменений в конструкцию узлов автомобиля еще до запуска в серийное производство.

Разработанный программно-аппаратный комплекс можно адаптировать для проведения централизованного дистанционного Государственного Технического Осмотра на социально важных видах автотранспорта.

Положения, выносимые на защиту

- Методика телекоммуникационного дистанционного неразрушающего контроля технического состояния социального автотранспорта.

- Алгоритм диагностики перемежающихся неисправностей.

- Телекоммуникационная система диагностики и контроля состояния узлов современного автомобиля.

- Программный комплекс распределения, хранения и обработки данных по техническому состоянию автомобилей, реализующий интеллектуальную систему определения неисправности, алгоритмы сплайн интерполяции, основанный на технологии «клиент-сервер».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях Кафедры Приборов контроля и систем экологической безопасности СЗТУ (С.-Пб, 2008-2009), на 5-ой международной конференции «Приборостроение в экологии и безопасности человека» (С.-Пб, 2007), на 8-ой международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (Москва, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ объемом 63 страницы, из них одна - в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, библиографического списка из 73 наименований; изложена на 213 страницах машинописного текста; включает 33 таблицы, 97 рисунков и 3 приложения.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Курлышев, Олег Валерьевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В результате исследований были достигнуты следующие результаты:

1. Проведен анализ работы основных узлов автомобиля, выявлены параметры основных узлов, требующие применения методов неразрушающего контроля. Выявлены угрозы отказа работоспособности, вызываемые несвоевременной диагностикой.

2. Сформирован список диагностических приборов и средств, необходимых для локальной диагностики современных автомобилей. Показано, что большая часть функций диагностики локальными средствами может быть реализована с помощью приборов дистанционного контроля.

3. Рассмотрены современные методы и алгоритмы диагностики автотранспортных средств. Выявлены тенденции их развития, направленные на получение более полной информации с объекта контроля на момент проявления отказа и их недостатки, связанные с недостаточной эффективностью диагностики перемежающихся неисправностей.

4. Произведен анализ современных беспроводных технологий передачи данных. Приведены рекомендации по выбору различных технологий для применения комплекса в различных условиях. Выделена перспективная технология Mobile WiMAX (стандарт IEEE 802.16е-2005).

5. Рассмотрены современные системы дистанционного мониторинга параметров узлов автомобиля. Показаны их ограничения, основное из которых, это отсутствие в них функций, методик и алгоритмов диагностики неисправностей.

6. Рассмотрены различные алгоритмы сплайн интерполяции для анализа данных получаемых в мониторинговом режиме. Выбраны и внедрены в программный комплекс алгоритмы Кубической сплайн-интерполяции и Сплайн-интерполяция Акимы.

7. Разработана методика диагностики перемежающихся неисправностей, которая позволила получать и анализировать данные с объекта контроля в момент активной фазы проявления перемежающейся неисправности и возможности анализа изменения параметров при различных внешних воздействиях.

8. Разработан аппаратный модуль дистанционной диагностики, осуществляющий локальный сбор, анализ, формирование и отправку данных с объекта контроля в ЦОД. При разработке модуля были учтены требования унификации, методы отказоустойчивости и особенности построения современных приборов контроля и диагностики.

9. Разработана интеллектуальная система определения неисправности, позволившая сократить время, требуемое для диагностики неисправности вызвавшей отказ, за счет ведения базы данных уже известных неисправностей и набора параметров их характеризующих. В результате эксперимента была показана эффективность работы системы.

10. Классифицированы контролируемые параметры по приоритетам безопасности дорожного движения, экологической и технической безопасности. Полученные данные учтены в работе интеллектуальной системы принятия решения.

11. Разработан программный комплекс, основанный на технологии «клиент-сервер» с внедрением современных систем безопасности, хранения и передачи и обслуживания данных. Реализована инфраструктура дистанционного защищенного доступа к данным.

12. В результате проведенного эксперимента по контролю технического состояния социального пассажирского автотранспорта было установлено:

- диагностированы неисправности различных узлов, среди которых две перемежающиеся на автомобилях Газель 322132 связанные с пропусками по зажиганию в 4 цилиндре и отказах бензонасоса. наиболее частыми являются ситуации нарушения норм безопасности дорожного движения - 62% всех событии зарегистрированных системой.

- подтвержден высокий существующий уровень аварийности на транспорте, повышенное количество обращений зарегистрировано у двух транспортных средств: Газель 322132 2003 г.в. и Газель 322132 2006 г.в.

- отмечены нарушения норм экологической безопасности, они составляют 20% всех обращений. Автомобили Газель 322132 всех годов выпуска кроме 2007 показали значительно худшие результаты, чем автомобили Mercedes Viano.

- регистрация нештатных ситуаций показала, что 11% всех обращений связано именно с техническими неисправностями, возникавшими на объектах контроля.

- 5% и 2% всех обращений были регистрацией проявления необходимости превентивной замены и прохождения планового технического обслуживания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Курлышев, Олег Валерьевич, 2009 год

1. Саблиев Д. М. Диагностика неисправностей автомобиля. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2009 256 с.

2. Говорушенко Н.Я. Техническая эксплуатация автомобилей. -Харьков: Высшая школа, изд-во Харьковского университета, 1984 312 с.

3. Балицкий Ф.Я. Современные методы и средства диагностики. М.: Международный центра научной и технической информации, 1990 - 115 с.

4. Биргер И.А. Техническая диагностика. — М.: «Машиностроение», 1978 — 240 с.

5. Данов Б.А. Электронные системы управления иностранных автомобилей, М.: Горячая линия — Телеком, 2007 - 224 с.7. http://www.ardio.ru ООО "АРДИО РУ" Автомобильное ремонтное и диагностическое оборудование.

6. Данилов A.A. Метрологическое обеспечение измерительных систем: учебное пособие. СПб.: Профессионал, 2008 - 63 с.

7. Мильман И.И. Радиоволновой, тепловой и оптический контроль. -Екатеринбург: ГОУ ВПО "УГТУ УПИ, 2006 - 75 с.

8. Automotive Sensors (Bosch Technical Library). Robert Bosch.

9. О.В. Курлышев, А.И. Потапов. Современные датчики дистанционной диагностики узлов автомобиля. Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвузов, сб. вып. 17 СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009.- с. 278-291.

10. Котюк А.Ф. Датчики в современных измерениях. Радио и связь. -М.: Горячая линия — Телеком, 2006 96 с.

11. Соколов А.В Диагностика электромеханических систем. -Челябинск: ЮУрГУ, 2003 349 с.

12. Сафарбаков A.M. Основы технической диагностики. Иркутск: ИрГУПС, 2006-216 с.

13. Игнатов А.П., Пятков К.Б. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей. М.: За рулем, 1999 - 225 с.

14. Эрастов В.Е., Сидоров Ю.К., Отчалко В.Ф. Измерительная техника и датчики. Томск: ТМЦДО, 1999 - 176с.

15. Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, В.В. Болотин и др.; Надежность технических систем: Справочник Под ред. И.А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985 - 608 с.

16. О.В. Курлышев, А.И. Потапов. Алгоритмы методов дистанционной диагностики автотранспорта. Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвузов, сб. вып. 16 СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009.- с. 290-303.

17. Basic Reliability: An introduction to Reliability Engineering Nicholas Summerville.

18. Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль. М.: Издательство высшая школа, 1991 - 283 с.

19. Ж.Аш, П.Андре, Ж.Бофрон. Датчики измерительных систем: В2-х кн.,1 кн.: Пер.с франц. Под ред. А.С. Обухова М.: Мир, 1992- 480 с.

20. Ж.Аш, П.Андре, Ж.Бофрон Датчики измерительных систем: В2-х кн., 2 кн.: Пер.с франц. Под ред. А.С. Обухова М.: Мир, 1992 - 424 с.

21. Шахнович И.В. Современные технологии беспроводной связи. -М.: Техносфера, 2006 288 с.31. http://www.gsmworld.com/ Официальный сайт Ассоциации GSM.32. http://www.wi-fi.org/ Международная ассоциация Wi-Fi Alliance.

22. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.: Питер, 2007 - 963 с.

23. Зингеренко Ю.А. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. СПб: СПбГУ ИТМО, 2005 - 143 с.

24. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. М.: Высшая школа, 2002 - 840 с.

25. Воробьева Г.Н., Данилова А.Н. Практикум по вычислительной математике. Издание 2-е, переработанное и дополненное. Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во Высшая школа, 1990 - 208 с.

26. Каневский И.Н., Сальникова Е.Н. Неразрушающие методы контроля. Владивосток: ДВГТУ, 2007 - 243с.

27. Diagnosis and Troubleshooting of Automotive Electrical, Electronic, and Computer Systems (5th Edition)

28. O.B. Курлышев, А.И. Потапов. Алгоритмы диагностики современного автотранспорта. Контроль. Диагностика: Журнал вып. 5(131) май 2009 М.: Изд-во Машиностроение, 2009. - с. 61-69.

29. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Учебник для вузов. Гриф МО, 3-е издание, переработанное и дополненное. -М.: ЮНИТИ, 2003 463 с.

30. Вельский A.M. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Альфа-М 2007 - 182 с.

31. Ананченко В.Н., Гофман JI.A. Теория измерений: учеб. пособие. -Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2002 214 с.

32. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. 2-ое издание. СПб.: Питер, 2004 - 432 с.

33. Вишневский В.М. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. М.: Издательство: Техносфера, 2005 - 592 с.45. http://www.cnews.ru Журнал CNews — деловое издание, ориентированное на специалистов в области высоких технологий.

34. Ключарев A.A., Матьяш В.А., ГЦекин C.B. Структуры и алгоритмы обработки данных. СПб.: ГУАП, 2003 - 172 с.

35. ГОСТ 34.201-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.

36. Тюнин A.A. Диагностика электронных систем управления двигателями легковых автомобилей 2-е изд. М: Ремонт и Сервис XXI, Солон-Пресс, 2008 - 352с.

37. ГОСТ 34.602-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы.

38. ГОСТ Р МЭК 870-5-1-95 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 1. Форматы передаваемых кадров.

39. Джим Гейер. Беспроводные сети. М.: Издательский дом "Вильяме", 2006 - 189 с.

40. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. -М.: Мир, 1986 — 576 с.

41. Сараев А. Д., Щербина О. А. Системный анализ и современные информационные технологии //Труды Крымской Академии наук. — Симферополь: СОНАТ, 2006.

42. Bonczek R.H., Holsapple С., Whinston А.В. Foundations of Decision Support Systems. New York: Academic Press, 1981.

43. Ларичев О. И., Петровский А. В. Системы поддержки принятия решений. Современное состояние и перспективы их развития. // Итоги науки и техники. Сер. Техническая кибернетика. М.: ВИНИТИ, 1987, с. 131-164.

44. Finlay Р. N. Introducing decision support systems.— Oxford, UK Cambridge, Mass., NCC Blackwell: Blackwell Publishers, 1994.

45. Marakas G. M. Decision support systems in the twenty-first century. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 1999.

46. Power DJ. A Brief History of Decision Support Systems. DSSResources.COM, World Wide.59. http://www.ronktd.ru/ РОНКТД открытое общество для организаций и отдельных специалистов, заинтересованных в неразрушающем контроле и технической диагностике.

47. Глушаков С.В., Ломотько Д.В. Базы данных. М.: "ФОЛИО" Хаар, 2002 - 504 с.

48. Диго С.М. Базы данных: проектирование и использование. М.: Финансы и статистика, 2005 - 592 с.

49. Самарский А.А. Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука. 1989. — 432 с.

50. Горев А., Макашарипов С., Ахаян Р. Эффективная работа с СУБД. -СПб.: Питер, 1997 504 с.

51. Боуман Дж., Эмерсон С., Дарновски М. Практическое руководство по SQL. М.: Вильяме, 2002 - 352 с.

52. Сильянов В.В., Домке Э.Р. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц М.: Академия, 2009 - 352с

53. ГОСТ 27300-87 Информационно-измерительные системы. Общие требования, комплектность и правила составления эксплуатационной документации

54. ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов

55. JI. И. Довбета, В. В. Лячнев, Т. Н. Сирая. Основы теоретической метрологии. СПб.: Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 1999 - 292 с.

56. Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых средств измерений. Основные положения.

57. Конюховский П. Математические методы исследования операций в экономике СПб.: Издательство СПБГУ, 2008 - 396 с.

58. Костин В.Н., Тишина H.A. Статистические методы и модели. -Оренбург: Гоу ОГУ, 2004 138 с.

59. Новиков М.М. Статистика, показатели и методы анализа, справочное пособие. Минск: Современная школа, 2005 - 628 с.

60. Вахламов В. К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. М: Академия, 2006 г. 240 с.