Автомобиль как система информатика

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019

Современные информационные технологии в автомобильной сфере

Сложно представить нашу жизнь без информационных технологий. Они используются в различных отраслях деятельности и очень прочно вошли привычный обиход человеческой жизнедеятельности. Не становится исключением и автомобилестроение, которое невозможно представить без многочисленных компьютерных инноваций, к примеру, бортовой компьютер, являющийся такой же важной частью, как двигатель или КПП.

Современный автомобиль пытаются сделать таким, чтобы участие человека в передвижении было минимальным. Уже существуют модели, способные сами определять расстояние до объектов, свое местонахождение, а также брать управление полностью в свои «руки». Довольно успешно нашли свое применение в транспортных средствах различные системы помощи для водителя, такие как камеры, системы GPS, радар, ультразвук и т.д.

Важно знать, как в дальнейшем станет развиваться авто ветвь, чего нам ждать в ближайшие годы. Для этого нужно выяснить, какие инновации используются сейчас и какие будут применяться в будущем.

Интернет и автомобиль

Все больше усиливается взаимодействие автомобиля с интернетом. Однако многие считают, что такая связь повышает отвлекающий фактор водителя, а это оказывает сильное влияние на безопасность на дороге. Однако есть и преимущества, такие как напоминание об обслуживании автомобиля, возможность автоматической записи и направление в ближайший сервисный центр, а также для развлечений.

Синхронизация с устройствами

Помимо доступа в интернет, многие автомобили оборудованы наличием USB-порта. Возможно дистанционное управление программным обеспечением различных систем, решение причин неисправностей и поломок, если сбой связан с компьютерной системой, без использования услуг специалистов.

Голографический информационный дисплей

Выводит информацию на лобовое стекло, например, о скорости, направления движения и другое, что особенно полезно при плохих погодных условиях.

Взаимодействие вашего автомобиля с инфраструктурой

Возможно скоро автомобили свяжут в единое целое с дорожной структурой. Например, связь веб-камер с дорожными знаками, перекрестками и светофорами. Это позволит узнать о загруженности улиц или о других дорожных условиях заранее, и водитель сможет сэкономить время и средства, изменив маршрут движения. Также можно будет зарезервировать место для парковки машины. При попадании в ДТП, автомобиль сможет сообщить об этом окружающим, и другие водители успеют вовремя сбавить скорость и будут более внимательны.

Мониторинг движения или «Мертвые зоны»

Повысить безопасность на дороге можно с помощью мониторинга «мертвых зон» и системы предупреждения дорожной разметки. Такая система предупредит водителя, если он начнет перестраиваться в соседнюю полосу, не включив поворотник, а также воспрепятствует перестроению, если полоса занята.

Некоторые производители уже начали устанавливать автоматические системы для помощи при парковке. Схема работы системы: при помощи радара машина определяет, достаточно ли места для парковки. А потом выбирает для водителя правильный угол поворота руля и буквально сам ставит машину на нужное парковочное место. Эта система невероятно полезна для новичков.

Отслеживание состояния водителя

Очень полезной функцией в автомобиле является система слежения, которая распознает признаки усталости водителя на дороге и предупреждает о необходимом отдыхе.

Камеры ночного видения

Возможно использование камер ночного видения, которые могут снизить ДТП в темное время суток. Система помогает увидеть дорожную разметку, знаки, пешеходов и животных. Например, в BMW используется инфракрасная камера, показывающая изображение на экране в ЧБ формате. Она распознает объекты до 300 метров. Также предусмотрена адаптация камеры под изменяющиеся условия видимости.

Удаленное замедление транспорта при угоне автомобиля и попытке скрыться от полиции при погоне. Такая функция поможет в короткое время вернуть украденные машины.

Довольно много производителей автомобилей хотят достичь более высокой эффективности от силовых агрегатов, ставя на новые виды топлива и моторы, пытаются уменьшить расход топлива, увеличивая пробег на одном заряде или заправке. На сегодняшний день выпускается довольно много электрокаров, и практически у каждого производителя в портфолио имеется гибридный автомобиль. С каждым годом их число будет только расти.

С увеличением роста электрокаров, становится актуальным вопрос об их быстрой и эффективной перезарядке. Возможным решением становятся индукционные зарядные устройства, но пока такие технологии используются только на маленьких устройствах, например, мобильные телефоны или плееры.

В данный момент информационные технологии стремительно развиваются в самых разнообразных сферах, не становится исключением и автомобильная. Безусловно, они очень важны и полезны для всех автолюбителей. ИТ оказывают огромную помощь водителю в управлении автомобилем, оповещают о его самочувствии, помогают принимать верные решения, играют неоценимую роль в безопасности самого водителя и окружающих. С их помощью водитель ощущает себя более комфортно и спокойно на дороге, а значит, он более внимателен на ней.

1. Основные информационные технологии связи водителя и автомобиля [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://studopedia.org/12-4689.html

2. Поляков Ю. Электроника и автотранспорт: новые возможности // Спецтехника. – 2007. – № 4. – С. 54–58.

3. Средства автоматизации управления автотранспортными предприятиями и информационные транспортные системы / О. Н. Черкасов [и др.]. – Воронеж: Воронеж. гос. ун–т. – 2006. – 257 с.

Источник статьи: http://scienceforum.ru/2019/article/2018011016

Описание системы «автомобиль»

Функциональные, морфологические и информационные описания систем. Анализ системоразрушающих и системообразующих факторов, влияющих на машину. Характеристика иерархической структуры автомобиля. Особенность обеспечения комфортного и быстрого передвижения.

Рубрика	Транспорт
Вид	практическая работа
Язык	русский
Дата добавления	22.06.2015
Размер файла	24,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Агентство по образованию РФ

Волгоградский государственный технический Университет

по системному анализу

на тему: «Описание системы «автомобиль»

1. Основные методы описания систем

Существует несколько различных методов описания систем. Каждый из них дает возможность выявить свои особенности описываемой системы. Поэтому в зависимости от целей и задач, которые ставит перед собой человек, строящий ту или иную модель, выбирается и наиболее подходящий метод. Иногда полезно описывать одну и ту же систему несколькими методами, чтобы дать полную картину её устройства и функционирования. Рассмотрим основные методы описания систем.

Функциональное описание — это описание, выявляющее особенности функционирования, как всей системы, в общем, так и ее элементов в отдельности. Главной задачей функционального описания является определение основных функций системы, а также определение их зависимости от внешних и внутренних воздействий.

Давайте разберемся, что же такое функция? Функция — это зависимость некоторых выходных значений от входных параметров. Если считать, что функция однозначна, то есть определенному набору входных параметров соответствует определенный набор выходных значений, то такая функция называется R-функцией, а зависимость Y=R(X)-R преобразованием. Если R(X) — детерминированная функция (подчиняющаяся строгим математическим законам), то системы, обладающие этой функцией, называют детерминированными или S1—системами. Если R(X) — вероятностная функция, то соответствующие системы называют вероятностными или S2-системами. И, наконец, если функция неоднозначна и хаотична, то R—преобразование не выполняется, и системы, характеризующиеся такими функциями, называют S3-системами. Существуют также системы, способные самостоятельно, в зависимости от состояния входов, формировать необходимое R-преобразование; очевидно эти системы объединяют в себе все выше перечисленные и называются S0-системами.

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет определенные функции: она может просто существовать, служить областью обитания другой системы, наконец, быть материалом для создания других систем; таких различных функций может быть очень много. Система может быть как однофункциональной, то есть выполнять какую-то определенную функцию, так и многофункциональной. В зависимости от характера взаимодействия систем между собой их функции можно разделить по возрастающим рангам: пассивное существование, материал для других систем, обслуживание систем более высокого уровня, противостояние другим системам и среде, поглощение других систем и среды, преобразование других систем и среды.

Обычно функции системы имеют иерархическую структуру, то есть значение функции каждого уровня является числовым функционалом от функции более низких уровней. Обычно функции системы нормально выполняются при каких-то ограничениях входных параметров, если эти параметры выходят за установленные рамки, то система либо разрушается, либо кардинально изменяет свое устройство. В общем, функциональное описание заключается в выделении иерархии функций системы и определении входных и выходных параметров данных функций. Если это возможно, функции заменяют какими-либо математическими, вероятностными или другими выражениями, что позволяет численно следить за функционированием системы. Непосредственно функциональное описание системы S задается следующей семеркой:

Где T — множество моментов времени; х — множество мгновенных значений входных воздействий; Q — множество состояний; у — множество значений выходных величин; Y=<u:T>y> — множество выходных величин; ц=<T*T*T*c> — переходная функция состояния; з=T*Q>y — выходное отображение; C — отрезок входного воздействия; u — отрезок выходной величины.

Основной недостаток функционального описания — неконструктивность; трудность интерпретации и практического применения.

Морфологическое описание — это описание, дающее представление о строении системы, ее подсистемах и элементах. Оно не может быть исчерпывающим. Глубина описания или детализация определяется назначением данного описания. Морфологическое описание — иерархично, и имеет столько уровней, сколько необходимо для решения данной задачи. Иногда, правда, описать следующий уровень не представляется возможным, используя только морфологические методы. Изучение системы в морфологии начинается с изучения ее элементарного состава (то есть элементов, внутрь которых описание не проникает). По составу элементов системы делятся на гомогенные (состоящие из однотипных элементов) и гетерогенные (состоящие из разнотипных элементов).

Важным признаком морфологии является назначение элементов. Выделяют несколько групп элементов: информационные, энергетические и вещественные. Информационные элементы предназначены для приема, запоминания и преобразования информации. Энергетические — для преобразования энергии. Вещественные для преобразования вещества. Но, например, преобразование вещества или информации невозможно без поступления энергии, и наоборот, преобразование энергии невозможно без передачи информации. Поэтому практически любой элемент обладает вышеперечисленными свойствами, в этом случае для описания выбирают наиболее выраженное, и подходящее под требование решаемой задачи, условие. Также существуют нейтральные элементы — элементы, назначение которых сложно установить с нужной точностью.

Следующим важным признаком морфологии является наличие связей. Существуют информационные, энергетические и вещественные связи. Энергетические связи служат для переноса энергии, информационные — для переноса информации. Здесь, как и в случае со свойствами, наблюдается мощное взаимодействие различных типов связей между собой. Вследствие этого становится возможным образование смешанных связей. Также выделяют прямые (происходит перенос информации, энергии, вещества от одного элемента к другому в соответствии с выполняемой функцией), обратные (происходит управление прямой передачей) и нейтральные связи. Качество связей определяется их пропускной способностью.

Давайте теперь перейдем непосредственно к составлению морфологического описания:

Здесь структуры д бывают: детерминированные, вероятностные, хаотические. Композиция K может быть слабой, с эффекторными подсистемами, с рецепторными подсистемами, с рефлексивными подсистемами, полной и неопределенной.

Информационное описание системы — описание, дающее информацию об организации системы. Существует достаточно много различных определений информации, относящихся к различным областям знания, назовем основные:

1. Информация — совокупность каких-либо сведений, знаний о чем-нибудь.

2. В математике и кибернетике этот термин является количественной мерой энтропии.

3. И, наконец, в философии информация — это свойство материальных объектов сохранять и порождать определенные свойства и состояния.

Первое, а также некоторые другие, не приведенные определения, определяют информацию как какие-либо данные или сведения, отражающие какие-либо процессы. Такая информация называется отображаемой и обозначается I0.

Здесь p0 — число равновероятностных исходов до получения информации, а p1 — число равновероятностных исходов после получения информации.

Перейдем ко второму определению. Энтропия системы есть мера ее неопределенности, то есть чем больше предсказуемы последующие состояния системы, тем меньше у нее энтропия. Количественно энтропию можно найти по формуле:

где pi — вероятность i-го состояния.

Информационное описание определяет зависимость морфологических и функциональных свойств системы от качества и количества внутренней (информации о самой системе и о внешней среде) и внешней (информации, поступающей из внешней среды).

Совокупность функционального, морфологического и информационного описания позволяет отразить главные свойства систем.

2. Обоснование выбора функционального описания системы

После выбора системы, мы стали выбирать метод ее описания. Сразу было трудно решить, какой из них лучше использовать, и мы решили рассмотреть их все и выделить один методом исключения.

Первым мы исключили информационный метод описания. Почему? Потому что система «автомобиль» не является средством восприятия или обработки информации и представляет собой достаточно устойчивую систему. В информационном описании много цифр, переменных и формул, что очень сильно затрудняет возможность понятия и осмысления такой работы. системообразующий автомобиль комфортный передвижение

Остается выбрать из морфологического и функционального описания. Мы сделали выбор в сторону функционального. На это нас толкнуло несколько причин:

1. Главная цель любой системы — функционировать, то есть выполнять какую-либо основную функцию или несколько основных функций, осуществляемых за счет выполнения подфункций каждого из его элементов. То есть для конечного пользователя системы практически не важно как устроена система и из чего она состоит, для него главное — чтобы система выполняла предназначенную ей функцию, а уж как это делается — не его дело.

2. Функциональное описание более емко, чем морфологическое, ведь при описании той или иной функции, делается указание на то, от каких параметров зависит ее выполнение. И мы сразу получаем функциональное описание и список элементов «в одном флаконе». К тому же можно легко добавить к функциональному описанию иерархическую структуру системы, и, фактически мы потеряем из морфологического описания лишь характеристики связей между элементами (которые можно определить по их функциям).

3. Функциональное описание больше подходит для сравнения двух систем, так как морфологическое сходство отнюдь не означает функционального, вследствие того, что незначительное морфологическое отклонение может вызвать качественное функциональное различие. В ряде случаев морфологическое различие обнаружить невозможно, и проявляется оно в существенном различии функциональных свойств.

3. Функциональное описание системы

Общая характеристика системы.

Все важнейшие узлы системы( двигатель, каркас автомобиля, подвеска) выполнены из железа.

1. Механическое воздействие (разрушает систему в результате непрочности материала);

2. Излишний перегрев (влияет на работу двигателя и других подсистем)

3. Воздействие химических растворителей(влияют на тормозную систему(тормозная жидкость), двигатель, в частности на систему охлаждения(тосол, антифриз)

4. Избыточная влажность среды (образует ржавчину практически на всех элементах системы )

5. Излишне низкая температура (при низкой температуре двигатель начинает потреблять больше расходного материала, из-за этого уменьшается КПД, под воздействием низкой температуры металл становится более хрупким, что вызывает механические повреждения элементов системы)

1. Рабочая температура (приблизительно 90С, при оптимальной температуре КПД будет максимальным);

2. Наличие смазки в двигателе, в тормозной системе, в подвеске и в других малых подсистемах;

3. Наличие достаточного количества тормозной жидкости, охлаждающей жидкости, топливной жидкости и кислорода;

4. Наличие достаточного заряда батареи;

5. Прочность крепления несущих частей автомобиля.

Иерархическая структура системы

несущая система решетка радиатора

правое (левое) переднее крыло

правая (левая) передняя дверь

стойка ветрового стекла

правя (левая) задняя дверь

правая (левая) боковина

опора пружины задней подвески

ниша запасного колеса

опора пружины передней подвески

кронштейн для буксировки

передний (задний) бампер

движущая система двигатель шкив привода генератора

зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости

шкив распределительного вала

сальник переднего вала

корпус вспомогательных агрегатов

система питания форсунки

система охлаждения радиатор отопителя

Источник статьи: http://otherreferats.allbest.ru/transport/00569060_0.html