Пути развития моделей систем автоматического управления автомобилей и биотехнических комплексов «Автомобиль – среда – водитель»

Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время большое внимание уделяется решению проблем создания автоматических систем управления движением транспортных средств (АСУД ТС). Успешное их решение зависит от многих факторов: экономических, организационных, производственных, конструкторско-технологических и т.д.

Цель исследования – анализ некоторых из ключевых факторов, влияющих на достоверность моделей человеко-машинных систем «Автомобиль – среда – водитель», являющихся инструментальной основой проектирования АСУД ТС.

Методология и методы. В работе рассмотрена история развития моделей человеко-машинных систем «Автомобиль – среда – водитель» за последний полувековой период с акцентом на отечественные исследования в этой области.

Результаты. Раскрываются особенности математических описаний в системах автоматического управления объектами с искусственным интеллектом, в профессионально ориентированных биотехнических комплексах для эффективного решения задач взаимной адаптации человекомашинных систем, в сквозном проектировании транспортных средств и др.

Практическая значимость. Представлен перечень проблем, возникающих при математическом описании объектов исследования и предлагаются рекомендации для их решения.

1. SAE. Taxonomy and definitions for terms related to driving automation systems for on-road motor vehicles. – SAE J3016. – 2016. 2. European Conference of Ministers of Transport Content Provider, Resources for Tomorrow’s Transport Eleventh International Symposium on Theory and Practice in Transport Economics, Brussels, 12th–14th September 1988. Introductory reports and summary of discussions. – Paris: OECD Publishing, 1989.

2. Ulmer B. VITA II-active collision avoidance in real traffic / Proceedings of the Intelligent Vehicles ’94 Symposium.

3. The 2005 DARPA Grand Challenge / Ed. by M. Buehler, K. Iagnemma, S. Singh. – Springer Berlin Heidelberg, 2007.

4. Buehler M., Iagnemma K., Singh S. The DARPA Urban Challenge: Autonomous Vehicles in City Traffic. – Springer Publishing Company, Incorporated.

5. Ветлинский В.Н., Осипов А.В. Автоматические системы управления движением автотранспорта. – Л.: Машиностроение, 1986. – 216 с.

6. Васин П.А. Совершенствование алгоритмов автоматического управления движением автомобиля посредством нейросетевых решений и анализа дорожной обстановки: дисс. … канд. тех. наук: 05.05.03. – М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2022. – 183 с.

7. Гинцбург Л.Л. Устойчивость управляемого движения автомобиля относительно траектории // Автомобильная промышленность. – 1977. – № 9. – С. 27– 31.

8. Гинцбург Л.Л., Кисуленко Б.В. О границах применимости скорости поворотов рулевого колеса в качестве измерителя управляемости автомобилей при прямолинейном движении // ЭИ «Конструкция автомобилей». – 1977. – № 1. – С. 29–39.

9. Гинцбург Л.Л., Носенков М.А. Методы оценки управляемости автомобиля на поворотах // Автомобильная промышленность. – 1971. – № 2. – С. 14–17.

10. Катанаев Н.Т., Чебышев А.Е., Валентинов В.Д. Оценка качества человеко-машинной системы «Автомобиль – среда – водитель» / Проблемы инженерной психологии: тезисы докладов VI Всесоюзной конференции по инженерной психологии, вып. III, ч. I. – Л., 1984. – С. 199–200.

11. Юрасов В.В., Фролов В.Г., Катанаев Н.Т. Изучение надёжности деятельности водителя на динамическом тренажёре / Пути повышения безопасности дорожного движения: тезисы докладов IV Всесоюзной конференции. – Ташкент, 1981. – С. 109–110.

12. Морозов Б.И., Карелин В.И., Катанаев Н.Т. Способ определения среднего интегрального угла отклонения продольной оси автомобиля от заданной траектории. А.С. № 662840 от 15.05.1979, Б.И. № 8, 1979. 14. Морозов Б.И., Катанаев Н.Т., Вихман В.С., Карелин В.И. Устройство для исследования характеристик управляемости автомобиля в режиме слежения. А.С. № 662841 от 15.05.1979, Б.И. № 18, 1979. 15. Карелин В.И. Исследование автоматической системы для анализа динамики автомобиля в режиме слежения: дисс. … канд. тех. наук: 05.02.07. – М.: МГИУ, 1980. – 158 с.

13. Sukhil V., Behl M. Adaptive Lookahead PurePursuit for Autonomous Racing. URL: https://arxiv.org/abs/2111.08873 (дата обращения: 26.05.2022).

14. Катанаев Н.Т. Анализ и синтез человеко-машинной системы «Автомобиль – среда – водитель»: дисс. … д-ра техн. наук: 05.05.03. – М.: МАДИ, 1989. – 395 с.

15. Катанаев Н.Т. Биотехническая система автомобиль-среда-водитель. – М.: МАМИ, деп. в ВИНИТИ, 1984. – № 6 (152). – C. 91. – № 997. – 84 c.

16. Колбасов А.Ф. Метод системной оценки влияния внешних и внутренних факторов на динамику продольного движения автомобиля: дисс. … канд. тех. наук: 05.05.03. – М.: МАМИ, 2016. – 181 с.

17. Чудаков Е.А. Качение автомобильного колеса // Труды автомобильной лаборатории института машиноведения АН СССР. – 1948. – Вып. 9. – 127 с.

18. Царев В.П. Уравнение неголономных связей в описании бокового движения автомобильного колеса с проскальзыванием / Активная и пассивная безопасность и надёжность автомобиля: межвузовский сборник научных трудов Московского автомеханического института. – М., 1984. – С. 146–156.

19. Kalman R.E., Bertram J.E. A Unified Approach to the Theory of Sampling Systems // J. Franklin Inst. – 1959. – No. 267. – P. 405–436.