Естественные и технические науки, № 5, 2012
Геоинформатика
Жигалов К.Ю., кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института проблем управления Российской академии наук
АДАПТАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ ГИС ПОД ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ НА ПРИМЕРЕ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОДОРОГИ
В статье ставится задача использования ГИС для целей автоматизации управления механизмами. Основное внимание в статье автор уделяет необходимым дополнениям ГИС, которые делают возможным оптимально использовать характеристики рельефа, объектов местности для определения траекторий движения объектов управления по строительным площадкам.
Ключевые слова: управление механизмами, оптимизация ГИС, автоматизация управления.
ADAPTATION MODERN GIS FOR ATOMIZATION PROCESSES OF MECHANISM CONTROL
ON AN EXAMPLE OF CONSTRICTION OF ROADS
The article specifies the problem of GIS application for automated control of the mechanisms. In the article the author mainly focuses on the required additions to GIS which ensure the optimal use of relief characteristics and locations for trajectory detection ofhow objects of management move around the construction sites.
Keywords: mechanism control, GIS optimization, control automation.
В последнее время, все чаще встает вопрос о необходимости автоматизации процессов управления сложными механизмами на отдельно взятых обьектах. При этом, процесс управления осложняется следующими факторами: - строительные площадки постоянно меняют свой облик во время производства работ; - размещение механизмов на них носит временный характер, как на протяжении рабочего цикла обьекта, так и на протяжении смен; - во время процесса производства работ необходимо постоянно производить обновление картографического материала; - в ГИС должны быть включены процессы контроля за механизмами на каждом этапе работы.
В качестве примера, можно привести автоматизацию процессов асфальтоукладки. Во время производства работ постоянно меняется облик самой стройплощадки т. к. по сути, вся она является объектом постоянных изменений в связи со строительством.
Современные ГИС представляют собой некий информационный ресурс, наша задача добиться максимально точной и своевременной выдачи информации для программ управления, и мониторинга. Исходя из этого, работу по построению ГИС для целей автоматизации процессов управления делят на несколько этапов:
1. Подготовка первичной ГИС с моделью рельефа до начала работ (для этого прибегают к стандартным способам ее получения: лазерное сканирование, использование электронных тахеометров)
2. Подготовка «Эталонных» промежуточных моделей (т.е. отображение модели рельефа, согласно завершению каждого этапа производства работ). Данный этап включает построение модели в будущем, для чего используется компьютерная графика с четкими метрическими параметрами промежуточных моделей.
3. Подготовка перечня данных, подлежащих контролю во время производства работ (в нашем случае это данные позиционирования техники на площадке, данные маршрутов техники, данные замеров веса самосвалов в момент погрузки расходного материала на них, фактические модели рельефа, по выполнению каждой стадии работ)
Естественные и технические науки, № 5, 2012
4. Подготовка моделей движения техники по объекту (для этого на базовой ГИС расставляют маркеры, учитывая:
а) расположение механизмов на стройплощадке
б) технические характеристики автомобилей (проходимости, углов свеса и крена, углов разворота и поворота, необходимого расстояния для производства погрузочно / разгрузочных работ)
в) расположение контрольных элементов загрузки (весов). Следует отметить, что взвешивание самосвалов производится как до, так и после погрузки для определения более точных параметров веса груза.
5. Подготовка схемы размещения датчиков, и определение характеров датчиков на протяжении всего объекта. Следует отметить, что для процессов автоматизации контроля и управления механизмами необходимы следующие виды датчиков:
A) контрольные весы, как я уже описывал, весы необходимы для получения точной информации о загрузке самосвалов. Информация необходима, для контроля как за процессом подсыпки (определении куда и сколько машин надо сваливать), так и процесса асфальтоукладки (распределение асфальтовой крошки по основанию)
Б) датчики движения. Опытным путем установлено, что необходимо расставлять датчики не реже 1 датчика на каждые 100 метров объекта по обе стороны от дороги, что позволяет оптимально фиксировать положения автомашин и прочих механизмов на объекте, обеспечивает необходимое перекрытие и отсутствие «мертвых» зон на карте
B) датчики обозначения объектов. Данный тип датчиков расставляется на объектах и позволяет точно определять какой именно механизм обозначается и управляется. За каждым механизмом в системе закрепляется уникальный код датчика (наиболее удобно, учитывая факт использования Wi-Fi сети для связи с датчиками, использовать в качестве данных кодов MAC адреса устройств контроля (компьютеров), расположенных на механизмах.
Каждый из этапов подготовки данных необходим для корректной работы системы в целом. Само построение ГИС, при использовании ее для управления механизмами требует перестройки. В данный момент 90% ГИС построено по принципу клиентских систем т. е. ГИС стоит на 1ом компьютере и работает на нем в полном объеме (исключения составляют лишь данные, хранимые на сервере). В нашем случае необходимо строить серверо ориентированную ГИС, а именно:
- Основные данные (эталонные модели, геоподоснова, выполнение расчетов) хранятся и обрабатываются на сервере
- Вспомогательные клиенты (компьютеры) подключаются к серверу для выполнения прикладных задач (обновление модели местности, передача данных о взвешивании, размещении объектов на местности)
- Опереторские ПК (отображают информацию на дисплее, позволяют операторам контролировать и корректировать процессы, происходящие на объекте)
- Исполнительные ПК (управляют бортовыми компьютерами механизмов)
Все взаимодействие между частями системы происходит по стандартным сетевым протоколам, с использованием беспроводной связи Wi-Fi.
Применение описанных в статье методик оптимизации ГИС для целей управление позволяет снизить количество задействованных при строительстве лиц, ввести постоянный контроль за выполнением работ при строительстве. В России, как и во всем мире данные технологии не распространены и только зарождаются, но будущее у них безусловно есть.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.