Строительство и архитектура
Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Жигалов К.Ю., кандидат технических наук Института проблем управления Российской Академии наук
ПОДГОТОВКА ТЕХНИКИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОДОРОГ
В статье описываются основные системы, монтируемые на технику для целей ее дальнейшего использования в системах автоматизированного управления строительной техникой при строительстве автодорог. Основное внимание уделено компоновке систем и описанию принципов их работы. Прием во внимание и реализация последовательности монтажа/проверки/юстировки систем позволит безопасно и эффективно применять оборудованные механизмы в системах автоматизированного управления процессами строительства. Следует отметить, что описанный комплекс датчиков и других систем можно использовать с разнообразными видами программных продуктов, что говорит о универсальности выбранной компоновки.
Ключевые слова: автоматизация управления техникой, геоинформационные системы для систем управления, применение ГИС, управление объектами на стройплощадках.
EQUIPMENT PREPARATION FOR USING IN HIGHWAY ENGINEERING AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS
The article describes the main systems to be mounted on the machinery for the purposes of its further use in automatic control systems construction equipment for roads construction. The main attention is paid to the layout of the systems and the description of how they work. Consideration and implementation of a sequence of mounting/review/adjustment systems will allow you safely and effectively apply equipped mechanisms in the automatic control systems of construction processes. It should be noted, that the described complex of sensors and other systems can be used with various kinds of software products, that says about the universality of the selected layout.
Keywords and phrases: automation of equipment management; geoinformation systems for control systems; GIS application; management of objects on building sites.
Задачи автоматизации управления процессами строительства и ремонта автодорог являются наиболее важными на сегодняшний момент. Реализация этих задач позволит строить дороги качественнее, быстрее и дешевле по сравнению с настоящим временем. Это связано с минимизацией рисков воздействия человеческого фактора, влияющего на процессы строительства. Тем не менее, любая автоматизация существенно зависит от качества и полноты предварительной подготовки. Процессы подготовки к автоматизированному строительству можно разбить на следующие составляющие:
- подготовка программного и управляющего обеспечения;
- подготовка строительной площадки; подготовка строительно техники;
- подготовка персонала;
- тестирование всех узлов и механизмов.
В данной статье мы рассмотрим аспекты подготовки строительной техники для проведения работ в условиях автоматизированного управления строительства автодорог. Подготовка
техники, в основном, сводится к установке на нее комплекса систем различного назначения. Данные системы можно разделить на:
- системы контроля и сбора информации. Сюда относятся все инструменты контроля как положения самой техники, так и отдельных параметров. А именно:
1. датчики скорости движения техники (используются для контроля за скоростью движения техники. Показания передаются в метрах в секунду).
2. датчики угла поворота колес (используются для контроля прохождения маршрута и управления маневрами. Показания выдаются в градусах: в левую сторону с минусом, в правую с плюсом).
3. ультразвуковые датчики приближения к различным объектам (аварийные датчики фиксации наличия посторонних объектов в зоне действия датчиков. Система управления снижает скорость до 5 км/час, при фиксировании наличия постороннего объекта в радиусе 2-х метров по ходу движения, а при фиксировании сокращения расстояния до 0,5 метров система управления передает сигнал на полную остановку техники и аварийный сигнал в управляющую ГИС с точным фиксированием показателей датчиков, сигнализирующих данное расстояние). Датчики устанавливаются равномерно, по четыре штуки, на переднем и заднем бамперах техники. Показания выдаются в метрах.)
4. Датчики поднятия/опускания кузова, либо других механизмов (крайних положений). В основном используются на грузовых автомобилях и грейдерах. Ставятся в разрыв рамы и данного механизма, используются в системе управления. Пока датчик не сработает на полное закрытие система не даст управляющего импульса на продолжение движения. Показания выдаются в виде нуля и единицы.
5. Датчики уровня загрузки техники. Ставятся на задней оси и замеряют «проседание» кузова относительно заднего (них) моста (ов). Показания выдаются в процентах.
6. Датчик положения дроссельной заслонки (либо системы дросселя). На современных машинах можно использовать существующие датчики системы управления двигателем. Показания выдаются в процентах.
7. Датчик положения педали тормоза. Показания выдаются в процентах.
8. ОРБ/ГЛОНАСС приемник — передатчик. Устанавливается два устройства в передней части кузова на одной оси, перпендикулярной оси движения техники на максимально возможном расстоянии друг от друга.
Системы 2,4,5,6 и 7 используются в локальной системе управления техникой и не передаются в основную управляющую ГИС.
- системы обработки и управления. Состоят из:
1. Компьютера, с установленной клиентской частью ПО ГИС разработки ИПУ РАН. Клиентская часть служит для: обработки текущей информации со всех датчиков; принятия решений; передачи информации о местоположении и основных параметров системы в серверную часть ГИС (расположенную в Центре Обработки Данных — ЦОД на объекте). Компьютер располагается в кабине, по возможности ближе к полу.
2. Систем управления движением техники, а именно:
а) роботизированных систем поворота рулевого колеса (два варианта исполнения: путем воздействия шарниров на рулевое колесо; путем интеграции в ГУР и генерации давления в необходимую сторону рулевой рейки);
б) роботизированной системы управления дроссельной заслонкой (два варианта реализации, аналогично реализации систем рулевого управления);
в) роботизированной системы управления тормозной системой (два варианта реализации, аналогично системам управления дроссельной заслонкой).
-системы передачи информации. В нашем случае данная система состоит из ненаправленной антенны которая крепится рядом с одним из ОРБ/ГЛОНАСС приемником и поднимается на высоту, превышающую высоту техники минимум на 1,5 метра. Это обеспе-
чивает хорошее покрытие сети даже в случаях нахождения между антенной и приемопередающем устройством других объектов. Антенна подключается экранированным кабелем к сетевому интерфейсу компьютера локальной ГИС.
При монтаже всего вышеперечисленного оборудования необходимо учитывать тяжелые условия эксплуатации на строительной площадке. По возможности располагать датчики и другие механизмы за элементами конструкции, дабы обеспечить защиту от попадания внешних загрязнителей и элементов, способных нанести повреждения.
В рамках подготовки строительной техники не стоит забывать и про этап тестирования и юстировки всех установленных систем. Предварительно, каждую систему тестируют и юстируют отдельно, далее блоками и лишь потом запускается тестирующая программа на полигоне или строительной площадке с имитацией всех возможных моделей движения. Обычно, такое тестирование занимает до полутора — двух часов на тестовом участке трассы.
По завершении этапов монтажа, тестирования и юстировки технику можно считать готовой для выполнения рабочих задач и использовать по прямому назначению.
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.