Введение к работе
Актуальность исследования. Автотранспортные перевозки возникли и развиваются для удовлетворения потребностей общества в перемещении людей и грузов. Однако автотранспортные перевозки приносят не только пользу. Рост автомобилизации ускоряет истощение невосполнимых природных ресурсов, способствует глобальному потеплению на земле, оказывает вредное экологическое воздействие на окружающую среду, приводит к травмированию и гибели людей в дорожно-транспортных происшествиях. Поэтому существует задача минимизации вреда, наносимого дорожным движением.
Одной из важнейших проблем является обеспечение экологической безопасности при использовании автомобильного транспорта. Автомобильный транспорт является одним из источников выброса углекислого газа, создающего парниковый эффект и вредно воздействующего на организм человека. На его долю приходится 23% общего антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, и эта цифра постоянно растет. Сжигание автомобильного топлива сопровождается выбросом 5 миллиардов тон углекислого газа в год. По сравнению с 1850 годом (доиндустриальным периодом) содержание СОг увеличилось на 41%. В настоящий момент содержание углекислого газа в воздухе составляет около 0,04 %. Это приводит к значительному потеплению на земле, следствием которого может стать уменьшение площади суши. Глобальное потепление оказывает воздействие на изменение устойчивости циркуляции водных и воздушных масс. Это в свою очередь приведет к увеличению стихийных бедствий. Другим последствием потепления является негативное воздействие на здоровье человека в результате распространения вредных инфекций и насекомых. Климатические изменения оказывают негативное влияние на продовольственную безопасность и др. По данным Всемирной метеорологической организации, мировой экономический ущерб от глобального потепления ежегодно составляет более 300 млрд. долларов. В будущем эта цифра может увеличиться втрое.
Не снижается актуальность повышения безопасности дорожного движения. Уменьшение аварийности на дорогах непосредственно связано с необходимостью снижения количества водителей превышающих безопасную скорость и занижающих безопасную дистанцию между автомобилями в потоке. Как показывает практика, экономичное вождение автомобиля сопровождается изменением поведения водителя на дороге в сторону повышения его безопасности.
Таким образом, разработка и использование оптимальной модели управления автомобилем позволяет обеспечить минимальные вредные выбросы (повышает экологическую безопасность), повышает .^'.-опасность и эффективность эксплуатации автомобиля.
Объектом исследования оптимальная модель управления легковым автомобилем.
Предметом исследования процесс управление автомобилем и его оптимизация.
Целью исследований является разработка оптимальной модели управления автомобилем, обеспечивающей минимальные вредные выбросы, а также повышение безопасности и эффективности эксплуатации автомобиля.
Основные задачи исследования:
1. разработать теоретические основы экономичного алгоритма регулирования
скорости автомобиля.
2. разработать менее трудоемкую методику расчетно-экспериментального
определения экономичного алгоритма регулирования скорости автомобиля.
3. определить расчетно-экспериментальным методом алгоритм экономичного
регулирования скорости легкового автомобиля.
4. разработать оптимальную модель (эффективного, безопасного и экологичного)
управления и апробировать ее при проведении эксплуатационных испытаний.
Научная новизна заключается:
1. в разработке теоретических основ экономичного алгоритма регулирования
скорости автомобиля.
2. в разработке расчетно-экспериментальной методики определения экономичного
алгоритма регулирования скорости автомобиля в режимах разгона, установившегося
движения и замедления.
3. в разработке оптимальной модели управления.
На защиту выносятся:
1. теоретические основы экономичного управления автомобилем.
2. методика экспериментально - расчетного определения экономичного алгоритма
регулирования скорости автомобиля.
3. оптимальная модель управления автомобилем.
Достоверность результатов проведенных исследований подтверждается применением аттестованных средств измерения, обоснованностью применения математических методов при обработке экспериментальных данных, а также высокой сопоставимостью теории и экспериментальных результатов.
Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследования позволяют, определять экономичные алгоритмы регулирования скорости транспортных средств и обучить водителей методам их реализации.
Результаты исследования используются в Кыргызском государственном техническом университете им. И. Раззакова при чтении лекций по дисциплинам «Организация и безопасность движения», «Взаимодействие видов транспорта», а разработанный оптимальным алгоритм управления автомобилем реализуется при подготовке водителей, которую проводит университет.
Результаты исследований также используются в учебном процессе кафедрой «Организация и безопасность движения» МАДИ при проведении лекционных занятий по дисциплинам «Основы управления автомобилем» и «Методы стажировки и повышения квалификации водителей».
Отдельные результаты исследований использованы при разработке рабочей программы подготовки водителей транспортных средств категории «В» автошколами - членами Межрегиональной ассоциации автошкол (МААШ).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования были доложены на международных конференциях «Автошкола 2012», «Автошкола 2013» и на 72 научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ.
Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 3 печатные работы, из которых 2 - в рецензируемых научных изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и 12 приложений. Основной текст размещен на 122 страницах, включает 43 таблиц и 22 рисунков. Библиографический список содержит 60 источников.
