Содержание к диссертации
Введение
Глава 1, Формулировка задачи исследований 17
1.1. Обоснование необходимости проведения исследований 17
1.2. Актуальность и степень заинтересованности субъектов рынка 20
1.3. Состояние вопроса 23
1.4. Задачи исследований 25
1.5. Обоснование возможностей альтернативных методов 27
1.5.1. Принципиальные основы альтернативных методов 2 8
1.6. Разработка физической модели весоизмерительной системы динамического взвешивания и ее составных компонентов 30
1.6.1. Принципы формирования физической модели 30
1.6.2. Анализ влияющих факторов. 34
1.6.3. Автосцепка, как фактор влияния на точность измерения 43
1.7. Выводы и рекомендации 45
Глава 2. Обоснование альтернативных методов идентификации массы подвижных объектов 47
2.1. Общие положения 47
2.2. Обоснование кинетостатического метода 50
2.2. Оценка требований к точности технических средств, реализующих методику инерциальных измерений 56
2.3. Варианты методик определения взлетной массы ЛА 61
2.3. Метод с использованием закона сохранения импульса 63
2.4. Метод на основе закона сохранения энергии 66
2.5. Выводы 68
Глава 3. Идентификация вагонов в железнодорожном составе 69
3.1. Общие положения 69
3.2. Разработка критериев и алгоритмов идентификации вагонов 73
3.2.1. Анализ парка вагонов 73
3.2.2. Идентификационные признаки вагонов 74
3.2.3. Алгоритм идентификации вагонов. Особенности программной реализации 80
3.3. Обоснование требований к протяженности грузоприемной платформы 87
3.3.1. Грузоприемная платформа «нулевой» протяженности. Поосное взвешивание. 88
3.3.2. Потележечное взвешивание 93
3.3.3. Повагонное взвешивание 94
3.4. Выводы 96
Глава 4. Математическая модель системы 98
4.1. Постановка задачи 98
4.2. Колебательные движения кузова вагона 100
4.3. Анализ системы уравнений применительно к задачам диссертации 106
4.4. Анализ собственных колебаний подпрыгивания и галопирования с учетом демпфирования 113
4.5. Анализ вынужденных колебаний подпрыгивания и галопирования 115
4.6. Определение требований к подъездным участкам 120
4.7. Построение теоретически ожидаемой эпюры проезда 122
4.8. Оценка частоты собственных колебаний измерительной системы 127
4.9. Выводы и рекомендации к проведению экспериментальной проверки 128
Глава 5. Экспериментальные исследования 129
5.1. Схема эксперимента 131
5.1.1. Весоизмерительная система, используемая в эксперименте 131
5.1.2. Объект исследования 131
5.2. Подготовка данных для обработки 132
5.3. Сравнение результатов статического и динамического измерений 137
5.4. Частотный анализ реализаций проездов осей 139
5.5. Анализ результатов работы спроектированного алгоритма 143
5.6. Выводы 145
Заключение 147
Библиографический список использованной литературы 150
- Актуальность и степень заинтересованности субъектов рынка
- Разработка физической модели весоизмерительной системы динамического взвешивания и ее составных компонентов
- Оценка требований к точности технических средств, реализующих методику инерциальных измерений
- Разработка критериев и алгоритмов идентификации вагонов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Работа решает научно-техническую проблему, связанную с организацией перевозок пассажиров и грузов средствами авиационного, автомобильного и железнодорожного транспорта. Фактически, решается задача обеспечения безопасности на всей траектории перемещения грузов между начальной и конечной точками маршрута путем создания методов и средств оперативного контроля массы (веса) объектов до начала и в процессе их движения.
Применительно к объектам авиации знание фактической взлетной массы самолета, позволит предотвратить возможность взлета самолета при наличии несанкционированной перегрузки борта, из-за чего нередко возникают внештатные ситуации и катастрофы.
Для объектов автомобильного и железнодорожного транспорта подобная проблема не менее актуальна для цивилизованного выполнения договорных обязательств между производителями и потребителями продукции, транспортными организациями и др.
Знание исходной массы перевозимых грузов в конкретных вагонах и возможность оперативного контроля в промежуточных фазах траектории необходимы для того, чтобы своевременно обнаруживать факты возможных потерь с привязкой к месту события.
Целью диссертационной работы является всестороннее исследование структуры и конструктивных особенностей существующих весоизмерительных систем с целью повышения достоверности измерения в динамическом режиме, а также расширения их возможностей в решении как новых, так и традиционных задач.
Задачи диссертационной работы.
В рамках сформулированной проблемы и в соответствии с целями диссертационной работы основными задачами проводимых исследований являются:
з I рос национальная/
{ 6И6ЛНОТЕКА |
Выявление круга задач и областей применения весоизмерительных систем как по прямому назначению, так и для задач повышения безопасности (взлетная масса самолетов, гарантия безопасности грузов на траектории перемещения).
Проработка и научное обоснование средств оперативного контроля массы подвижных объектов, основанных на альтернативных методах.
Разработка принципов идентификации грузов и физической модели процесса измерения массы в режиме их транзитного движения в зоне весоизмерительного терминала с учетом оценки степени влияния негативных факторов.
Разработка математической модели процесса динамического измерения, соответствующей обоснованной физической модели. Выработка рекомендаций по улучшению качественных характеристик систем.
Проведение экспериментальных исследований с целью оценки корректности физической и математической моделей и выводов на их основе.
Методы исследования
В работе использованы научные основы и принципы инерциальной навигации, теоретической механики, сопротивления материалов, математического анализа, вероятностные методы оценок результатов измерения, методы физического и математического моделирования с использованием современных компьютерных технологий, а также реальные экспериментальные исследования с целью оценки корректности теоретических выводов.
Научная новизна
В результате проведенных исследований получены следующие научные результаты:
1. В диссертации предложен и реализован комплексный подход к формулировке и решению проблемы измерения массы объекта в процессе его движения. По сути, это решение проблемы безопасности в широком плане. В работе сделано научное обобщение, связывающее воедино, на первый взгляд, разобщенные исследования, которые позволили увидеть дополнительные области применения, и выявить потенциально заинтересованных пользователей, для которых знание контролируемого параметра - текущей массы - это безопасность пассажиров авиалайнеров, это гарантия сохранности грузов при автомобильных и железнодорожных перевозках, это снижение степени риска финансовых потерь во взаимоотношениях субъектов рынка: поставщик - потребитель.
2. Обоснованы возможности построения автономных оперативных
измерителей взлетной массы самолета на этапе наземного движения в зоне
аэропорта или любого одиночного объекта в процессе его буксировки.
Предложены варианты реализации.
3. Выявлены особенности и взаимосвязи в структуре существующих
систем динамической идентификации массы подвижных объектов и факторы,
влияющие на результат измерения, преимущественно к объектам
железнодорожного транспорта. Разработана физическая модель, отражающая
реальные взаимодействия объекта измерения, грузоприемной платформы и
подстилающих поверхностей на подъездных путях и в зоне терминала.
Обоснованы рекомендации, реализация которых заметно снижает количество и
уровень влияния дестабилизирующих факторов.
4. Разработана математическая модель измерительной системы,
построенная на обоснованной физической модели. Она позволила выставить
требования к организации измерительных участков с целью повышения
точностных характеристик системы.
Практическая ценность
Практическое значение имеют следующие результаты, полученные в работе:
Разработаны научные основы систем идентификации массы подвижных объектов, использующих информационные ресурсы ИНС ЛА и возможности традиционных весоизмерительных и силоизмерительных систем. Даны оценки точностных возможностей предложенных вариантов для подвижных объектов авиационного, автомобильного и железнодорожного класса.
Показано, что сочетание альтернативных и традиционных методов дает новое качество и возможность решения новых задач.
Выявлены возможности улучшения комплекса характеристик традиционных систем в режиме динамического взвешивания. Разработаны алгоритмы обработки, повышающие достоверность результатов измерений.
Выработаны рекомендации, дающие положительный эффект, реализованные на практике.
Реализация результатов
Результаты диссертационной работы используются в существующих и вновь разрабатываемых изделиях предприятия ЗАО "ВИК "Тензо-М". В частности, автором разработан комплекс программного обеспечения RD для динамических весов поосного взвешивания.
Апробация работы
Основные результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:
Всероссийская молодежная научная конференция VI Королевские чтения, Самара.: СГАУ, 2001г.
Всероссийская молодежная научная конференция VII Королевские чтения, Самара.: СГАУ, 2003г.
3. XVTI IMEKO World Congress. Metrology in the Third Millennium, HMD Croatian Metrology Society, 2003 r.
Публикации
По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, из них 2 статьи, 1 научно-технический отчет, 4 тезиса докладов на научно-технических конференциях,
Структура и объем диссертации
Актуальность и степень заинтересованности субъектов рынка
Актуальность проводимых исследований диктуется объективной потребностью решения сформулированных задач, подтверждаемой реальной заинтересованностью субъектов рыночных отношений в наличии действенных средств контроля за состоянием товарной продукции на всем пути ее продвижения от производителя к потребителю. Эту заинтересованность можно проследить с позиции каждого участника процесса. Производители продукции Производитель продукции или торговые посредники, пользующиеся услугами авиационного, железнодорожного и автомобильного транспорта, отгружают готовую продукцию либо в расфасованном виде с известной массой каждой фасованной единицы груза, либо повагонно (насыпным или наливным способами). В первом случае масса груза определяется как сумма отдельных единиц продукции и фиксируется в сопровождающих документах. Во втором — требуется взвешивание загруженного вагона перед отправкой на сортировочную станцию и фиксация этих данных в сопроводительных документах.
Процедура взвешивания с обеспечением востребованного качества измерения является достаточно сложной не всегда выполнимой задачей, так как не каждый производитель имеет в своем арсенале дорогостоящую, аттестованную в соответствии с существующими нормами весоизмерительную систему соответствующего класса точности. Сортировочные железнодорожные пункты нередко также не обладают возможностями проведения входного контроля принимаемых на обслуживание грузов. Видимо поэтому транспортные компании не всегда берут на себя гарантии и полную меру ответственности за сохранность грузов,
В таком случае вся ответственность ложится на производителя, и во избежание возможных санкций ему приходится загружать вагоны до состояния "полной загрузки". Этот путь для производителя в любом случае чреват потерями из-за неизбежного перерасхода готовой продукции. От подобных ситуаций не свободны участники и в случае транспортировки фасованных грузов. В пути следования вполне вероятны злоупотребления, несанкционированные проникновения в вагон и частичное или полное хищение продукции. Но выявляется это, чаще всего, на конечном пункте, когда практически уже невозможно обнаружить место и время допущенных нарушений. Транспортные организации Принимают на себя вполне конкретные обязательства по обеспечению безопасности и доставки грузов к потребителю по согласованным условиям и графику движения. Очевидно, что они берут на себя обязательства по сохранности грузов. К сожалению, эти обязательства не всегда выполняются и нередки случаи частичной или полной утери грузов, например, из-за хищений на траектории перемещения, выявляемых в конечном пункте. Восстановить, где и когда произошло событие, практически невозможно.
Именно поэтому приходится прибегать к услугам страховых компаний, компенсируя тем самым- степень риска от возможных потерь грузов, упущенную выгоду и моральные издержки. Потребность в наличии оперативных средств контроля текущего состояния грузов — настоятельная необходимость в установлении "справедливости", в поиске виновника нарушений и источника соответствующих средств. Таможенные терминалы При организации международных экономических связей- требуется наличие средств оперативного контроля массы грузов в каждом транспортном средстве и проверка соответствия его фактической массы данным сопровождающих документов. Такие данные могут позволить на ранних этапах выявить возможные факты "подмены" грузов и после этого провести целенаправленный, "точечный" досмотр, с целью предотвращения правонарушений. Отсутствие оперативно получаемых сведений о соответствии грузов таможенным документам заметно осложняют работу соответствующих государственных служб. Страховые компании В обязательную практику договорных отношений введена необходимость страхования грузов как некая гарантия минимизации возможных рисков. Страховые компании, беря на себя соответствующие обязательства, заинтересованы в дополнительной информации о текущем состоянии перевозимых грузов на всех этапах его перемещения и выявления места и времени произошедших нарушений условий договорных обязательств участвующих сторон. Это могло бы дать дополнительные аргументы при выявлении источников нарушений для правильного определения виновных сторон в возникающих конфликтах. Проведенный анализ свидетельствует о своевременности и актуальности постановки вопросов, связанных с исследованием и созданием инструментальных средств оперативного контроля за состоянием перевозимых грузов. Одним из важнейших параметров контроля является масса (вес) каждого вагона, находящегося в структуре транспортного средства в процессе его движения на оборудованных участках траектории.
Какие возможности инструментального обеспечения сформулированной проблемы известны в настоящее время. На сегодняшний день известны методы и средства контроля массы (веса) грузов, основанные на статическом и динамическом методах измерения с использованием стационарно оборудованных терминалов. Статические системы подразумевают позиционирование объекта на грузоприемной платформе, следовательно, ее длина должна соответствовать габаритам объекта. Системы динамического взвешивания подразумевают измерение веса объекта во время его прохождения грузоприемного участка. Для случая измерения веса вагонов измерение может производиться поэлементно (по осям, по тележкам), за счет чего необходимый размер платформы уменьшается. Значительное уменьшение габаритных размеров дает выигрыш в стоимости динамических систем, а меньшие временные затраты на измерение — в производительности.
Разработка физической модели весоизмерительной системы динамического взвешивания и ее составных компонентов
Задача построения физической модели состоит в том, чтобы обосновать принципиальные вопросы построения процесса динамических измерений с учетом класса решаемых задач, выявить факторы, влияющие на результат измерения в каждом конкретном варианте реализации. Сформировать рациональные требования к структуре и элементам весоизмерительной системы, с целью достижения требуемого качества.
В реальных условиях рельсы и колеса имеют не идеальную поверхность в виде неровностей на поверхностях катания, а также некоторые другие "инструментальные" несовершенства (кривизна пути, конусность поверхностей катания колес и др.). В результате этого в элементах подвижного состава и пути возникают силовые возмущения, вызывающие различные виды колебания вагона. Следствием этих колебаний является модуляция сил давления колес на приемную платформу весоизмерительного терминала, снижающая точность измерения.
Энергия локомотива затрачивается не только на поступательное полезное перемещение вагонов, но и на преодоление сил трения, возбуждение колебаний, вызывающих процесс износа и разрушения вагонов и пути. Снижение сил динамического взаимодействия может быть достигнуть совершенствованием ходовых частей и пути, а также улучшением технического содержания их в эксплуатации. На Рис. 1.4 представлен фрагмент железнодорожного состава во взаимодействии с полотном железной дороги. Видна физическая взаимосвязь элементов и их возможное взаимное влияние на процесс измерения. Объектом исследования является вагон с грузом, динамические характеристики которого не поддаются коррекциям и изменениям. Его характеристики это - данность, но знать их необходимо. Вагон (Рис. 1.4, 1.5) представляет собой систему из физических тел и связей между ними. Части вагона, отделенные от ходовых частей рессорами (кузов, рамы тележек с буксовым подвешиванием, надрессорные балки), называют обрессоренными (или подрессоренными), а находящиеся ниже рессор (колесные пары, буксы и др.) - необрессоренными (или неподрессоренными). Неподрессоренные части вагона упругие, но ввиду их относительно большой жесткости в расчетах они часто считаются абсолютно жесткими [6,58].
Железнодорожный путь описывается совокупностью характеристик, которые можно разделить на две группы: характеристики, определяющие реакцию пути на динамическое воздействие колеса, и характеристики, определяемые остаточными деформациями, накопившимися в пути под воздействием подвижного состава.
Назначение пути и ходовых частей - направлять движение подвижного состава, обеспечивать для него непрерывную устойчивую опору с минимальным сопротивлением движению.
В пути, в первую очередь в верхнем строении, под воздействием сил давления колес вагонов возникают силы упругости, инерции и трения. Упругая составляющая динамической реакции пути нелинейно зависит от просадки рельса. С увеличением просадки путь становится более жестким Однако в большинстве случаев для приближенных расчетов принимается, что просадка рельса прямо пропорциональна динамическому давлению колеса. Путь является неравноупругим и по длине, особенно в зоне стыков рельс.
Силы трения в конструкции пути подчиняются сложным законам. Приближенно их можно расчленить на две составляющие: силу сухого трения, пропорциональную просадке рельса, и силу вязкого трения, пропорциональную скорости изменения просадки.
Силы инерции, возникающие в верхнем строении пути при безударном движении и ударах колес о рельс на стыках, из-за наличия ползунов на колесах и других аналогичных случаях, связаны с волнами деформации, проходящими в верхнем строении пути. Поэтому при ударном и безударном взаимодействии колес н рельсов силы инерции в верхнем строении пути будут различны.
Под воздействием колес проходящих поездов в верхнем строении пути непрерывно накапливаются остаточные деформации. Интенсивность их накопления различна в разных точках пути. Поэтому постепенно головки рельсов отклоняются от нормального положения, возникают различного рода неровности на пути, двигаясь по которым, колеса начинают колебаться. В результате и давление рессор на кузов вагона становится переменным, что в свою очередь вызывает вынужденные колебания кузова.
Следовательно, неровности рельсов, как следствие непостоянной по длине жесткости верхнего строения пути и неравномерного по длине накопления в нем остаточных деформаций, - одна из основных причин колебаний вагона [6]. Кузов вагона на пружинных подвесах (колесных тележках) получает через них вертикальные импульсы и, обладая инерционностью, находится в постоянном сложном движении в направлении своих степеней свободы; Свободное твердое тело в пространстве, на которое не наложены связи, имеет шесть степеней свободы. Наряду с поступательным движением вагона вдоль пути в работе будет рассмотрено перемещение его кузова и тележек вследствие колебаний. Груз в вагоне может быть неподвижным относительно кузова или подвижным (сыпучим или жидким).
Оценка требований к точности технических средств, реализующих методику инерциальных измерений
Таким образом, в состав рассматриваемой системы должны входить: Силоизмерительный элемент. Кроме того, согласно (2.7) и (2.8) акселерометры в этом режиме измеряют значения ускорения силы тяжести gm которое вычитается из показаний акселерометра пх, измерительная ось которого выставлена по измерительной оси силоизмерительного элемента.
Очевидно, когда метрологические характеристики мерного участка (gm и о) известны заранее, простейшая весоизмерительная система может состоять только из одного акселерометра (пх). Для оценки потенциальной точности метода правомочна гипотеза о нормальном законе распределения вектора погрешностей, его реализации и статистической независимости отдельных его компонент. При этом среднее квадратическое отклонение погрешности оценки массы объекта вычисляется по алгоритму: cJsm = (D5Fa + D8axm2)1/2/ax , (2.28) DsFa = DsFc + DsFconp, (2.29) D5ax = Dsnx + DSgT sin2 о + D5o gT cos2 v, (2.3 0) где DsFa — дисперсия погрешности измерения силового усилия, вызывающего движение ПО; Dsa - дисперсия суммарной погрешности измерения ускорения, вызывающего движение; Dgfc - дисперсия погрешности измерения СИ; D&conp - дисперсия погрешности идентификации силы, препятствующей движению; Dfox - дисперсия погрешности измерения кажущегося ускорения в направлении измерительной оси силоизмерительного датчика; Dggj - дисперсия погрешности идентификации величины силы тяжести в месте проведения измерений; D$v - дисперсия погрешности профиля мерной полосы по отношению к горизонту.
Расчетная формула показывает, что допустимые требования к уровню инструментальной погрешности системы существенно зависят от ускорения, которое сообщается объекту в процессе измерения его массы. При любых испытаниях следует стремиться к максимально возможному значению этого параметра, поскольку этот режим соответствует наиболее точному измерению массы. Результаты расчета нормированных требований к инструментальной погрешности СИ для трех режимов проведения измерений представлены в Таблице 2.1.
Формулы для вычисления допустимого уровня погрешности измерения кажущегося ускорения, погрешности определения величины силы тяжести в месте измерения, погрешности горизонтирования, либо выдерживание заданного наклона мерной полосы представлены в зависимости от требуемой относительной погрешности измерения массы. Дин. ст&п/т (2-32) Гбпх ахДотт (2.33) crSgT = ах Аотн / sin о, (2.34) а5и = ах Дотн / gTcos и, (2.35) Результаты расчета нормированных требований к перечисленным выше погрешностям для двух режимов проведения измерений (0,00Ig и 0,0lg) представлены в Таблице 2.2. При расчетах также полагалось, что угол наклона мерной полосы составляет 1 градус.
Приведенные расчеты показывают, что требования к точности определения величины силы тяжести в месте проведения измерений на порядок ниже требований к точности измерения кажущегося ускорения. При высокой точности измерения требуется высокая точность (0,345 угл. минуты) выдерживания заданного наклона мерной полосы. Тем не менее, существуют технические возможности реализации высоких требований по точности измерения массы объекта даже при самых жестких условиях, например, при ускорении движения 0,00lg. Так, акселерометр А-12 (РПКБ) может обеспечить погрешность измерения кажущегося ускорения порядка 5 Л О"6 g (Зо ), что позволяет проводить измерения массы с точностью 0,05%. Поскольку Б А, выполненный на этих акселерометрах, позволяет идентифицировать 5gT с с эквивалентной погрешностью по измерениям массы 0,001% и также по измерениям углов, то суммарная погрешность измерения массы инерциальным способом составит 0,05002%. Согласно данных, представленных в Таблице 2.2 ясно, что при движении с ускорением 0,0lg, точность измерения от этих факторов будет выше на порядок.
Возможности методики реализации кинетостатического метода, предполагающей вычисление ускорения движения подвижного объекта, например посредством приборов спутниковой навигационной системы, могут бьгть использованы в технологиях, достаточная точность измерения массы которых, составляет единицы процентов. При этом точность горизонтирования мерной полосы составляет согласно Таблице 2,2 порядка 0,5 градуса, не вызывает затруднений также и точность идентификации величины силы тяжести в месте измерений. При точности измерения скорости 0,05м/с и вычислении усредненного ускорения по измерениям скорости на интервале 10 сек, точность вычисления ускорения составит 5-Ю"4 g. Согласно Таблице 2.2 такая точность соответствует погрешности измерения массы при движении с ускорением 0,01 g 0,5%. При этом для интервала измерений порядка 50 сек потребуется мерная полоса порядка 125м. Результирующая точность измерения» массы будет зависеть от решения проблемы измерения силы, включающей и проблему разделения суммарного усилия на составляющую для преодоления сопротивления движению и составляющую, вызывающую ускоренное движение подвижного объекта.
Приведенные выкладки имеют целью продемонстрировать методику оценки различных вариантов решения задачи кинетостатическим методом.
Проведенное обоснование дает представление о возможности определения массы самолета как в режиме реального полета, так в режиме, предваряющем взлет. Этот режим движения и измерения в информационном смысле может быть обеспечен аналогичным образом, но имеет свою специфику. Связана она с тем, что наземный участок траектории характеризуется иными влияющими факторами (природа и уровень возмущений) и иными возможностями создания и измерения тяговых усилий. Последние, в частности, создаются самоходными тягачами, буксировщиками, а сила тяги может измеряться с достаточной точностью известными измерителями. Следует принимать во внимание, что в отличие от варианта определения массы в режиме реального полета, где силы сопротивления определяются аэродинамическими факторами, в режиме наземного полета, доминирующее влияние будет иметь совокупность сил трения.
Разработка критериев и алгоритмов идентификации вагонов
Структура сигнала в соответствии с Рис. 3.1 требует выработки критериев идентификации с целью выявления составляющих, принадлежащих к конкретному вагону железнодорожного состава.
Основной проблемой, усложняющей решение поставленной задачи, является большое разнообразие конструкций и типоразмеров вагонов, находящихся в эксплуатации. По имеющимся данным, на сегодняшний день насчитывается более 300 моделей вагонов. Каждый железнодорожный состав может быть сформирован из вагонов различной конфигурации в произвольной последовательности.
Важно провести структурный анализ существующего парка вагонов и найти такие конструктивные параметры, которые можно принять за базовые и относительно которых целесообразно строить процедуру идентификации. В разрабатываемой системе идентификации за базовый параметр принято междуосевое расстояние двухосной «колесной пары», имеющей наибольшее распространение. Следует отметить, что размеры А, В, D вагонов различного класса могут отличаться при том же базовом размере двухосной тележки С.
Как видно, диапазоны перекрывают друг друга, что не позволяет однозначно отнести конкретное значение к тому или иному параметру. В качестве решения данной проблемы предлагается исключить из рассмотрения ряд моделей вагонов» вызывающих появление неоднозначностей. К таким вагонам относятся некоторые вагоны-хопперы, как имеющие короткую базу, и несколько восьмиосных вагонов с большими свесами. Общее количество исключенных из рассмотрения моделей -14, что составило 4,6% от общего количества рассмотренных моделей (См. Таблицу П.3.3 в приложении 3).
Таким образом, отношение конкретного временного отрезка между моментами времени наезда двух колес, идущих друг за другом, к «базовому» позволяет отнести расстояние между колесами к той или иной группе. В связи с этим для решения задачи идентификации вагонов в составе необходимо: Определить какие из последовательных временных отрезков являются «базовыми», т.е. характеризуют время между наездами колес, находящихся в одной двухосной тележке; Оценить другие временные отрезки по отношению к базовому, разделить их по группам - «сцепки», «просветы» и «тележки» в соответствии с (3.13). Участок «сцепка» характеризует начало нового вагона.
Необходимость разработки алгоритма вытекает из сложившейся в наши дни ситуации на рынке весоизмерительных систем - существует ряд известных компаний, предлагающих те или иные варианты реализаций динамических весов. Наличие острой конкуренции среди производителей не позволяет нам взять что-то готовое для проведения исследований, в связи с этим в диссертацию включена работа по разработке алгоритмической части задачи идентификации.
Выявление среди последовательности интервалов тех, которые соответствуют междуосевым расстояниям в двухосных тележках ("С7"). Это делается путем анализа имеющегося массива расстояний на основании утверждения, что тележки встречаются в составе чаще остальных.
В качестве хранилища данных мы используем вектор. Это динамический массив, аналогичный списку, куче и др., основное преимущество которых — возможность изменять размер в течение времени выполнения программы и иметь в качестве элементов использовать сложные типы данных (структуры или другие массивы). Это очень удобно, т.к. мы заранее не знаем сколько осей (тележек, вагонов) пройдет по весам за время работы. Динамические массивы обладают собственными методами работы со своими элементами, например, добавление элемента в конец массива (push_back()), очистка массива (clear()) и др [68]. Разные типы динамических массивов примерно одинаковы с точки зрения методов работы, но каждый из них «заточен» под определенные виды операций (одни быстрее сортируются, другие — быстрее сдвигают элементы).
Съезд очередной оси служит также сигналом к запуску алгоритма идентификации, задача которого попытаться выделить среди имеющихся осей принадлежащие одному вагону. При успешном выделении вагона, производится расчет его веса и установка флага «обработана» для каждой из идентифицированных осей массива. Такая схема позволяет получать результат о весе вагонов по мере их проезда измерительного участка, а не дожидаться проезда всего состава.
