X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В наше время процесс всеобщей роботизации в науке и промышленности движется спешными темпами. Повсеместная замена человека - машиной уже давно стала тенденцией. Такие сферы, как строительство, добыча полезных ископаемых, а так же оказание коммунальных услуг и многие другие не могут обходиться без спецтехники. Однако стоит отметить, что существуют узконаправленные области, в которых требуется применение спецтехники без непосредственного участия человека, в связи с опасной и агрессивной окружающей средой. К таким областям относятся работы по сносу строений или частичной разборке, уборка полигонов с ТБО, транспортировка и захоронение химически опасных грузов и т.д. Так, для сохранения человеческих жизней и здоровья была создана технология и ряд ее аналогов, общим понятием для которых стало определение устройств дистанционного управления спецтехникой.

Дистанционное управление (ДУ) - передача управляющего воздействия (сигнала) от оператора к объекту управления, находящемуся на расстоянии, из-за невозможности передать сигнал напрямую, если объект движется, находится на значительном расстоянии или в агрессивной среде и т. п. Отметим, что как описывалось ранее, о тенденции отстранения человека от прямого управления техникой, область дистанционного или удаленного управления спецтехникой не отстает. В мировом масштабе разработкой технологий управления автономными колесными транспортными средствами активно занимаются производители автомобилей и специальной техники (Volvo, Volkswagen, Mercedes-Benz, General Motors), и крупные инженерные центры (Google, Continental, Delphi, Siemens, Bosch), и военные ведомства (DARPA), и университеты (Stanford University, Carnegie Mellon University, Technical University of Munich, University of Karlsruhe, Fraunhofer Institute, University of Minnesota) [1]. Заинтересованность со стороны именитых производителей, исследовательских центров, а так же военных ведомств свидетельствует о высоком внимание к данной области и ее актуальности.

Рассмотрим основную и классическую схему концепции устройств дистанционного управления спецтехникой. Итак, схема устройства дистанционного управления включает два основных элемента - техника (оснащенная радиоприемником, устройствами тяги и другими техническими средствами) и пункт управления (радиопередатчик и органы управления с интегрированной системой контроля), занимаемый оператором техники и управляющим ее с помощью пульта дистанционного управления.

Рисунок 1 - Схема связи техники и пульта управление посредством радиоканала.

Системы дистанционного управления различаются прежде всего по типу канала связи:

Механический канал;

Электрический канал (проводной канал, радиоканал (радиоуправление), ультразвуковой канал, инфракрасный канал).

Использование радиоканала является наиболее распространенным, однако сегодня появляются альтернативные каналы передачи данных. В настоящее время, компания Scania совместно с телекоммуникационной компанией Ericsson работает над системой ручного дистанционного управления автономными транспортными средствами. Для дистанционного вождения в режиме реального времени Scania использует преимущества сетей пятого поколения. Новейшая базовая станция мобильной связи была установлена в научно-исследовательском центре компании. Scania станет первой компанией, которой Ericsson в рамках программы сотрудничества доверит протестировать компоненты своей сети стандарта 5G. Экспериментальная сеть на базе компонентов 5G обеспечивает надежную работу сети мобильной связи, значительно снижает задержки (до нескольких миллисекунд) и гарантирует высокую скорость передачи данных. Что еще важнее, технология 5G открывает новые возможности для реализации режимов прямого обмена данными между устройствами (device-to-device) и между устройствами и облаком (device-to-cloud). Это позволит перенести передачу данных между оператором и автомобилем в специально выделенную часть спектра частот [2].

Так же стоит отметить, что существует тенденция создания систем с автономным управлением спецтехникой, при которой участие оператора сводится к минимуму, однако такая система не является совершенной и ПО не всегда способно принимать точные решения. В случаях возникновения спорных ситуаций происходит переведение управления в ручной режим, то есть режим дистанционного управления. Таким образом устройства дистанционного управления получают дополнительный технологический толчок за счет смежной области. Специалисты компании Scania описывают подобный сценарий следующим образом: "Типичный сценарий, когда эта технология может быть полезна, выглядит так: автомобиль встречает предмет на своем пути, который не может распознать и объехать, не нарушив при этом правила дорожного движения. Тогда он останавливается и запрашивает помощь у оператора-человека. После этого уже оператор принимает решение игнорировать ситуацию или взять управление автомобилем на себя. Это решение - обходной маневр, который можно будет использовать, когда по техническим или законодательным причинам автономное вождение будет невозможно [2]".

В заключении хотелось бы отметить один из ярких примеров применения технологии дистанционного управления. С помощью спецтехники для демонтажа и радиоуправляемого оборудования итальянская компания Armofer демонтировала железобетонные конструкции моста на шоссе E45 в регионе Эмилия-Романья (Emilia Romagna). Во время демонтажных работ никто не допускался на полотно эстакады, длина которой составляла 120 м с подъездными путями по 60 м с каждой стороны. Для работ по сносу компания Armofer выбрала экскаваторы Volvo EC290C и EC235C и оборудовала их системами дистанционного управления. Это позволило операторам управлять работой спецтехники с платформы, установленной в подходящей позиции.

Несмотря на то, что специалисты Armofer использовали платформу, расположенную достаточно высоко, в некоторых случаях видимость самой высокой точки моста, находящейся на высоте 100 м, была ограничена. Тем не менее, команда подрядчика продолжала работу при помощи систем видеонаблюдения и дистанционного управления техникой.

Рисунок 2 - Работы по демонтажу моста с использованием экскаваторов Volvo EC290C и EC235C, оснащенных системами дистанционного управления.

Руджеро Грегорини (Ruggero Gregorini), менеджер проектов из компании Armofer, разработал систему дистанционного управления, которая включала в себя видеозаписывающие устройства, передающие информацию о каждой фазе работ непосредственно на мониторы операторов, установленные на платформе.

Резюмируя можно отметить, что современная тенденция развития отрасли тесно связанна с новыми разработками с сфере визуального и технического контроля за техникой, а так же развития новых технологий передачи данных, способных работать с новыми видами все тех же устройств контроля. Так же стоит сказать, что многие эксперты сходятся во мнение, что с развитием систем автономного управления техникой неизбежно развитие систем дистанционного управления, поскольку технологий, позволяющих полностью отстранить оператора от технического процесса пока не существует и спорные вопросы непременно потребуют участия человека.

Список литературы

1. Афанасьев А.А. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона / А.А. Афанасьев.: Учебник для вузов. – М.: Высш. школа, 1990. – 334 с.

2. ЭВОЛЮЦИЯ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ ПОЗВОЛИТ УПРАВЛЯТЬ ТРАНС­ПОР­ТОМ НА РАС­СТО­Я­НИИ // Scania URL: https://www.scania.com/ru/ru/home/experience-scania/news-and-events/News/evolucia_mobilnoi_svyazi_pozvolyaet_upravlyat_transportom_na_rasstoyanii.html (дата обращения: 10.01.2018).

3. Дистанционное управление спецтехникой при сносе моста в Италии // Prodemolition URL: http://www.prodemolition.ru/2013/08/07/distancionnoe-upravlenie-spectexnikoj-pri-snose-mosta-v-italii/ (дата обращения: 10.01.2018).

Код для цитирования: Скопировать