Содержание к диссертации
Введение
1. Транспортная логистика
1.1. Основные понятия, определения и объекты исследования логистики
1.2. Формы логистической активности
1.3. Роль транспортировки и выбора вида транспорта в рамках единой логистических систем
1.4. Информационное обеспечение логистической системы автомобильных перевозок
2. Влияние метеорологических факторов на условия и безопасность автомобильных перевозок
2.1. Влияние метеорологических факторов на условия движение автотранспорта и состояние дорожного полотна
2.2. Современные требования к метеорологическому обеспечению автомобильных перевозок и содержанию автомобильных дорог
2.3. Обзор зарубежного и отечественного опыта специализированного метеорологического обеспечения автомобильных перевозок и дорожных служб
3. Метеорологические информационные и информационно-измерительные системы для обеспечения автомобильных перевозок
3.1. Автоматизированные автодорожные метеорологические станции
3.2. Метеорологические радиолокационные станции
3.3. Оперативный анализ эволюции зон осадков по данным автоматизированного комплекса "МРЛ-5 - Метеоячейка"
3.4. Геоинформационные системы как элемент транспортной логистики
4. Математические модели усвоения метеорологической информации
4.1. Дистанционное измерение характеристик состояния автодорожного покрытия
4.2. Оценка влияния погрешностей в задании исходной информации на точность дистанционного измерения характеристик состояния дорожного покрытия
4.3. Исследование возможностей построения температурного профиля автомобильной дороги на основе данных дистанционных измерений
4.4. Анализ результатов численных экспериментов по выбору оптимального автомобильного маршрута с учетом метеорологических факторов
Заключение
Список использованных источников
- Роль транспортировки и выбора вида транспорта в рамках единой логистических систем
- Современные требования к метеорологическому обеспечению автомобильных перевозок и содержанию автомобильных дорог
- Оперативный анализ эволюции зон осадков по данным автоматизированного комплекса "МРЛ-5 - Метеоячейка"
- Оценка влияния погрешностей в задании исходной информации на точность дистанционного измерения характеристик состояния дорожного покрытия
Введение к работе
Научный и технический прогресс и, особенно, современное развитие компьютерной техники, компьютерных сетей и информационных технологий значительно преобразили практически все виды деятельности человека. Изменились как характер решаемых в производственной сфере задач, так и методы и средства их решения. Однако научный и технический прогресс не изменил роль и значение метеорологических факторов во многих сферах хозяйственной деятельности и, в том числе, при организации транспортных операций, рассмотрением которых занимается логистика [1,2]. Современная логистика переживает период быстрого развития. Успехи, достигнутые в этой области за последние десятилетия, поистине поразительны. Можно указать на два основных фактора, обусловивших такой прогресс исследований. Прежде всего - это бурное развитие информационных систем, позволяющих координировать логистические процессы на всех этапах, и, в частности, осуществлять управление в транспортной подсистеме логистики. В настоящее время информационное обеспечение логистического управления является одной из наиболее важных и актуальных проблем. Информация (в том числе и метеорологическая) в логистике становится производственным фактором. Второй фактор - развитие интереса к теоретическим разработкам (экономико-математическим методам), позволяющим моделировать различные процессы на различных этапах управления материальным потоком [3-16].
Главная транспортная задача логистики состоит в создании необходимых условий для рационального распределения грузов по видам транспорта, организации их перевозок и складирования, что позволило бы с минимальными издержками доставлять грузы в требуемом количестве и необходимого качества в заданный пункт назначения в обусловленные сроки [3,9,16]. При этом рационализация достигается на базе взаимосогласованности материальных и информационных потоков, в связи с чем последние приобретают первостепенное значение. Информационное обеспечение логистического управления является одной из наиболее важных и актуальных проблем. Информация становится логистическим производственным фактором. В диссертации рассматривается комплексный логистический подход к организации автомобильных перевозок и информационно-компьютерные технологии для обеспечения организации такого рода перевозок. Выбор в данной работе рассмотрения только автомобильных перевозок связано как с тем, что сфера применения автомобильного транспорта чрезвычайно широка, так и с тем, что здесь важную роль играют метеорологические факторы [16]. Автомобили выполняют большую часть городских, пригородных и
внутрирайонных грузовых перевозок. Они подвозят грузы от производителей продукции к станциям железных дорог, речным пристаням, морским портам и развозят от них к потребителям. Таким образом, автомобильный транспорт может участвовать в перевозках одного и того же груза несколько раз. Поэтому его доля в перевозках грузов чрезвычайно велика и составляет почти 80% от общего объема перевозок грузов всеми видами транспорта. С каждым годом количество автомобилей растет: по данным ГИБДД, в Санкт-Петербурге на 1 января 2001 г. было 1 миллион 100 тысяч зарегистрированных автомобилей.
Количественные и качественные показатели работы автомобильного транспорта во многом предопределяются состоянием и степенью развития дорог, поэтому повышение эффективности его работы невозможно без развития и совершенствования сети автомобильных дорог, обеспечения их надёжности в любое время года и в любых погодных условиях [17 - 20]. В тоже время, производственная деятельность автотранспортных предприятий и дорожных организаций находится под воздействием непрерывно совершающихся в атмосфере физических процессов и явлений. Метеорологические условия оказывают влияние на все виды работ, связанные с автомобильным транспортом [19 -21]. Атмосферные явления в виде осадков, зимней скользкости, метелей, ветра оказывают существенное влияние на условия движения по дорогам, состояние дорожного покрытия, скорость движения транспортных потоков, и вероятность возникновения дорожно-транспортных происшествий. Они усложняют работу дорожно-эксплуатационной службы, отражаются на эффективности работы дорожно-транспортного комплекса.
Например, зимой - прямой угрозой для автотранспорта является гололедица. Гололедица снижает сцепные качества дорожного покрытия по сравнению с сухим в 5-10 раз. При ней значительно возрастает тормозной путь, что резко повышает вероятность дорожно-транспортных происшествий. Небольшой снег, выпавший на обледенелое покрытие, еще больше ухудшает условия движения. Увлажненное покрытие увеличивает вероятность заноса автомобиля в 7 раз, а при обледенении - в 10 раз. В зависимости от погоды изменяется продолжительность сезона строительства дорог. Очень сложные условия для работы автомобильного транспорта наблюдаются и в период весенней распутицы при максимальной глубине оттаивания грунта, когда его верхний слой не успевает просыхать.
По всем этим причинам содержанию автодорог с каждым годом уделяется все большее внимание. От эффективности работы дорожной службы зависит транспортно-
эксплуатационное состояние дорог, а, следовательно, своевременность доставки различных народнохозяйственных грузов, безопасность и качество обслуживания пассажиров. По имеющимся оценкам, использование прогнозов снегопадов автодорожными службами за три зимних месяца по Ленинградской области позволяет получить экономический эффект около 800 руб/км.
При организации автомобильных перевозок с целью обеспечения их безопасности и экономической эффективности необходимо учитьшать целую совокупность различных факторов, среди которых в данной работе необходимо выделить следующие, имеющие непосредственное отношение к метеорологии:
Состояние дорожного полотна, которое в свою очередь зависит от ширины и качества покрытия проезжей части и от температуры воздуха и таких метеорологических явлений как дождь, снег, гололед.
Видимость на автомагистрали, зависящую от интенсивности атмосферных осадков и наличия тумана.
Ветровые нагрузки на автомобиль.
Ослепление водителя Солнцем при его низких зенитных углах.
Температура воздуха (при отсутствие в автомобиле кондиционера) и резкие изменения метеорологических параметров, которые могут отразиться на самочувствии водителя и скорости его реакции на изменение дорожной обстановки.
Чтобы оптимально организовать автомобильные перевозки и обеспечить эффективное содержание дорог, автотранспортные и дорожные организации должны иметь систематическую информацию в форме прогнозов погоды различной заблаговременности (в том числе и сверхкраткосрочные прогнозы) для того, чтобы оперативно оценивать погодные условия и принимать обоснованные решения (например, при выборе оптимального маршрута следования автотранспорта, о сроках начала ликвидации гололеда и уборки снега на автострадах, о применении профилактических мероприятий для борьбы с гололедом). Все это возможно лишь в том случае, когда наряду с информацией от подразделений Гидрометслужбы в крупных автотранспортных предприятиях и дорожных организациях будут создаваться собственные отделы метеообеспечения, а на автострадах будут размещаться специализированные автодорожные метеопосты или станции (по опыту зарубежных стран) [19,20,22-25].
Можно выделить основные задачи и цели таких постов и станций: наблюдение за изменением метеовеличин, влияющих на содержание дорог;
предупреждение о начале образование особо опасных явлений (гололед, снегопад, метели), а значит обеспечение безопасности пользователей дороги;
борьба за экономию средств, т.е. использовать и обеспечивать все, что необходимо, но не более, что, в свою очередь, значит, что должны быть обеспечены данные о состоянии защиты дорожной поверхности;
последняя цель связана с влиянием человеческой деятельности на окружающую среду, так, как широко известно, что химикаты, содержащиеся во льду, после таяния аккумулируются в почве и реках и представляют угрозу окружающей среде.
В данной работе дан анализ состояния метеообслуживания дорог в ряде зарубежных стран и рассматривается целый комплекс вопросов, непосредственно связный с метеообслуживания автомобильных перевозок и автодорожных организаций.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.
Во введении указывается актуальность и практическая значимость выполненного исследования, а также структура диссертации.
В первой главе рассмотрены общие вопросы транспортной логистики. Автором приводятся основные определения логистики, анализируются особенности их использования. При этом основное внимание уделено информационному обеспечению различных форм логистической активности, в том числе и метеорологической информации для обеспечения автомобильных перевозок.
Во второй главе Кузнецовым К.А. исследовано влияние метеорологических факторов на условия безопасного движения автомобильного транспорта, с учетом отечественного и зарубежного опыта указаны современные к метеорологическому обеспечению автотранспортных предприятий, осуществляющие автомобильные перевозки, и автодорожных служб, ответственных за надлежащее содержание автострад.
В третьей главе автором рассмотрена роль информационных технологий и информационно-измерительных систем для специализированного метеорологического обеспечения водителей и диспетчеров автопредприятий и дорожных служб. Здесь же приводятся результаты математического моделирования эволюции зон осадков по данным автоматизированного радиолокационного комплекса «МРЛ-5 - Метеоячейка» и корректировки спутниковой информации с использованием математического аппарата ГИС «IDRISI»
Роль транспортировки и выбора вида транспорта в рамках единой логистических систем
Деятельность в области логистики многогранна. Она включает управление транспортом, складским хозяйством, запасами, кадрами, организацию информационных систем, коммерческую деятельность и многое другое. В наиболее общей постановке с позиций логистики можно исследовать возникновение, преобразование или поглощение материальных потоков в определенном экономическом объекте, функционирующем как целостная система. Действия, прикладываемые к материальному потоку в такой системе, мы будем называть логистическими активностями [3-5,28-31].
Элементарной логистической активностью (логистической операцией) называется любое действие, не подлежащее дальнейшему расчленению в рамках поставленной задачи исследования или менеджмента, связанное с возникновением, преобразованием или поглощением материального и сопутствующих ему информационного и (или) финансового потоков. В отличие от маркетинга, который занимается выявлением и стимулированием спроса, логистика призвана удовлетворять сформированный маркетингом спрос с минимальными затратами. Очевидно, что решение задачи организации каналов распределения играет при этом главную роль.
Комплексной логистической активностью (логистической функцией) будем называть обособленную совокупность логистических операций, направленных на реализацию поставленных перед логистической системой (или звеном логистической системой) задач.
К элементарным логистическим активностям относятся такие действия, совершаемые над материальными ресурсами или готовой продукцией, как погрузка, разгрузка, затаривание, экспедирование, перевозка, приемка и отпуск со склада, хранение, перегрузка с одного вида транспорта на другой, сортировка, консолидация, разукрупнение и т.п.
Логистическими операциями, связанными с информационными и финансовыми потоками, сопутствующими материальному потоку, могут быть следующими: сбор, хранение, передача информации о материальном потоке, расчеты с поставщиками и покупателями товаров, страхование груза, передача прав собственности на товар и т.п. Естественно, что при этом одной из важнейших операций, связанной с информационными потоками, является сбор, хранение и передача фактической и прогностической метеорологической информации.
Объединение элементарных логистических активностей в комплексные прежде всего зависит от вида рассматриваемой логистической системы. Среди комплексных логистических активностей на уровне организации бизнеса принято выделять базисные, ключевые и вспомогательные. К базисным логистическим активностям относятся: снабжение, производство и сбыт. Действительно, указанные три комплексные логистические активности присутствуют практически для любого товаропроизводителя. Выделение базисных логистических активностей важно для понимания и продвижения логистической концепции бизнеса в плане маркетинговой и интегральной парадигм.
В качестве ключевых комплексных логистических активностей выделяют следующие: - поддержание стандартов обслуживания потребителей; транспортировка; управление запасами; управление процедурами заказов; управление производственными процедурами (операциями); ценообразование.
Обеспечение и поддержание заданного уровня качества производства продукции, дистрибьюции товаров и послепродажного сервиса является первоочередной задачей логистического менеджмента. Широко распространившаяся в настоящее время обязательная сертификация продуктов и услуг требуют от фирм непрерывных усилий, в том числе и с помощью логистических подходов, по обеспечению наивысшего уровня качества товаров и сервиса по сравнению с конкурентами. Логистические решения играют определяющую роль по доставке товара и сервиса требуемого качества в заданное время, в нужное место.
Одной из ключевых комплексных логистических активностей является транспортировка. Без транспортировки практически не существует материального потока.
Материальное (физическое) распределение относится к доставке конечного продукта различным получателям. Для этого организуются новые структуры для материального распределения, специальные подразделения для руководства перемещением грузов на складах предприятия и для распределения при реализации готовой продукции с участием магистрального транспорта. Конечный продукт логистической системы - это груз, который доставлен вовремя и в сохранности. При этом какой бы вид транспорта не был бы выбран (за исключением трубопроводного), при организации перемещения груза должна учитываться метеорологическая информация.
В процессе распределения готовой продукции осуществляется постоянный контроль, "логистическая проверка" выполнения заказов на всех уровнях технологической цепочки доставки, анализ качества обслуживания потребителей лей - как выглядит организация с точки зрения точности выполнения заказа по сравнению с её конкурентами. Для такого контроля должно осуществляться непрерывное слежение за движением грузов от места производства до потребителя, включая складские объекты. С этой целью структурные звенья контроля и управления материальными потоками должны непрерывно снабжаться надёжной (в том числе, и метеорологической) информацией. Эта информация должна быть интегрированной и охватывать процессы производства, распределения и удовлетворения спроса (обратная связь). В результате анализа мощности, структуры и географии материальных и информационных потоков строится иерархическая многоуровневая автоматизированная система управления логистической системы.
Интеграция мощных и стабильных материальных потоков является прогрессивным мероприятием в технологии перевозок. В отдельных случаях при относительно небольших потоках интеграция вступает в противоречие с принципами логистики, которая отдаёт бесспорные приоритеты потребителю. Накопление грузов и средств их доставки, которое сопутствует концентрации, увеличивает время доставки, уровень запасов и уменьшает эффективность от сокращения времени движения грузов. Интеграция в этом случае снижает доступность транспорта для его пользователя. Поэтому при определении эффективности материальных потоков необходимо рассматривать всю логистическую цепочку в совокупности: от источника материального потока, предприятия, изготовляющего продукцию или добывающего сырьё, до непосредственного потребителя продукции.
Предприятию, фирме, концерну при реализации каналов распределения готовой продукции приходится решать комплекс вопросов, связанных с доставкой, выбирать вид транспорта, методы организации перевозок и тип транспортных средств. При выборе рациональных транспортных средств руководствуются известными подходами и, прежде всего, соответствием свойствам перевозимых грузов. В качестве критериев наилучшего выбора принимают сохранность грузов, наилучшее использование вместимости, грузоподъёмности и снижение затрат на перевозку. На этой стадии принятия оптимального решения далеко не последнюю роль может играть метеорологическая информация. Целям логистики отвечают такие прогрессивные способы перевозок, как пакетные, контейнерные и комбинированные.
На фазе транспортировки продукции получателю функция логистики состоят в управлении материальными потоками по графику. Для того, чтобы реализовать фундаментальный принцип логистики (доставка грузов "точно в срок") и добиться высокой эффективности системы должен быть разработан и осуществлён единый технологический процесс всей производственно-транспортной системы, на основе интеграции производства, транспорта и потребления [11,12].
Современные требования к метеорологическому обеспечению автомобильных перевозок и содержанию автомобильных дорог
Увеличение интенсивности и изменение состава движения приводит на современном этапе к изменению требований к автомобильным дорогам. В настоящее время, при решении многих задач содержания, автомобильные дороги рассматриваются как сложные инженерно-транспортные сооружения, предназначенные для обеспечения удобного и безопасного движения автомобилей с расчетными скоростями и установленными нагрузками [17,19,20,45]. Автомобильная дорога как транспортное сооружение характеризуется рядом транспортно-эксплуатационных показателей. К ним относятся: геометрические параметры - ширина проезжей части и краевых укрепленных полос, общая и укрепленная ширина обочин, продольные уклоны, радиусы кривых в плане и продольном профиле, уклоны виражей и расстояние видимости; прочность и состояние дорожной «одежды» проезжей части и обочин; ровность и сцепление колеса автомобиля с покрытием проезжей части и обочин; состояние земляного полотна; состояние и работоспособность водоотвода; габариты, грузоподъемность и состояние мостов, путепроводов и других искусственных сооружений; состояние элементов инженерного оборудования и обустройства дороги. Повышение требований к автомобильным дорогам со стороны их пользователей приводит к необходимости более полного учета потребительских свойств дорог при их содержании. Потребительские свойства дороги - совокупность ее транспортно-эксплуатационных показателей, влияющих на эффективность работы автомобильного транспорта, безопасность движения и отражающих интересы пользователей дорог. К потребительским свойствам дороги относятся: обеспечение непрерывности проезда в любые периоды года; обеспечение необходимой скорости, пропускной способности и уровня загрузки; безопасность и удобство движения; допустимые габариты, осевые нагрузки и общая масса автомобилей; экологическая безопасность. Обеспечение высоких потребительских свойств дороги в любой период года и при любых погодных условиях - основная задача дорожно-эксплуатационной службы. При решении задач содержания автомобильных дорог их следует рассматривать как элемент сложной системы «Водитель - Автомобиль - Дорога - Среда», состоящей из четырех подсистем. Данная система является открытой, т.е. зависит от погодных условий и функционирует под воздействием метеорологических факторов.
Структурная схема такого комплекса представлена на рис. 2.2.1. Основная цель создания системы дорожного метеорологического обеспечения-получение информации для организации оптимальной системы управления всем комплексом работ по содержанию автомобильных дорог, позволяющим сохранять и восстанавливать потребительские свойства дорог и обеспечивать безопасность движения в сложных погодных условиях. Система дорожного метеорологического обеспечения - информационно-технический комплекс, который обеспечивает следующие возможности: получения оперативной информации и специализированных дорожных прогнозов от подразделений Росгидромета и с дорожных автоматических метеостанций, обработки информации с целью получения данных о состоянии дорожного покрытия, прогнозов возможности образования на нем скользкости и рекомендаций по оптимальным стратегиям производства работ при содержании дорог, доведения необходимой информации до исполнителей работ, органов управления автомобильными дорогами и участников движения, сбора и хранения информации о погодных и дорожных условиях. Основной результат создания системы - удовлетворение потребностей дорожной отрасли в оперативной метеорологической информации и прогнозах для организации работ по содержанию дорог и накопления статистических данных, необходимых при решении задач долгосрочного планирования. Информационно-прогностическое обеспечение автомобильных перевозок и производственных процессов по содержанию автомобильных дорог состоит в оперативном оповещении всех заинтересованных служб об изменении погодных условий, возможном состоянии дороги, отдельных ее участков и дорожных сооружений, а также в выдаче соответствующих рекомендаций. Система «Водитель - Автомобиль -Дорога - Среда» позволяет обеспечить все заинтересованные органы управления как автомобильными перевозками, так и автомобильными дорогами оперативной информацией о состоянии проезда по дорогам, выполненных ремонтных и профилактических работах, их эффективности. Сбор, обработка и хранение этой информации может использоваться для долгосрочного планирования и финансирования, которые производятся пока без достаточного учета дорожных и погодно-климатических особенностей различных районов. Информация о состоянии дорожного покрытия, видах зимней скользкости, частоте их появления, выполненных работах, накапливаемая в отдельных регионах страны, позволит обеспечить необходимыми исходными данными решение задач управления дорожным хозяйством в целом. Повышению безопасности движения в сложных погодных условиях будет способствовать создание системы предупреждения о погодных условиях, информирование участников движения о состоянии проезда по дорогам через управляемые дорожные знаки и табло, средства массовой информации, информационные киоски, сети сотовой связи или сеть Internet. Своевременные предупреждения о состоянии проезда по дорогам позволяет повысить эффективность работы автотранспортных предприятий как за счет снижения потерь от перерывов движения и снижения скорости перевозок пассажиров и грузов, так и повышения безопасности автомобильного движения. Управление зимним содержанием автомобильных дорог. В связи с повышением требований к уровню содержания автомобильных дорог и безопасности дорожного движения особого внимания требуют вопросы управления зимним содержанием автомобильных дорог. Для выполнения требований нормативных документов необходимо либо идти по пути насыщения дорожных организаций ресурсами для зимнего содержания (финансами, техникой, противогололедными материалами, трудовыми ресурсами), либо искать возможности совершенствования системы управления зимним содержанием дорог иными путями. Как показывает опыт зимнего содержания автомобильных дорог за рубежом, такие решения возможны при переходе на современные технологии зимнего содержания дорог и методы управления производственными процессами на основе системы дорожного метеорологического обеспечения (СДМО) и информационных технологий (ИТ) [18,20,21,39]. Система управления зимним содержанием дорог представляет собой трехуровневую иерархическую систему, на каждом уровне которой решается определенный комплекс управленческих задач. Организационная структура системы и взаимодействующие с ней подсистемы представлены на рис.. 2.2.2.
Оперативный анализ эволюции зон осадков по данным автоматизированного комплекса "МРЛ-5 - Метеоячейка"
Автоматизированная информационно-измерительная система «МетеоТрасса» предназначена для обеспечения оперативной метеорологической информацией службы содержания автомобильных дорог с целью повышения безопасности дорожного движения и обеспечения максимальной пропускной способности автодорог в неблагоприятных метеоусловиях. АСМО «МетеоТрасса» принимает информацию по различным каналам связи от следующих источников: сеть автоматических дорожных метеорологических станций; сеть метеорологических радиолокаторов; прогнозы гидрометеорологических центров, и выполняет следующие основные функции: измерение и выдача метеорологической информации и данных о состоянии поверхности, в том числе о количестве химикатов на поверхности, мониторинг опасных явлений на автодорогах и выдача предупреждений об опасных метеорологических явлениях на автодорогах, прием и передачу данных с использованием различных видов линий связи (выделенная, коммутируемая, сотовая GSM и NMT), сбора данных в управляемом режиме, обмен данными между центральной системой и рабочими станциями, просмотр информации в удобном виде (карты, таблицы, графики), архивирование данных с возможностью их использования для различных задач. Гибкая архитектура системы позволяет легко ее наращивать. Период опроса автоматических дорожных метеорологических станций зависит от сезона, погодных условий и требований к данным при составлении прогноза и для зимнего сезона устанавливается от 10 до 60 мин. Технические параметры приема данных от АДМС: максимальный объем информации, получаемой от АДМС за один сеанс связи, составляет 512 байт; минимальная скорость обмена -1200 бит/с. Программное обеспечение системы выполнено на базе Windows NT. Специальное программное обеспечение АСМО «МетеоТрасса» позволяет одновременно работать с 18 каналами связи, из них до 8 каналов коммутируемых. Количество модемов определяется из расчета один модем на 5 абонентов (АДМС и рабочие станции) при работе по коммутируемым каналам. При работе по вьщеленным каналам на каждый канал требуется отдельный модем.
Особое внимание при разработке системы уделено четкости и полноте отображения информации. Данные можно просмотреть в виде карт и в различных табличных и графических форматах. Информация может отображаться на карте территории со схемой автомобильных дорог и нанесенными дорожными метеорологическими станциями. Цвет символа станции отражает состояние дорожного покрытия, всплывающая подсказка показывает имя станции и последнее измеренное значение температуры воздуха и температуры дорожного покрытия. Обновление карты происходит в режиме поступления данных. Примеры отображений информации на карте показан на рис. 3.1.3. В таблицах представляется следующая информация: сводная таблица с текущими данными для всех подключенных АДМС (обновление таблицы происходит в режиме реального времени по мере поступления информации), предупреждения об опасных явлениях выделяются цветом, таблицы текущих значений метеорологических величин и характеристик дорожного покрытия для любой станции, включающих данные всех подключенных датчиков, таблицы значений метеорологических величин и характеристик дорожного покрытия для выбранной станции за текущие сутки, таблицы значений метеорологических величин и характеристик дорожного покрытия для любой выбранной станции и начального срока (на сутки вперед); таблицы перерисовываются автоматически при новом выборе станции и времени начала отсчета.
На графиках представляется следующая информация: временного хода основных измеренных параметров для выбранной станции и срока (начала отсчета) на 24 час вперед, при этом каждый график выводится в отдельное окно; все графики автоматически перерисовывается при новом выборе станции и для нового начала отсчета по временной оси; временного хода всех температур (воздуха, точки росы, поверхности, замерзания и почвы) в одном окне; графики автоматически перерисовывается при новом выборе станции и для нового начала отсчета по временной оси; графики временного хода всех температур (воздуха, точки росы, поверхности, замерзания и почвы) в одном окне, а также временной ход состояния поверхности, осадков и предупреждений в виде цветных «линеек» для выбранной станции в пределах текущих суток Примеры табличного и графического представления информации приведены на рис. 3.1.4 и 3.1.5. Система «МетеоТрасса» позволяет принимать графическую информацию от рабочей станции ЦГМС в графическом виде (в виде синоптической карты). Для сжатия информации используется международный метеорологический код. Информацию, получаемую из ЦГМС (карты, прогнозы) можно просматривать на экране и выводить на печать. Специализированные прогнозы погоды. Для занесения информации с прогнозами погоды могут быть разработаны специальные «оконные формы» на дисплее ПЭВМ. Они должны настраиваться на доступную в данный момент специализированную информацию (например, из подразделений Росгидромета). Информация может передаваться заинтересованным организациям из центрального диспетчерского пункта по телефону или модему. Для передачи прогноза скользкости в виде льда окно журнала имеет вид, приведенный на рис. 3.1.6.
Оценка влияния погрешностей в задании исходной информации на точность дистанционного измерения характеристик состояния дорожного покрытия
Дорожное хозяйство базируется на учете многих факторов развития и функционирования территории. Без современных компьютерных технологий практически невозможен многофакторный анализ территорий для принятия решений, например, по выбору коридора прокладки новой дороги, оценке предполагаемых пассажиропотоков или расчету зон загрязнения. Решение такого плана задач является прерогативой ГИС-технологий.
В отличие от других пространственных объектов дороги имеют специфическую черту - линейность. Речь идет о том, что длина дорог не сопоставима с их шириной, поэтому условно их часто представляют в виде линий. Учет событий на дороге осуществляется в линейных системах отсчета, то есть в километрах и метрах вдоль дороги. У каждой крупной дороги есть свой "ноль" отсчета, от которого затем фиксируется система измерений в виде километровых столбов. Именно с этой системой отсчета (а не с географической координатной) связывается база данных, которые имеют дорожники и другие службы, работающие на дорогах (например, службы безопасности движения). Технология установки километровых столбов не обладает высокой точностью, так что километры вдоль дорог оказываются "рубленными", то есть километровые столбы отстоят друг от друга на местности не всегда на 1000 метров. Расстояния могут быть и больше, и меньше. Необходима возможность программной увязки линейной и географической систем измерений с учетом "условности" километровых меток на дорогах.
Специально обработав информацию, полученную методами дистанционного зондирования с использованием сенсорных устройств (различные камеры на борту летательных аппаратов и т.п.), а также с помощью приемников системы глобального позиционирования (GPS), можно получить ось дороги, а по ней средствами ГИС создать маршрут. По созданному маршруту с помощью технологии "динамической сегментации" обеспечивается линейная привязка объектов, причем объекты могут быть как точечные (трубы, АЗС, мосты), так и линейные (лесополоса, полоса отвода и др.). Таким образом совсем необязательно знать географические координаты дорожных объектов. Достаточно иметь данные о состоянии их от начала дороги или от ближайшего километрового столба при известных расстояниях между всеми предыдущими столбами
Каждый маршрут в единой системе маршрутов измеряется в линейных единицах, общих для системы. Однако начало отсчета у каждой дороги - маршрута свое собственное. Так, например, на кольцевой дороге Малого Московского кольца выделяется 14 участков (маршрутов), каждый из которых начинается с нулевой отметки и имеет собственную длину. Смысл линейных измерений дорог состоит в том, что теперь любые события на дороге можно определять и идентифицировать в системе линейных измерений, как это и происходит в действительности. Так, в любой базе данных по дорогам есть обязательно ссылка на код дороги, километр и метр начала события и километр и метр его завершения (или его длина). Событий на дороге может быть множество, и они определяют самые разнообразные аспекты дороги, при этом, не фиксируя начало и конец события в линейно-узловой топологии - узлом. Так определяются, например, местоположения мостов и тоннелей, участки дорог с разным покрытием, зоны видимости, периоды сооружения и ремонта участков дорог и т.п. Таким же образом ведется привязка к местоположению дорожно-транспортных происшествий. То есть события на дорогах могут быть непрерывными (как, например, период строительства дороги или скоростные режимы движения), разорванными (например, участки ремонта) или отдельными точками (например, дорожные знаки или ДТП). Базы данных разных событий хранятся как атрибутивные свойства к маршрутам дорог в форме таблиц СУБД (что и делается в настоящее время) и могут вестись в разных подразделениях независимо, опираясь на единую систему маршрутов дорог. События могут быть как относительно стабильными, как, например установленные условные знаки на дорогах, так и достаточно динамичными - участки ремонта дорог или ДТП. Записываемые в таблицы километровые отметки событий отсчитываются номинально - от местоположения столбов, а метровые значения устанавливаются измерением на местности. Из-за "рубленности" километров в базе данных могут быть парадоксальные данные, что событие произошло на 34 километре и 1004 метре! То есть между 34 и 35 километром более 1000 метров, что и соответствует действительности. Такие ситуации случаются не только в России, но и во многих других странах мира.
Один из наиболее перспективных способов уточнения местоположения километровых столбов - использование GPS-приемников, которые позволяют на местности за считанные минуты получить сигналы со спутников и засечь координаты. Полученные в поле данные легко переносятся на стационарные компьютеры и воспринимаются ГИС. Существуют и более дорогостоящие, но более эффективные методы инвентаризации объектов вдоль дорог с движущегося автомобиля с помощью установленной видеокамеры и специального программного обеспечения, оперативно обрабатывающего получаемую информацию.
В настоящее время японская компания Pioneer выпускает в . продажу навигационную систему AVIC-505, управляемую голосом и тем самым обеспечивающую пользователям максимально простой интерфейс управления системой: водитель может постоянно смотреть на дорогу, не отвлекаясь на ввод данных. AVIC-505 будет первой навигационной системой, использующей новый формат баз данных SDAL (Shared Data Access Library), разработанный компанией Navigation Technologies. Этот универсальный формат предназначен для хранения детальных карт сетей автомобильных дорог, графических атрибутов к этим картам и соответствующих дорожных объектов (например, заправочные станции, станции технического обслуживания, автомойки); таким образом, в области создания цифровых навигационных карт появился свой стандарт. Во-вторых, японская Matsushita начала использовать в качестве носителей картографических данных DVD. В-третьих, Etak обеспечила всю Америку картами графика в режиме реального времени через Интернет.
Все это говорит о том, что автомобильные навигационные системы активно используют достижения индустрии информационных технологиц и что первую скрипку в развитии подобных систем в настоящее время играют японские компании. В целом в этой области сложился двухполюсный мир — японцы с одной стороны и европейцы с другой. Автомобильная навигация в России наталкивается на непреодолимые трудности, выставляемые законом о секретной информации: GPS с точностью выше 30 метров в России применять нельзя, карты 1 : 50 000 и более подробные считаются абсолютно секретными, а для навигационных целей нужны карты масштаба как минимум 1 : 25 000.
Дороги и дорожные объекты - это весьма сложные и дорогостоящие технические сооружения, которые требуют постоянного контроля и учета их основных характеристик. Естественно, что при паспортизации, диагностике и других работах накапливается гигантский объем разнородной информации, которую необходимо систематизировать и анализировать. Здесь большую помощь должны оказать информационные системы, базирующиеся на современных компьютерных технологиях, в частности СУБД и ГИС.
