Автоматизация в дорожном строительстве
Обновлено: 07.07.2024
Автоматизация автомобильных дорог глазами айтишника
Мне давно хотелось в простой и доступной форме рассказать о построении интеллектуальных транспортных систем. Потому что мне кажется, что эта тема недостаточно хорошо раскрыта на русском языке, а российских специалистов в этой области можно пересчитать по пальцам. Себя я к числу этих специалистов пока отнести не могу, так как только начал разбираться в проблеме. Но именно поэтому мне интересно об этом писать. Я хочу рассказать о том, как живет отрасль сейчас, какие вообще существуют технологии и средства решения транспортных проблем, какие нюансы и интересные особенности есть в этой сфере. Я хочу написать то, что мне самому так хотелось прочитать хотя бы год назад, когда вокруг не было совсем ничего. Если вам что-то покажется наивным или совершенно очевидным, не судите строго. Для меня эта наивность — хлеб и соль. Только эта наивность, помноженная на богатую фантазию помогает строить в воображении детальную модель будущего. Которая при некоторых познаниях в UML и BPML превращается в проектную документацию.
Раз уж нам с вами предстоит пройти некоторый путь вместе, позвольте представиться. Меня зовут Алексей. По специальности я инженер-системотехник, профессиональный сисадмин. Окончил профильный ВУЗ в 1999 году, 6 лет работал системным инженером, потом 3 года специализировался в менеджменте в области ИТ, а потом нашел себя в роли бизнес-аналитика.
Когда мне предложили попробовать свои силы в сфере автоматизации автомобильных дорог, я согласился не сразу. Точнее, внутренне я был согласен сразу, но внешне некоторое время для вида не соглашался. Держался несколько месяцев, после чего уволился из крупного интегратора, где до этого работал на проектах по информационной безопасности и устроился в небольшую софтверную компанию, занимавшуюся разработкой программного обеспечения для автодорог на позицию аналитика.
Надо сказать, коллеги, что эта работа — просто рай для любителей игры Sim City и Transport Tycoon. Где еще вам представиться возможность построить транспортную систему целого города? И не на экране компьютера, а живьем.
Конечно, не все в этой отрасли радужно и прекрасно. Особенно в нашей стране. Далее о проблемах.
Во-первых в отрасли царствуют строители. Эти суровые ребята очень ловко чертят развязки и втыкают светофоры, а потом все это отливают в бетоне и металле. Получается красиво и по-современному. Глаз заказчика радуется, да и автомобилистам приятно ездить под светящимися табло и чувствовать себя частью Европы. Вот только одно омрачает небеса на горизонте. Это небольшой пустячок, безделица в общем, заключающаяся в том, что вся эта машинерия совершенно не работает. То есть, не выполняет функцию организации дорожного движения. Нет, я не спорю, развязка это всегда лучше, чем ее отсутствие. И чем больше будет у нас развязок, тем проще будет перемещаться по столичным дорогам. Но вот бешеные деньги, которые вложены в оборудование развязки, в основном потрачены зря. Конечно, есть и тут исключения. Я это говорю, чтобы мне не стали тыкать в лицо замечательными проектами, которые действительно замечательные, и я о некоторых знаю. Но они погоды в отрасли совершенно не делают и среднюю температуру по больнице не меняют.
Вот все москвичи и проезжие граждане ездили по МКАД. Дорога оборудована прекрасными табло и яркими знаками переменной информации. Табло и знаки обычно показывают одно и то же. Постепенно водители перестали обращать внимание на эти знаки как на источник информации о дорожном движении. Можно долго фыркать и ругаться, но теперь я знаю, что будь создатели этой системы на МКАД хоть семи пядей во лбу, ничего путного они все равно бы не смогли сделать. Потому что сферический конь в вакууме, коим является МКАД в масштабах города, остается прекрасной и бесполезной абстракцией без поддержки радиальных улиц.
Или вот третье транспортное кольцо. Замечательное оборудование всемирно известной фирмы, прекрасные диспетчерские залы. И почти полностью ручное управление. И не потому что не умеют. А просто это еще один сферический конь в вакууме, еще одно подвешенное в информационной пустоте транспортное кольцо.
Немного получше обстоят дела на радиусах, которые в порядке эксперимента оборудуют умными светофорами. Там иногда даже случается оптимизация транспортных потоков, а редкие свидетели докладывали даже о наличии зеленой волны. Но как известно, чудес в черной металлургии не бывает, и в режиме перманентной пробки не работают прекрасные алгоритмы координированного управления светофорами на магистрали, а работают совсем другие алгоритмы, которые внедрены всего в паре-тройке несчастных городов, которые, как и Москва, задыхаются в автомобильных заторах. Эти алгоритмы начинают осторожно раскидывать затор в направлении от его конца к началу. Никакой человек тут не справится, только замысловатый алгоритм. Управление движением в условиях затора — это настоящее искусство программирования, сложнейшие адаптивные схемы, завязанные на настоящее, прошлое и будущее одновременно и не терпящие вмешательства человека. Электронный «мозг» такой системы получает информацию от сотен детекторов на всех существенных направлениях, а также от смежных систем. И все это ради того, чтобы автомобилисты тратили в пробке на 30% времени меньше.
Специалисты, сопровождающие одну из систем управления светофорами на радиальной магистрали, хвалились, что могут безошибочно определить те перекрестки, которыми управляют сотрудники ГИБДД в ручном режиме. Признаком такого управления является увеличивающаяся быстрее обычного пробка. Как бы ни старались сотрудники ГИБДД улучшить ситуацию, им это не под силу, несмотря на весь их опыт в подобных делах. Потому что никто не может проанализировать столько факторов одновременно и принять верное решение. Для этого, в общем-то, и созданы специализированные компьютерные системы. Другое дело, что в наших реалиях эти системы часто остаются слепыми и глухими, без датчиков и детекторов, потому что строители повесили датчики совсем не там, где надо. А где надо — не повесили, потому что это не их участок, а участок совсем другой фирмы, которой ничего про датчики не говорили… А чем может помочь глухая и слепая система человеку, кроме как запутать его? Вот и отключают операторы умные алгоритмы и берут в свои мозолистые руки управление всеми объектами. Глядят через камеры видеонаблюдения на дорогу и раскидывают потоки вручную.
Как видите, коллеги, ситуация в отрасли довольно дремучая. Если бы подобная ситуация была бы в финансовом секторе, то половина главбухов уже сидела бы в местах не столь отдаленных, банков бы вообще не было, а повсюду процветал бы натуральный обмен. Но специалистов по бухучету у нас много, всякие умные программы тоже имеются, и никому не придет в голову оставить такую программу без начальных данных. Но это есть результат эволюционного развития отрасли, помноженный на суровую необходимость бизнеса и жесткий государственный контроль.
А пока вот вам вторая проблема, которая является следствием первой. Западные партнеры, зная наши нравы, ведут себя не самым корректным образом. Они даже не пытаются объяснить или рассказать что-либо о своих решениях. Технические детали их продуктов остаются загадкой, они идут на наш рынок с полным комплектом железа, софта и услуг по инсталляции «под ключ». И часто по значительно завышенной цене. Да и трудно их судить, если в строительных работах не предусматривается ни разработка, ни какое-либо приличное документирование программного обеспечения. Я уж не говорю о набивших всем оскомину «особенностях» ценообразования при строительстве дорог. Это отдельная, крайне больная тема, которую мне бы очень не хотелось обсуждать в рамках этого сугубо технического блога.
Собственно, точно так же отсутствует контроль качества установленного ПО. Сплошь и рядом у несчастных диспетчеров установлены наспех переведенные с иностранных языков интерфейсы, ориентированные на неведомые нам бизнес-процессы и чуждые производственные отношения. Хорошо еще, если попадется разработка с «чужого плеча» не сильно измененная нашими «Кулибиными», сохраняющая некоторую эстетику интерфейсов и эргономические решения, отточенные на заграничных пользователях. Чаще же это наспех прикрученные формы с минимальной функциональностью. например, камеры наблюдения пользователь вынужден выбирать из выпадающего списка, постоянно промахиваясь мимо нужной камеры и теряя драгоценное время во время ДТП. Время, которое может стоить кому-то жизни, если уж говорить серьезно.
В следующий раз мы поговорим о пробках, о светофорах и о том, как можно построить современную транспортную инфраструктуру с точки зрения софта.
Автоматизация управления дорожно-строительным предприятием Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Калмыков Багдат Минналимович, Васильев Юрий Геннадьевич
Программно-целевой метод функционирования центра единой организационной подготовки О планировании производственно- хозяйственной деятельности строительных организаций в современных условиях Строительство новой железнодорожной линии Иркутск - Слюдянка в 1941-1949 гг Значение ключевых показателей в управлении строительной фирмой Региональный строительный комплекс. Организационно-технологическая подготовка: нормативные рекомендации и методологические подходы i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Текст научной работы на тему «Автоматизация управления дорожно-строительным предприятием»
Б.М. КАЛМЫКОВ, Ю Г. ВАСИЛЬЕВ
АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ
Для дорожно-строительного производства характерны планирование, организация работ многих исполнителей. Проблемы управления дорожно-строительным предприятием усложняются многообразием объектов, влиянием природно-климатических факторов, спецификой производственного процесса, требующего оперативного распределения бригад, средств механизации и материальных ресурсов.
Система управления (далее система) автоматизирует деятельность предприятия, органично сливаясь с производственными процессами, протекающими на предприятии (рис. 1).
Основным элементом системы является проект, который проходит все этапы «жизненного» цикла - от разработки через исполнение к завершению.
Элементами проекта являются:
- договор (документ, в котором отражаются условия выполнения проекта);
- смета - состав работ, которые необходимо выполнить, и ресурсов, которые необходимо затратить для выполнения работ;
- график выполнения работ;
- фактические данные об объеме выполненных работ и израсходованных ресурсах.
Перед запуском в производство проекта формируется договор, который проходит этапы согласования и утверждения. При этом указываются основные параметры договора (Заказчик, Подрядчик), текст договора и смета работ. Для работы с договорами предназначен режим «Договора».
Тесно с данным режимом связан режим «Смета», так как основой любого проекта является объемный план работ с расчетом их стоимости и планируемого количества ресурсов (машин, материалов, рабочей силы), необходимых для выполнения работ. Режим позволяет вести нормативную базу работ, используемую для формирования сметы. Одной из главных функций данного режима является перепланирование состава работ, с учетом предложений, выработанных при анализе деятельности предприятия. Например, может быть изменен объем работ, количество необходимых для выполнения работы ресурсов.
Вся деятельность предпрятия должна быть привязана к графикам производства работ. Для работы с графиками предназначены режимы, соответственно, «Годовое планирование» и «Месячное планирование» (рис. 2).
После того как проект будет утвержден, необходимо сформировать график производства работ и на его основе - графики потребностей широкого спектра ресурсов не только исполнителей и механизмов (возобновляемых ресурсов), но и материалов (расходуемых ресурсов). Система определяет необходимые затраты на реализацию проекта вплоть до работ, а также распре-
деление финансовых потребностей во времени в любом разрезе (на уровне объекта, на уровне работы).
Рис. 1. Функциональная схема системы
На основе сформированных графиков потребностей в ресурсах необходимо закрепить имеющиеся в наличии у предприятия ресурсы и производственные мощности. Для этого предназначен режим «Распределение ресурсов», который ведет базу данных по имеющимся ресурсам предприятия и учет их наличия и распределения. Данный режим связан с режимами планирования и позволяет проиграть различные варианты исполнения графиков.
Формируемые графики отображаются с различной степенью детализации: как в разрезе всего договора, так и с позиции одной работы.
Система поддерживает многоуровневое стратегическое планирование -когда формируются и утверждаются графики на год. При этом примерно оцениваются временные и стоимостные параметры договора, его реализуемость и
эффективность, потребности в ресурсах и производственных мощностях, что позволяет сформировать качественную тендерную документацию или бизнес-план, а затем графики уточняются при месячном планировании.
Формирование графика на год график на год
Согласование графика на год график на год Утверждение рафика на год
Рис. 2. Процесс годового (месячного) планирования
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.Помимо разработки графиков система позволяет проигрывать различные ситуации при жестких временных или ресурсных ограничениях. При этом обеспечивается поиск наиболее экономного варианта за счет оптимизации стоимостных показателей договора при моделировании различной длительности выполнения договора с использованием различных ресурсов. А единая информационная база договоров позволяет проиграть различные ситуации при одновременном ведении нескольких договоров, что обеспечивает оптимальность формируемых графиков не только с позиции одного договора, но всего предприятия в целом. Полученные оптимальные графики также проходят все ступени утверждения (формирование, согласование, утверждение).
В основу системы управления положен принцип «Планерки» (рис. 3). В большинстве дорожно-строительных организаций в начале недели проходят совещания руководства с непосредственными исполнителями - мастерами. Ставятся задачи, уточняются объемы работ и необходимые для их выполнения ресурсы. Именно этим обеспечивается оперативность управления производством.
Система управления реализует принцип «Планерки» путем формирования оперативных недельных графиков производства работ, графиков потребностей
в ресурсах, графиков их обеспечения, которые также после формирования согласуются и утверждаются. Для этого предназначен режим «Планерка», который формирует на основе графиков упрощенные формы учетных документов (план-задание) для производства, позволяющих получать объективную информацию, основанную на первичных документах ежедневно.
Таким образом, мастеру в производство выдается план-задание на каждый день, в котором он указывает фактические объемы выполненных работ, а также израсходованные ресурсы обязательно с указанием первичных документов, подтверждающих данный расход. Путевые листы для техники также автоматически формируются в соответствии с разработанным графиком обеспечения потребности в технике.
график на месяц
Формирование плана-задания план- задание Согласование плана-задания план- задание Утверждение плана-задания
инженер ППО бухгалтер руководитель
Рис. 3. Процесс планерки
Данные о фактическом выполнении графиков работ (далее факт) могут поступать в единую информационную базу ежедневно, но обязательно до конца рабочей недели. Факт вводится оператором системы на основе предоставленных мастерами первичных документов. Для этого предназначен режим «Ввод факта», позволяющий вводить информацию с подписанного мастером и руководителем плана-задания.
Описанный подход существенно упрощает сдачу мастером отчета о проделанной работе и использованных ресурсах за счет оперативности сдаваемого факта выполнения, так как уже система берет на себя формирование сводной отчетности за период - автоматически формируется журнал производства работ, материальный отчет М-29, табели.
Специфика дорожно-строительного производства (его динамичность, сложность, относительная зависимость от погодных условий и т.д.) приводят к тому, что запланированные в соответствии с графиками работы не всегда исполняются в срок и по плану. Но система позволяет увидеть эти отклонения, оценить их последствия в целом, проиграть и выбрать оптимальный вариант реакции на изменения, при необходимости перепланировать оставшуюся часть договора с учетом новых реалий. Для этого предназначен режим «Контроль и анализ» (рис. 4), который ориентирован, прежде всего, на руководителя предприятия и позволяет быстро оценить текущее состояние дел для принятия эффективных управленческих решений. Система отображает плановые и фактические значения в динамике, а также величины абсолютных и относительных отклонений в удобном и понятном виде в любом разрезе, отражая оперативный ход выполнения работ в соответствии с графиками.
план-задание с введенным исполнением
Контроль исполнения графиков на неделю графики работ Контроль исполнения графиков на год
инженер ППО инженер ППО руководитель
изменения в графики
Рис. 4. Процесс ввода факта, контроля и анализа деятельности предприятия
Технология «светофора», реализованная в режиме «Контроль и анализ», обеспечивает автоматическое изменение цвета анализируемых показателей (от зеленого - «хорошо» до красного «плохо») для быстрого определения узких мест в исполнении графиков договора.
Система позволяет получить аналитическую информацию для комплексной оценки реализации проекта, наглядно увидеть отклонения от плана и оперативно внести изменения в графики работ. Для этого режим «Контроль и анализ» позволяет сформировать аналитические отчеты следующих видов:
1. О выполнении работ по стоимости: сводка по предприятию, подразделениям, объектам, работам на объекте, мастерам, бригадам.
2. Материалы. Об обеспечении ресурсами: поступление и расход материалов через ОМТС; распределение поступивших материалов по объектам; наличие отдельного материала на складах и объектах; наличие материалов на складах.
3. Рабочие. Об обеспечении ресурсами: квалификационный состав рабочих по бригадам; состав отдельной бригады; распределение бригад по объектам; трудозатраты рабочих по объектам.
4. Механизмы. Об обеспечении ресурсами: отработано машино-часов в целом по каждому механизму; отработано машино-часов по объектам по каждому механизму; наличие механизмов; распределение механизмов по объектам.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.5. Сводная информация о выполнении работ: сводка по предприятию и объекту.
Все виды отчетов могут быть построены для следующих временных периодов: с начала года; за прошедший месяц; за истекший период текущего месяца; за произвольный период; с начала строительства объекта; на текущую дату.
Одно из главных назначений режима «Контроль и анализ» - формирование сводной отчетности об исполнении договора и выполненных работах с расчетом суммы финансирования за месяц и нарастающим итогом (формы №2 и №3), которая предоставляется Заказчику.
Таким образом, договор проходит все этапы «жизненного» цикла - от разработки через исполнение к завершению, а для работы над договорами предназначены следующие режимы:
1) Смета - разработка проектно-сметной документации на ремонт и строительство автодорог и искусственных сооружений на них; составление технического задания на содержание автодорог;
2) Договора - разработка, согласование, утверждение договоров;
3) Стратегическое планирование - планирование графика работ на весь период;
4) Годовое планирование - планирование графика производства работ договора на год;
5) Месячное планирование - планирование графика производства работ договора на месяц (уточнение годового графика работ);
6) Планерка - оперативное планирование и утверждение графика производства работ договора на неделю (уточнение годового графика работ), выдача планов-заданий, графиков обеспечения потребностей в материалах, рабочих, технике, выдача путевых листов для механизмов;
7) Распределение ресурсов - закрепление ресурсов предприятия (материалов, механизмов, рабочих) для обеспечения потребностей в ресурсах;
8) Ввод факта - ввод фактических данных об исполнении графиков работ на основе первичных документов (накладных, путевых листов);
9) Контроль и анализ - многомерный комплексный анализ исполнения договоров.
Разрабатываемая система управления построена на двухзвенной архитектуре клиент-сервер с возможностью использования различных серверов баз данных, причем вся информация хранится в централизованной базе предприятия, что обеспечит единое информационное пространство и «сквозное» прохождение информации в системе.
Функционально система управления разбита на подсистемы, а внешним представлением системы является совокупность автоматизированных рабочих мест, которые автоматизируют функции, связанные с выполнением должностных обязанностей конкретного сотрудника предприятия. При регистрации пользователя в системе ему подключается индивидуально-подготовленное для него меню системы с закреплением режимов выполнения функций подсистем. Чтобы не создавать множество программных продуктов для каждого автоматизированного рабочего места, используется простой механизм добавления и удаления автоматизируемых задач. Для реализации этого механизма идеально подходит технология COM (Component Object Model - объектная компонентная модель). Каждая функциональная задача реализуется как приложение-сервер, а для объединения всех задач в одну систему и предоставления общего пользовательского интерфейса используется приложение-клиент, что позволяет динамически подключать новые подсистемы и упрощает настройку системы на рабочих местах.
Учитывая специфику дорожно-строительного производства необходимо автоматизировать управление предприятием, вследствие чего информация о ходе выполнения работ сразу же станет доступной для руководителей и специалистов, а принимаемые решения смогут оперативно реализовываться и объективно контролироваться. Предлагаемая система управления привязывается к сетевым графикам производства и затрагивает ключевые аспекты производственной и коммерческой деятельности предприятия, такие, как производство, планирование, финансы и бухгалтерия, материально-техническое снабжение и управление кадрами.
1. Воропаев В.И. Модели и методы календарного планирования в автоматизированных системах управления строительством. М.: Стройиздат, 1975. 232 с.
2. Васильев Ю.Г., Калмыков Б.М., Андреев П.Е. Автоматизированная система управления производственно-хозяйственной деятельностью строительной организации // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции НАСКР-2003: Материалы Четвертой Всероссийской конференции. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2003. С. 139-144.
КАЛМЫКОВ БАГДАТ МИННАЛИМОВИЧ родился в 1956 г. Окончил Чувашский государственный университет. Кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой вычислительной техники Чувашского университета. Автор более 50 научных работ в области теории расписаний и систем управления проектами.
ВАСИЛЬЕВ ЮРИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ родился в 1979 г. Окончил Чувашский государственный университет. Ассистент кафедры вычислительной техники Чувашского университета. Автор более 10 научных работ в области теории расписаний и систем управления проектами.
Автоматизация дорожно-строительных машин
Современные требования, предъявляемые к дорожно-строительным машинам, могут быть удовлетворены за счет средств автоматизации, позволяющих освободить человека от непосредственного управления технологическим процессом.
Процесс управления - это совокупность рабочих операций и операций управления.
Рабочая операция - это выполнение рабочими органами машины операции, обусловленной ее назначением (например, для асфальтоукладчика - это укладка дорожного покрытия, для катка - уплотнение покрытия, для конвейера - перемещение материалов и т. д.).
Операция управления - это операция, которая обеспечивает правильное и качественное выполнение рабочей операции.
Рабочие операции и операции управления могут выполняться человеком или техническими устройствами.
Объект управления - это техническое средство (машина или механизм); выполняющее заданную рабочую операцию.
Система управления - совокупность управляющих устройств и объекта управления.
Механизация - это замена труда человека в рабочих операциях (при этом управление машинами остается за человеком).
Автоматизация - замена труда человека в операциях управления.
Дорожно-строительные машины по объему автоматизации разделяют на два типа: частичная (иди локальная) и комплексная автоматизация.
Частичная автоматизация машины предусматривает автоматизацию отдельных исполнительных органов. При этом часть операций по управлению может выполнять оператор.
Комплексная автоматизация машины обеспечивает выполнение Заданных функций всех агрегатов и узлов машины в автоматическом режиме без участия оператора.
В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами, различают следующие виды автоматизации: управление, регулирование, информация, контроль, защита и диагностика.
Автоматическое управление - процесс автоматического изменения параметров объекта по заданной программе. К характерным операциям управления при помощи автоматических устройств относятся, например, включение и выключение механизмов и агрегатов машин (вентилятора системы охлаждения двигателя и т.п.). Комплекс технических устройств, содержащий объект управления и автоматическое управляющее устройство, называют системой автоматического управления (САУ).
Автоматическое регулирование - процесс автоматического поддержания выходного параметра объекта на заданном уровне. При этом значение параметра может изменяться по заданному закону или быть постоянным. К характерным примерам регулирования относится поддержание постоянной частоты вращения коленчатого вала ДВС. Этот процесс осуществляет система автоматического регулирования (САР).
Автоматический контроль - проверка рабочего процесса (включая процессы управления) и оценка его характеристик, которые осуществляет система автоматического контроля (САК).
Автоматическая защита - совокупность операций, осуществляемых техническими средствами с целью предотвращения экстремальных и аварийных режимов работы. К системам автоматической защиты (САЗ) относятся предохранительные клапаны гидравлических и пневматических систем, различные блокировочные устройства.
Автоматическое диагностирование - процесс определения технического состояния объекта автоматизации, который осуществляет система автоматического диагностирования (САД).
Взаимосвязь основных функций автоматического управления можно представить схемой, приведенной на рисунке 9.1.
В настоящее время для дорожно-строительных машин разработаны следующие системы и средства автоматизации:
1) устройства автоматического контроля технического состояния и работоспособности основных узлов машины;
2) системы оптимизации нагрузок на рабочие органы и перемещений элементов машины;
3) копирные, в том числе лазерные, системы;
4) следящие имитационные системы;
5) микропроцессорные ограничители грузоподъемности и системы контроля глубины копания;
6) системы контроля плотности грунта.
Основными задачами автоматизации машин и оборудования, применяемых в дорожно-строительном комплексе, являются:
- повышение производительности и улучшение качества выполняемых работ;
- непрерывный контроль технического состояния машины путем проверки работоспособности ее основных систем (двигателя, трансмиссии, гидросистемы, электрооборудования и др.);
- совершенствование системы учета работы машин с целью энергосбережения;
- повышение безопасности выполняемых работ и обеспечение экологической безопасности окружающей среды.
К системам управления дорожно-строительных машин предъявляют следующие требования:
1) одновременное управление несколькими параметрами (курсом, скоростью движения, поперечным и продольным уклонами, подачей дорожно-строительных материалов и др.);
2) компенсация воздействия на элементы управления возмущающих воздействий от неровности поверхности, неоднородности разрабатываемой среды и распределяемых материалов;
3) регулирование параметров в широком временном диапазоне.
Для реализации этих требований и повышения эффективности дорожностроительных работ в СНГ освоен выпуск ряда автоматизированных комплексов. В их числе унифицированный агрегатированный комплект автоматической аппаратуры «АКА-Дормаш», который предназначен для автоматического управления рабочими органами различных дорожно-строительных машин (рисунок 9.2). Для скреперов и траншеекопателей применяют систему «Стабилоплан», для бульдозеров - «Автоплан», для автогрейдеров и профилировщиков - «Профиль», для асфальтоукладчиков и других укладочных машин - «Стабилослой». Подобные зарубежные системы (например, немецкая «МОВА Mobile Automation», датская «Mini-Line», американская «Trimble» и др.) работают по такому же принципу, но отличаются комплектующими изделиями.
Аппаратура комплектов включает следующие автономные системы и средства управления:
1) маятниковые датчики, установленные на борту машины, для контроля положения рабочего органа;
2) копирные системы, обеспечивающие контроль положения по внешнему копиру - проволоке (тросу), бордюру, колесу, лыже, поверхности готового покрытия, радио- и световому лучу;
3) комбинированные системы, в которых контроль углового положения осуществляется автономными датчиками, а определение положения по высоте - копиром;
4) спутниковые навигационные комплексы.
По положению рабочего органа машин системы автоматического управления разделяют на одно-, двух- и трехканальные.
При одноканальных системах управления рабочий орган машины удерживается в заданном положении в одной плоскости: продольной - у скреперов и бульдозеров, поперечной - у автогрейдеров. К таким системам относятся «Стабилоплан-1» и системы последующих поколений - «Стабилоплан-10» и «Копир-Стабилоплан» - для скреперов, «Автоплан-1» и «Копир-Автоплан-10» - для бульдозеров, «Профиль-1» и «Профиль-10» - для легких и средних автогрейдеров.
При двухканальных системах управления стабилизация положения рабочего органа обеспечивается одновременно в продольной и поперечной плоскостях. К этим системам относятся «Комбиплан» для бульдозеров, «Профиль-2» и «Профиль-20» - для средних и тяжелых автогрейдеров, «Стабилослой-1» и «Стабилослой-10» - для асфальтоукладчиков и других укладчиков покрытий. Унифицированный ряд систем автоматического управления «Профиль», предназначенных для управления положением рабочих органов, представлен в таблице 9.1.
При трехканальных системах управления, помимо фиксации положения рабочего органа в двух ортогональных вертикальных плоскостях, имеется еще и управление движением машины в плане (по курсу). Системы управления «Профиломат-1», «Профиломат-2, -5, -6 и -7» устанавливают на профилировщиках оснований и укладчиках покрытий, входящих в комплект машин типа ДС-110 для строительства цементобетонных покрытий.
По назначению технические средства автоматизации можно разделить на четыре группы:
1) средства получения информации о параметрах состояния механизмов и агрегатов машины (чувствительные элементы, датчики);
2) средства приема и передачи информации, а также преобразования управляющих команд, т.е. преобразующие элементы (усилители сигналов, каналы связи, преобразователи и сравнивающие устройства);
3) средства получения информации о задачах автоматического контроля, регулирования пли управления, т.е. задающие элементы (запоминающие и программные устройства на базе микропроцессоров и микрокомпьютеров);
4) средства регулирования параметров состояния механизмов и агрегатов машины, т.е. исполнительные элементы (усилители входных сигналов и исполнительные механизмы, преобразующие эти сигналы в энергию механических перемещений).
Автоматизация в дорожном строительстве
Решения GASKAR GROUP
Для этого направления характерна большая протяженность и разброс объектов, глобальная геодезическая разметка, надзор за состоянием и дальнейшая эксплуатация дорог, а также опасность в связи с действующим трафиком.
Решения GASKAR GROUP дают возможность удаленного мониторинга с помощью беспилотников и дронов, а должный контроль на объекте большой протяженностью обеспечат девайсы для техники и рабочих: Smart Watch и карточки идентификации, системы предотвращения столкновений, учета рейсов, веса и топлива.
Цифровизация дорожных работ:
как повысить качество, сэкономив деньги
TADетали
Высокие технологии могли бы серьезно улучшить качество, скорость и прозрачность дорожных работ, но в России проникновение ИТ в эту сферу пока не очень значительное. О том, какие решения меняют ситуацию, как их внедрять и какого результата ждать на выходе, рассказал Сергей Чистяков, руководитель департамента развития комплексных проектов компании «ФОРС – Центр разработки» (ГК ФОРС).
Содержание
Зачем нужны специализированные решения для дорожных работ
Проникновение ИТ в строительство становится все более ощутимым, но на дорожной отрасли это пока сказывалось слабо. Цифровизацию этой отрасли эксперты называют низкой, что неудивительно: во многих российских регионах подобные технологии отсутствуют напрочь — сведения о состоянии дорожной отрасли как правило не структурированы, скудны (хорошо, если они вообще есть и актуальны), а о каких-то информационных системах и вовсе говорить не приходится.
Причины отсталости кроются в отсутствии финансирования, недостаточной воле (и понимании необходимости автоматизации) руководителей местных властей и высокой коррупционной составляющей, ведь подобные решения — и это одно из их ключевых преимуществ — повышают прозрачность дорожных работ.
Функциональность платформ: как они устроены и какую пользу приносят
Важный критерий действительно функциональной платформы — полная, а не частичная автоматизация процессов. В этом случае дорожные работы будут максимально прозрачны, что приносит еще и понятные плюсы, вроде более простого и точного планирования работ, их ускорения и устранения ненужных трат бюджетных денег.
Помимо контроля за работой исполнителей, подобная система обязательно должна включать модули, связанные с ведением реестров объектов дорожного хозяйства, а также планированием работ и бюджетов.
Доступ к платформе должны иметь и подрядчики. Они также должны иметь возможность контролировать процесс производства работ. Один из важнейших инструментов контроля - мобильное приложение, с помощью которого подрядчик может получать задания, а также отправлять в систему фото и видео, подтверждающее факт выполнения работ. Собственно, использовать такие решения подрядчики могут и для собственных нужд, например, в случае необходимости внутреннего контроля сотрудников.
Помимо этого, конечно, обязательно должны быть подключены инструменты контроля работ, которые позволят получать телематические или визуальные данные.
Коробочные или облачные решения?
Эксперты считают, что при внедрении системы на уровне региона лучше использовать стационарные решения. Это даст возможность избежать зависимости от инфраструктуры и качества предоставляемых провайдером услуг. Но если есть собственная ИТ-инфраструктура с высокими характеристиками, то лучше развертывать систему он-премис. Облачное решение годится для решения задач в небольших масштабах, например, на уровне муниципалитетов или для использования системы подрядчиком для контроля своих сотрудников.
Сколько стоит внедрение системы
Стоимость внедрения системы зависит от целого ряда факторов. Понятно, что разрабатывать платформу с нуля будет гораздо дороже, чем купить готовую. К тому же, проверенные другими пользователями решения лучше обкатаны и отвечают самым тонким нюансам отраслевой специфики.
Кроме того, на стоимость внедрения влияют принятая система управления и контроля, особенности распределения и выполнения работ, количество объектов дорожного хозяйства, а также другая информация, хранящаяся в реестрах. Стоимость проекта станет выше и в том случае, если нужна интеграция продукта с другими информационными системами.
Как внедрять решение для дорожных работ
Срок внедрения уже готового продукта — примерно 2 месяца. На него влияют наличие данных для первичных реестров, степень готовности нормативно-правовой базы и ее объем.
На первом этапе происходит обследование и сбор информации о текущих бизнес-процессах заказчика (этот шаг можно пропустить, если решение уже прошло обкатку в другом регионе). После этого начинается разработка и установка решения, либо инсталляция готового ПО. Потом система наполняется первичными данными, составляется вся необходимая нормативно-справочная информация. Четвертый этап — юридического характера, выпускаются все необходимые нормативные акты, вносятся изменения в контракты подрядчиков. Затем, в случае необходимости, проводится интеграция со смежными информационными системами. Последние два шага — опытная эксплуатация и запуск в промышленную.
Пример успешного российского кейса
Для Московской области была разработана СКПДИ (Система контроля и планирования работ в области дорожной инфраструктуры). Сегодня ею охвачены 9 региональных отделений ГБУ МО «Мосавтодор» и 67 муниципальных образований.
Кроме того, была проведена интеграция с мобильным приложением «Дороги Подмосковья», порталом «Добродел» и другими информационными системами региона. Число пользователей непрерывно растет, их количество уже составляет порядка 3,6 тыс. человек. Причем в ближайшие месяцы прогнозируется прирост еще на 2 тыс., что говорит о непрерывном развитии СКПДИ.
Читайте также: