Представляем вам новые технологии в автомобилестроении , которые в ближайшее время могут стать неотъемлемой частью в автомобилестроении. Суперпластмассы - порождение новой эпохи.

Суперпластмассы.

Когда появилась возможность вплетать углеродные нити в различные материалы, стало возможным создание сверхпрочных пластмасс. Такие материалы способны выдержать большую силу удара при том, что их вес значительно ниже обычных противоударных деталей. при столкновениях и способствовать экономии веса.

Некоторые западные компании трудятся над разработкой гибридного материала - пластмасса с вплетением стального кабеля. Этот недорогой материал будет использоваться при создании элементов кузова, внутренней отделки, бамперов. Такие сверхпрочные армированные суперпластмассы действительно обладают высокой прочностью, но пока что выглядят не очень красиво. Наверняка этот недостаток вскоре будет исправлен.

Зарядка от качения автомобиля.

Гибридные автомобили до сих пор не не так популярны, как заслуживают того. А все потому, что в мире есть такие вредные снобы, которые постоянно опосаются, что заряда батарей не достаточно для полноценной поездки. Заткнуть за пояс таких скептиков должна развивающая инфраструктура и увеличивающийся объем аккумуляторов. Ряд передовиков труда в автопромышленности, такие как Audi, BMW и Mazda трудятся на интересной разработкой - генератор для выработки электричества на аккумулятор, который приводится в движение от качения автомобиля при езде.

Электромоторы в ступицах.

В «лохматые» годы Фердинанд Порше уже подумывал о том, что электрический движок машины должен располагаться в ступицах, что значительно бы расширило пространство в автомобиле для пассажиров и аккумулятора. До сих пор эта идея витает в воздухе, но производители боятся располагать так моторы, потому что увеличение неподрессоренной массы может сказаться на управляемости и плавности при движении по пыльным и гравийным дорогам. Однако, фирма Protean Electric и Lotus Engineering проводит исследования, в рамках которых два идентичных автомобиля Lotus проверяются сотрудниками компании на маневренность и управляемость.

Один из них оборудован моторами в ступицах. По результатам тестов получается, что для среднестатистического водителя разница незаметна. Небольшие огрехи в управлении устраняются небольшими подстройками подвески. среднестатистический водитель не заметит снижения производительности связанной с дополнительной неподрессоренной массой, а должная дополнительная настройка поможет побороть большую часть побочных эффектов связанных с управляемостью.

Никель-цинковые батареи.

Современное городское интенсивное движение требует экономии топлива. Обычное дело сегодня - в пробке или на светофоре заглушить двигатель, чтобы не «коптить небо». Беда в том, что свинцово-кислотный аккумулятор под капотом не способен выдержать несколько агрессивных циклов «стоп-старт» - он быстро разряжается, если поездить вы не успели, а заводились несколько раз подряд. Данная проблема была решена еще в 1901 году, когда Томас Эдисон придумал никель-цинковый.

Такой аккумулятор не теряет разрядку так быстро, если вы вынуждены глушить и заводить мотор несколько раз подряд. Кроме того, такие аккумуляторы имеют больший срок службы. Современная компания Power Genix заявляет, что никель-цинковые батареи весят вполовину меньше при удвоенном времени работы. Кроме того - они более экологичны в плане утилизации.

Автомобилестроительная промышленность – одна из ключевых сфер мировой экономики. Ежегодные ассигнования на исследовательские изыскания и инновации в автомобилестроении превышают сотни миллиардов долларов. Количество рабочих мест в отрасли – свыше 14 млн, а суммарные активы составляют более 2 трлн долларов.

Несмотря на столь впечатляющие показатели, отрасль непрерывно испытывает затруднения и вынуждена оптимизироваться. Постоянные изменения и дополнения, касающиеся охраны окружающей среды, требуют апгрейда существующих моделей еще на стадии проектирования. Современный автомобиль должен основываться на принципиально новых разработках, отвечающих всем требованиям технического прогресса. Непрерывное развитие технологий во всех сферах жизни и компьютеризация многих процессов ориентируют производителей на создание высокоинтеллектуальных машин.

Особенности инноваций в сфере автомобилестроения

Среди задач, стоящих перед автомобилестроением сегодня, – соблюдение нормативов по защите окружающей среды. Российские и зарубежные производители ставят перед собой цель сократить выбросы и расход топлива вдвое. Для этого необходимо улучшить технические характеристики автомобилей в несколько раз по сравнению с прошлыми показателями: полумерами здесь не обойтись. Постепенное улучшение уже существующих моделей оказывается более трудо- и времязатратно и гораздо менее эффективно, нежели создание новых моделей с нуля.

Один из инновационных подходов в машиностроении – использование композитных и алюминиевых материалов при создании кузова, позволяющее поставщикам сокращать массу автомобиля на 25 %.

Популярность в автомобилестроении набирает разработка умных автомобилей. С каждым годом машины все больше похожи на персональные компьютеры на колесах. Речь идет не только о беспилотных вариантах автомобилей. Автопроизводители уверены, что идеальная современная машина обязана уметь все и быть максимально простой в управлении. Большинство инноваций применяется преимущественно для концепт-каров, но анализируя технологии, внедренные на этих устройствах, можно понять направление будущих разработок автомобилестроения.

Большой инновационный прорыв наблюдается в развитии геолокационных систем и методов компьютерного анализа: заметны явные улучшения автомобильных систем навигации и безопасности. Ведущие автопроизводители мира вкладывают огромные финансовые ресурсы в создание пользовательского интерфейса, с помощью которого водитель сможет управлять потоками информации, не отвлекаясь от вождения.

Эра программирования ведет к полной автономии транспортных средств, которая требует создания сложнейших кодов. Большой интерес вызывают вопросы безопасности в автомобилестроении. Протестированы и внедрены системы, которые отслеживают уровень стресса, а также степень усталости водителя. Предполагается, что с течением времени машина приобретет еще большие функциональные возможности, например, автоуправление, которое включится, если система почувствует угрозу безопасности водителя или движения.

Резюмируем: основные глобальные тенденции инновационных преобразований автомобилей заключаются в изменении конструкции машины, создании беспилотного и электрического транспорта, разработке мобильного сервиса, высокотехнологичном производстве.

Перечислим некоторые примеры инновационных изменений в автомобилестроении:

• Эволюция технологичности материалов;
• Модернизация двигателя;
• Безопасность;
• Соответствие нормам экологии;
• Повышение комфорта;
• Автоматизация процессов управления;
• Системы автопилотирования.

Что требуется для создания инновационных автомобилей с нуля

Симбиоз системы CAD (автоматизированное проектирование) и расчетов инженерного отдела

Интегрированное использование 2D- и 3D-технологий на этапе моделирования опытных образцов уменьшает сроки разработки. Объединение моделей и виртуализации помогает выявить характеристики будущих прототипов на начальном этапе автомобилестроения, сократить стоимость и сроки работ.

Моделирование

Интеграция систем регулирования программных приложений позволяет:

1. Снизить сложность,
2. Уменьшить финансовые потери,
3. Повысить эффективность установленного в автомобиле программного обеспечения.

Систематизация на всех этапах позволяет контролировать ход разработки от создания проекта до конца эксплуатационного процесса, осуществляет полный мониторинг недочетов.

Интеграция технологических процессов

Глобальные проекты требуют особого внимания, когда возникает необходимость внесения некоторых корректив и структурных изменений в инновационный проект. К примеру, на этапе конвейерной сборки при установке зеркал заднего вида предлагается множество вариантов деталей.

Они могут иметь разную комплектацию:

• С электрическим приводом,
• Ручным управлением,
• Электроподогревом,
• Обзором слепых зон и т. п.

Пошаговое исполнение автосборки для каждого варианта будет разным. Совмещение процессов разработки и регулирования обеспечивает контроль над производством и доступ к функционалу из единого меню. Это уменьшает сроки готовности изделия и дает гарантию корректности разработанной технологии в автомобилестроении. Интегрированное использование данных процессов позволит дать оценку технологичности узлов и агрегатов, а также выявить ошибки или погрешности на ранней стадии (брак или несоответствие деталей кузова). Благодаря этой опции возможно внесение изменений на этапе сборки автомобилей, что существенно упрощает производство.

Российский и зарубежный опыт инноваций

Ведущим инновационным трендом как в Российской Федерации, так и за рубежом является производство беспилотных моделей автотранспортных средств. Такие модели уже осуществляли тестовые поездки, а также грузопассажирские перевозки.

У компании Uber в сотрудничестве с Otto давно существуют варианты воплощения подобных перевозок. Плодотворное сотрудничество двух фирм вылилось в появление беспилотной модели грузовика и осуществление самоуправляемой грузопассажирской перевозки.

В некоторых городах Европы и в Гонконге запущена линия беспилотных автобусов. У них относительно маленькая скорость передвижения – 20 км/ч (в целях безопасности), которая компенсируется абсолютной безопасностью для природной среды.

Отечественные разработки связаны с российским брендом КамАЗ и компанией Volgabus, которые представили проекты российских грузовых беспилотников и автобусов. Камазовский проект может войти в серию в 2022 году и будет осуществлять грузоперевозки без водителей. Модель нового беспилотного автобуса от Volgabus должна в режиме онлайн анализировать дорожную ситуацию, проводить интеллектуальный процесс управления посредством специального программного обеспечения. Еще одно изобретение от указанной фирмы – автомобильная платформа беспилотного типа управления MatrЁshka, которая будет выпускаться в нескольких модификациях: открытое шасси, микроавтобусы, грузовики. По некоторым данным, прототипы успешно тестируются в инновационном центре «Сколково» и скоро начнут курсировать в московских парках и Сочи.

Несмотря на успехи зарубежных и отечественных производителей в автомобилестроении, эпоха беспилотных транспортных средств еще не наступила. Проблемы с безопасностью и надежностью пока не решены на 100 %, а свежие примеры неудачных опытов (вплоть до летальных исходов) замедляют процесс внедрения новых технологий в РФ и в мире.

Последний случай с электромобилем Tesla (амбициозный проект Илона Маска) – яркое тому подтверждение. Model S, находящаяся под управлением системы автопилотирования, попала под фуру на трассе, в результате чего водитель погиб. По результатам расследования было установлено, что ни водитель, ни автопилот не заметили приближающуюся машину. Этот инцидент стал первым случаем ДТП со смертельным исходом, когда автомобиль управлялся компьютером. Компания признала недоработки в системе автопилота, хотя подчеркнула, что будущее – за этой инновационной системой управления транспортным средством.

Современное автомобилестроение достигло небывалого уровня. Новейшие разработки поражают смелостью фантазии и мастерством воплощения, кажутся фантастическими. В скором времени станет известно, какие инновации обогатят автомобилестроение будущего.

Введение

.Карпьютер

.Автопилот

.GPS

.Парковочный радар

.Автосигнализация

.Иммобилайзер

Заключение

Введение

Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) - широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, а также создания данных, в том числе, с применением вычислительной техники.

В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ - это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

В постановлении Совета Министров Республики Беларусь даются такие определения понятий: информационная технология - совокупность процессов, методов осуществления поиска, получения, передачи, сбора, обработки, накопления, хранения, распространения и (или) предоставления информации, а также пользования информацией и защиты информации. Информационно-коммуникационная инфраструктура (ИКИ) - совокупность технических и программных средств, коммуникаций, персонала, технологий, стандартов и протоколов, обеспечивающих создание, передачу, обработку, использование, хранение, защиту и уничтожение информации. Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) - информационные процессы и методы работы с информацией, осуществляемые с применением средств телекоммуникаций и вычислительной техники

Информационные технологии используются почти везде. Здесь я опишу его использование в транспорте.

1. Карпьютер

Карпьютер или Онбордер (англ. carputer, англ. onboarder) (другие названия - онборд, автомобильный компьютер, car PC, компьютер) - аналог домашнего персонального компьютера, установленный в автомобиле и специально предназначенный для работы в машине. Онбордеры используются для автонавигации, соединения с интернетом, развлечения. Возможности онбордера объединяют функциональность традиционных устройств узкого назначения (автомагнитол, навигаторов, DVD-плееров) с возможностями персонального компьютера.

Основные сведения

Основным преимуществом автомобильного компьютера является функциональность. С использованием автомобильного компьютера отпадает необходимость в отдельной установке навигатора, парктроника, телевизора, DVD. Каждое из этих полезных устройств требует отдельное место для установки и управляется отдельно…

В автомобильном компьютере чаще всего управление организовано через сенсорный жидкокристаллический монитор (размеры от 7" до 15" по диагонали). Мониторы могут быть моторизированные и ручные, встраиваемые в консоль, имеют монтажные размеры 1\2DIN,1DIN или 2DIN, встраиваемые в крышу, отдельно стоящие(съемные). Для разных марок автомашин есть мониторы, встраиваемые в торпеду и полости.

Кроме ставших уже стандартными автомобильных функций - (телевизор, GPS, DVD) - автомобильный компьютер позволяет использовать в дороге интернет и электронную почту, диагностирует электронику автомобиля, производит видеозапись дорожной ситуации, а также имеет множество других полезных функций. Автомобильный компьютер позволяет управлять режимами GPS - оперативно менять карты, использовать как векторные, так и растровые карты.

Использование интернета позволяет отслеживать пробки на дорогах, слушать интернет-радио, просматривать видеоконференции, искать необходимую информацию вдали от дома или офиса. Автомобильный компьютер выполняет функцию антирадара (или подключается к имеющемуся).

Громкая связь и дорожная рация, управление звуковыми сигналами и парктроник - все это в одном устройстве

Для любителей быстрой езды на автомагистралях и частых поездок по многокилометровым пробкам автомобильный компьютер может иметь функцию управления инжектором. Можно в режиме реального времени делать мощнее или, наоборот, уменьшать мощность автомобиля для понижения расхода топлива и реализации более плавного начала движения (для пробок) у мощных двигателей. Для этого понадобится кабель (OBD-II, VAG-com и другие) для подключения процессора инжектора к автомобильному компьютеру и соответствующий софт.

История

История автомобильных компьютеров началась в 1981 году, когда компания IBM разработала первый бортовой компьютер для автомобилей BMW. Через 16 лет появился Apollo - прототип первого автомобильного компьютера, созданный корпорацией Microsoft, который так и остался прототипом. В 2000 году американская компания Tracer создала и протестировала первый штатный онбордер, и наладила серийное производство.

Помимо онбордеров Tracer, большой популярностью на российском рынке пользуется двухдиновый онбордер 2DIN Tracer CarPC. Существуют также китайские решения.

2. Автопилот

Автопилот - устройство или программно-аппаратный комплекс, ведущий транспортное средство по определённой траектории. Наиболее часто автопилоты применяются для управления летательными аппаратами, в связи с тем, что полёт происходит обычно в пространстве, не содержащем большого количества препятствий, а также для управления транспортными средствами, движущимися по рельсовым путям. Современный автопилот позволяет автоматизировать все этапы полёта или движения другого транспортного средства.

В авиации более глубокое развитие автоматизации полёта получили системы автоматического управления (САУ, БСУ или АБСУ), и как более сложные структурированные комплексы - НПК, ПНК, ПрНК и т. п. САУ позволяет, помимо стабилизации самолёта в пространстве и на маршруте, также реализовать программное управление на различных этапах полёта. Наиболее сложные САУ берут на себя значительную часть функций по управлению самолётом в «штурвальном режиме», делая управление для лётчика лёгким и единообразным, парируя болтанку, предотвращая сносы, скольжения, выходы на критические режимы полёта и даже запрещая или игнорируя некоторые действия лётчика. В автоматических режимах САУ ведёт самолёт по заданному маршруту (или реализует более сложную подпрограмму боевого применения), используя пилотажно-навигационную информацию от группы собственных датчиков, самолётных систем, наземных радионавигационных средств или даже выполняя команды бортового оборудования соседнего самолёта (некоторые боевые ЛА могут работать в паре или группой, постоянно обмениваясь тактической информацией по радиоканалам, вырабатывая тактику совместных действий и выполняют полётное задание в автоматическом (чаще полуавтоматическом) режиме. Подсистема траекторного управления позволяет выполнять заход на посадку с высокой точностью без вмешательства экипажа. В качестве управляющих органов уже давно стараются не применять рулевые машины, включённые в проводку управления, а используют прямое управление рулевыми агрегатами, подмешивая управляющие сигналы от САУ в сигналы от штурвала (или РУС). Для создания лётчику привычных усилий на органах управления применяется довольно сложная электромеханическая система имитации загрузки. В последнее время от этой практики постепенно отходят, резонно считая, что как не имитируй, всё равно большая часть процесса управления ВС автоматизирована. Всё чаще в кабинах современных самолётов применяются боковые ручки управления типа «сайдстик».

Основной проблемой при построении автопилотов (АП) и автоматических систем управления является безопасность полёта. В простейших авиационных автопилотах предусматривается быстрое отключение автопилота лётчиком при нарушениях его нормальной работы, возможность «пересиливания» рулевых машин ручным управлением, механическое отключение рулевых машин от проводки управления. Системы автоматического управления изначально проектируются с расчётом на отказы с сохранением основных функций работы и предусматривается комплекс мер для повышения безопасности полёта. САУ проектируются многоканальными, то есть параллельно работают два, три и даже четыре абсолютно одинаковых канала управления на общий рулевой привод (РП) и отказ одного-двух каналов никак не влияет на общую работоспособность системы. Система контроля (СК) постоянно отслеживает соответствие входных сигналов, прохождение сигналов по цепям и выполняет непрерывный контроль выходных параметров САУ в течение всего полёта, как правило, по методу кворумирования (голосование большинством) или сравнения с эталоном, и в случае возникновения какого либо отказа система самостоятельно принимает решение на возможность дальнейшей работы режима, его переключения на резервный канал, дублирующий режим или передачи управления лётчику. Хорошим методом общего контроля исправности САУ считается предполётный тест-контроль, методом «прогона» пошаговой программы, подающей стимулирующие имитационные сигналы в различные входные цепи системы, что вызывает фактические отклонения рулевых и управляющих поверхностей самолёта в различных режимах работы.

Понятие «автопилоты» (иногда в жаргонной форме) включают в себя, помимо классического авиационного автопилота, также и системы автоматического пилотирования, вождения или управления всевозможными шагающими, колесными, плавающими или крылатыми машинами (роботами), и развивающиеся системы автоматического управления автомобилей в условиях шоссе. Примером канала автоматического управления автомобилем может служить система стабилизации текущей скорости движения, известная как «круиз-контроль» («автоспид», «автодрайв»)

(англ. Global Positioning System) (читается Джи Пи Эс) - обеспечивающие измерение времени и расстояния навигационные спутники; глобальная система позиционирования) - спутниковая система навигации, часто именуемая GPS. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.

Основной принцип использования системы - определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами - спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника, используются сигналы как минимум с четырёх спутников.

История

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером, наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. В 1973 году была инициирована программа DNSS, позже переименованная в Navstar-GPS и затем в GPS. Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., таким образом, GPS встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле.

Первоначально GPS - глобальная система позиционирования, разрабатывалась как чисто военный проект. Но после того, как в 1983 году был сбит вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза самолёт Корейских Авиалиний с 269 пассажирами на борту, президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей. Во избежание применения системы для военных нужд точность была уменьшена специальным алгоритмом.

Затем появилась информация о том, что некоторые компании расшифровали алгоритм уменьшения точности на частоте L1 и с успехом компенсируют эту составляющую ошибки. В 2000 г. это загрубление точности было отменено указом президента США.

Основой системы являются навигационные спутники, движущиеся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), радиусом примерно 20180 км. Спутники излучают открытые для использования сигналы в диапазонах: L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц (начиная с Блока IIR-M), а модели IIF будут излучать также на L5=1176,45 МГц. Навигационная информация может быть принята антенной (обычно в условиях прямой видимости спутников) и обработана при помощи GPS-приёмника.

Сигнал с кодом стандартной точности (C/A код - модуляция BPSK(1)), передаваемый в диапазоне L1 (и сигнал L2C (модуляция BPSK) в диапазоне L2 начиная с аппаратов IIR-M), распространяется без ограничений на использование. Первоначально используемое на L1 искусственное загрубление сигнала (режим селективного доступа - SA) с мая 2000 года отключён. С 2007 года США окончательно отказались от методики искусственного загрубления. Планируется с запуском аппаратов Блок III введение нового сигнала L1C (модуляция BOC(1,1)) в диапазоне L1. Он будет иметь обратную совместимость, улучшенную возможность прослеживания пути и в большей степени совместим с сигналами Galileo L1.

Для военных пользователей дополнительно доступны сигналы в диапазонах L1/L2, модулированные помехоустойчивым криптоустойчивым P(Y) кодом (модуляция BPSK(10)). Начиная с аппаратов IIR-M введён в эксплуатацию новый М-код (используется модуляция BOC(15,10)). Использование М-кода позволяет обеспечить функционирование системы в рамках концепции Navwar (навигационная война). М-код передается на существующих частотах L1 и L2. Данный сигнал обладает повышенной помехоустойчивостью, и его достаточно для определения точных координат (в случае с P-кодом было необходимо получение и кода C/A). Еще одной особенностью M-кода станет возможность его передачи для конкретной области диаметром в несколько сотен километров, где мощность сигнала будет выше на 20 децибел. Обычный сигнал М уже доступен в спутниках IIR-M, а узконаправленный будет доступен только при помощи спутников GPS-III.запуском спутника блока IIF введена новая частота L5 (1176.45 МГц). Этот сигнал также называют safety of life (охрана жизни человека). Сигнал на частоте L5 мощнее на 3 децибела, чем гражданский сигнал, и имеет полосу пропускания в 10 раз шире. Сигнал смогут использовать в критических ситуациях, связанных с угрозой для жизни человека. Полноценно сигнал будет использоваться после 2014 года.

спутника обеспечивают 100 % работоспособность системы в любой точке земного шара, но не всегда могут обеспечить уверенный приём и хороший расчёт позиции. Поэтому, для увеличения точности позиционирования и резерва на случай сбоев, общее число спутников на орбите поддерживается в большем количестве.

Наземные станции контроля космического сегмента

Слежение за орбитальной группировкой осуществляется с главной контрольной станции, расположенной на авиабазе ВВС США Schriever, штат Колорадо, США и с помощью 10 станций слежения, из них три станции способны посылать на спутники корректировочные данные в виде радиосигналов с частотой 2000-4000 МГц. Спутники последнего поколения распределяют полученные данные среди других спутников.

Применение GPS

Несмотря на то, что изначально проект GPS был направлен на военные цели, сегодня GPS всё чаще используются в гражданских целях. GPS-приёмники продают во многих магазинах, торгующих электроникой, их встраивают в мобильные телефоны, смартфоны, КПК и онбордеры. Потребителям также предлагаются различные устройства и программные продукты, позволяющие видеть своё местонахождение на электронной карте; имеющие возможность прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже пробок; искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие объекты инфраструктуры.

·Геодезия: с помощью GPS определяются точные координаты точек и границы земельных участков

·Картография: GPS используется в гражданской и военной картографии

·Навигация: с применением GPS осуществляется как морская так и дорожная навигация

·Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью GPS ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением

·Сотовая связь: первые мобильные телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах, например США это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911. В России в 2010 году начата реализация аналогичного проекта - Эра-глонасс.

·Тектоника, Тектоника плит: с помощью GPS ведутся наблюдения движений и колебаний плит

·Активный отдых: есть разные игры, где применяется GPS, например, Геокэшинг и др.

·Геотегинг: информация, например фотографии "привязываются" к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам

Точность

Типичная точность современных GPS-приёмников в горизонтальной плоскости составляет примерно 10-12 метров при хорошей видимости спутников. На территории США и Канады имеются станции WAAS, передающие поправки для дифференциального режима, что позволяет снизить погрешность до 1-2 метров на территории этих стран. При использовании более сложных дифференциальных режимов, точность определения координат можно довести до 10 см. К сожалению, точность любой СНС сильно зависит от открытости пространства, от высоты используемых спутников над горизонтом.

Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника, или приходить со значительными искажениями или задержками. Например, практически невозможно определить своё точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле. Так как рабочая частота GPS лежит в дециметровом диапазоне радиоволн, уровень приёма сигнала от спутников может серьёзно ухудшиться под плотной листвой деревьев или из-за очень большой облачности. Нормальному приёму сигналов GPS могут повредить помехи от многих наземных радиоисточников, а также от магнитных бурь.

Невысокое наклонение орбит GPS (примерно 55) серьёзно ухудшает точность в приполярных районах Земли, так как спутники GPS невысоко поднимаются над горизонтом.

Существенной особенностью GPS считается полная зависимость условий получения сигнала от министерства обороны США. Так, например, во время боевых действий в Ираке, гражданский сектор GPS был отключён.

Теперь Министерство обороны США решило начать полное обновление системы GPS. Оно было запланировано достаточно давно, но начать реализовывать этот проект удалось только сейчас. В ходе обновления старые спутники заменят на новые, которые разработаны и произведены компаниями Lockheed Martin и Boeing. Утверждается, что они смогут обеспечивать точность позиционирования с погрешностью 0,5 метра.

Конечно, реализация данной программы займёт некоторое время. В Министерстве обороны США утверждают, что полностью завершить обновление системы удастся только через 10 лет. Интересно, что количество спутников изменено не будет: их по-прежнему будет 30 - 24 работающих и 6 резервных.

4. Парковочный радар

Парковочный радар, также известный как, Акустическая Парковочная Система (АПС), парктроник или Ультразвуковой датчик парковки - вспомогательная парковочная система, устанавливаемая на некоторых автомобилях. Слово радар в названии является, строго говоря, некорректным, так как устройство использует не радио-, а звуковые волны. Таким образом, корректно называть подобные устройства не радарами, а сонарами.

Система использует ультразвуковые датчики, врезанные в переднем и заднем бамперах для измерения дистанции к ближайшим объектам. Система издаёт прерывистый предупреждающий звук (и, в некоторых вариантах исполнения, отображает информацию о дистанции на ЖК дисплее, встроенном в приборную панель, в зеркало заднего вида и т. п.) для индикации того, как далеко находится машина от препятствия.

Когда расстояние до препятствия сокращается, предупреждающий сигнал увеличивает частоту. Первые звуки он издаёт при приближении к препятствию на 1-2 метра, а при опасном сближении с препятствием (10-40 см, в зависимости от модели) звуковой сигнал становится непрерывным. В некоторых моделях cистема может быть отключена, например, для использования на бездорожье. Как правило, система автоматически включается вместе с задней передачей (например, электропитание может подаваться от цепи фонаря заднего хода).

В России парковочные радары впервые стали известны под торговой маркой Парктроник (англ. Parktronic), так называется парковочная система на автомобилях Mercedes-Benz. В связи с этим в разговорном русском языке словом «парктроник» стали обозначать парковочные радары любых производителей. Другие марки используют иные названия: BMW и Audi на немецком называют систему просто «помощью при парковке» - Parkassistent. Audi также использует сокращение APS, которое расшифровывается как Audi Parkassistenzsysteme на немецком или Audi parking system на английском.

Существует множество разновидностей парковочных систем, различающихся, в основном, количеством и расположением ультразвуковых датчиков-излучателей. Самые простые системы используют два датчика, устанавливаемые на задний бампер автомобиля. Система активируется при включении водителем передачи заднего хода. Наиболее распространены аналогичные системы использующие 4 датчика, расположенные на заднем бампере на расстоянии 30-40 см друг от друга. Такое расположение датчиков позволяет исключить появление «мёртвых зон». В более сложных системах 2 или 4 датчика устанавливаются на передний бампер. Система предупреждает о приближении к препятствию при нажатии на педаль тормоза. Исключительные системы могут использовать большее количество датчиков, а также датчики, расположенные по бокам автомобиля.

Принцип действия

В состав системы входят:

.электронный блок

.ультразвуковые датчики-излучатели

.устройства индикации (ЖК-дисплей) и звукового оповещения (зуммер)

Система работает по принципу эхолота. Датчик-излучатель генерирует ультразвуковой (порядка 40 кГц) импульс и затем воспринимает отражённый окружающими объектами сигнал. Электронный блок измеряет время, прошедшее между излучением и приёмом отражённого сигнала, и, принимая скорость звука в воздухе за константу, вычисляет расстояние до объекта. Таким образом поочерёдно опрашиваются несколько датчиков и на основании полученных сведений выводится информация на устройство индикации и, при необходимости, подаются предупреждающие сигналы с использованием устройства звукового оповещения.

Применение

Несколько лет назад парковочные радары устанавливались лишь на некоторые комплектации дорогих автомобилей, таких как Ауди, БМВ, Мерседес-Бенц. Сейчас, когда компоненты системы стали более доступными, парковочные радары штатно устанавливаются различными производителями в том числе и бюджетных машин. В России завод АвтоВАЗ устанавливает штатно парковочный радар на автомобили Лада Приора в комплектации Люкс. Практически на любой автомобиль, на котором парковочный радар отсутствует штатно, его можно установить в качестве дополнительной опции. Автолюбители, имеющие некоторые навыки по ремонту и обслуживанию автомобилей, купив комплект для установки в магазине, могут также самостоятельно установить подобную систему на свой автомобиль.

Особенности использования

Хотя система призвана помогать автолюбителю, полностью полагаться на неё нельзя. Независимо от наличия системы, водитель обязан визуально проверять отсутствие каких-либо препятствий перед началом движения в любом направлении. Некоторые объекты не могут быть обнаружены парковочным радаром в силу физических принципов работы, а некоторые - могут вызвать ложные срабатывания системы.

Парковочный радар может выдавать ложные сигналы в следующих случаях:

.Наличие льда, снега или других загрязнений на датчике.

.Нахождение на дороге с неровной поверхностью, грунтовым покрытием, с уклоном.

.Движение по пересеченной местности.

.Наличие источников повышенного шума в пределах радиуса действия датчика.

.Работа в условиях сильного дождя или снегопада.

.Работа радиопередающих устройств в пределах радиуса действия датчика.

.Буксирование прицепа.

.Парковка в стесненных условиях (эффект эха).

Система может не среагировать на следующие предметы:

.Острые или тонкие предметы, например, цепи, тросы, тонкие столбики.

.Предметы, поглощающие ультразвуковое излучение (одежда, пористые материалы, снег).

.Предметы высотой менее 1 метра.

.Объекты, отражающие звук в сторону от датчиков.

.Система не может обнаружить провалы в асфальте, открытые колодцы, разбросанные мелкие острые предметы и прочие опасные объекты, находящиеся вне поля зрения датчиков.

5. Автосигнализация

акустический автомобиль навигация парковочный

Автосигнализация - электронное устройство, установленное в автомобиль, предназначенное для его защиты от угона, кражи компонентов данного транспортного средства или других вещей, находящихся в автомобиле.

Устройство

Состоит, как правило, из основного блока, приемо-передатчика (антенны), брелока, датчика удара, сервисной кнопки и индикатора в виде светодиода. Автосигнализации бывают с обратной связью, то есть брелок-пейджер информирует о состоянии автомобиля.

Защита от угона

Автосигнализация не даёт 100 % гарантии от угона, однако существенно снижает привлекательность у мелких угонщиков. К некоторым моделям автосигнализаций возможно подключение GSM/GPRS модуля, с возможностью управления функциями сигнализации с сотового телефона путём отправки SMS.

Диалоговый код

Диалоговый код - специальный способ кодозащищённости автосигнализаций. Использует для идентификации брелока широко известную в криптографии технологию аутентификации через незащищённый канал.

Получив сигнал, система убеждается, что он послан со «своего» брелока, причем это происходит не однократно, а в диалоге. В ответ на первый сигнал система посылает на брелок запрос в виде случайного числа, который обрабатывается брелоком по специальному алгоритму и отсылается обратно. Сигнализация обрабатывает свою посылку по тому же алгоритму, сравнивая полученный ответ со своими данными. Если они совпадают, команда выполняется, а на брелок отправляется подтверждение.

Диалоговым кодом обеспечивается дополнительная защита от электронного взлома.

Для взламывания автосигнализии угонщиками используется кодграббер - устройство, которое копирует коды большинства существующих автосигнализаций. Тем самым взламывает их. В Интернете существуют чёрные списки автосигнализаций, которые вскрываются кодграббером. В сети кодграббер можно купить за 100 тысяч рублей. Он продается для тестирования сигнализаций в автосервисах и страховых компаниях. Схему и описание по сборке кодграббера, можно скачать с тематических ресурсов.

Прочие функции

Также сигнализации бывают с автозапуском. На некоторых моделях предусмотрен автозапуск по факту падения температуры подкапотного пространства до определённого уровня и (или) с определённым интервалом времени.

. Иммобилайзер

Иммобилайзер (от англ. immobiliser - «обездвиживатель»)

Автомобильный иммобилайзер - устройство, лишающее автомобиль подвижности. Главная задача иммобилайзера - разорвать одну или несколько жизненно важных для работы машины электрических цепей и таким образом воспрепятствовать угону.

Принцип работы иммобилайзера заключается в отказе соединения электрических цепей автомобиля в наиболее значительных местах - в тех, что отвечают за соединение электроцепей стартера, зажигания, двигателя. Благодаря этому автомобиль гарантированно останется на месте стоянки даже при проникновении внутрь злоумышленников. При использовании дополнительных устройств, например электромагнитных клапанов, возможна блокировка работы неэлектрических систем.

Включение и выключение иммобилайзера должно быть доступно только хозяину автомобиля. Как правило, для этой цели используется электронный кодовый ключ. Менее распространены модели с ручным набором кода. Перед тем как завести машину, владелец должен вставить кодовый ключ в специальное гнездо и выключить иммобилайзер. В системах с ручным набором кода для того, чтобы выключить иммобилайзер необходимо ввести установленный владельцем код.

Также важной особенностью иммобилайзера является то, что при его разрушении или несанкционированном отключении системы автомобиля остаются блокированными.

Все типы иммобилайзеров имеют функцию автоматической постановки на охрану по истечении некоторого срока, во время которого не производилось каких-либо действий владельцем. Это значительно снижает возможность угона в короткие промежутки времени, когда хозяин автомобиля отошел куда-либо, не поставив машину на охрану.

Иммобилайзер (стандартный) состоит из трех основных частей. Это:

.Блок управления. Блок управления является центром, из которого поступают сигналы о необходимости активизации всей системы.

.Электромагнитные реле. С помощью электромагнитных реле осуществляется собственно разрыв последовательности соединения электрических цепей проводки при несанкционированном проникновении в автомобиль.

.Ключ, который находится у владельца автомобиля. Блок управления распознает только ключ хозяина, и только владелец авто может осуществить его завод.

Таким образом, отличия между различными типами иммобилайзеров состоят в способе взаимодействия этих стандартных элементов системы иммобилайзера, например, в способе связи управляющего блока с электроцепями автомобиля и ключом.

Заключение

Информационные технологии широко входят в нашу жизнь а транспорт не стал исключением. Возможно в скором будущем электроника заменит все механические части автомобиля. И будут работать без участия водителя.

Список использованной литературы

1.Боднер В. А., Теория автоматического управления полётом, М., 1964.

.Справочник по авиационному оборудованию (АиРЭО)

.Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцев Н.В. и др.; под ред. Шебшаевича В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. - 2-е изд., перераб. и доп.. - М.: Радио и связь, 1993. - 408 с. - ISBN 5-256-00174-4

.Козловский Е. Искусство позиционирования // Вокруг света. - М.: 2006. - № 12 (2795). - С. 204-280.

.Синельников А. X. Электроника в автомобиле Синельников А. X. 1986

.А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей.

Raspberri Pi стала любимой технологией фанатов самодельных штук. Это небольшой компьютер, который стоит около 35 баксов и был разработан специально для того, чтобы учить детей программированию. Его плюсы в том, что он дешевый и универсальный. Его минусы (для некоторых) в том, что для того, чтобы сделать хоть что-то с Raspberri Pi, его нужно запрограммировать.

Этот компьютер мог бы быть полезным в качестве крошечной бортовой системы для автомобиля. Он мог бы проводить диагностику данных и собирать статистику производительности для более эффективного ремонта и модернизации. Диагностический компьютер в автомобиле - далеко не новая идея. Когда-то люди просто делали это при помощи ноутбуков. Подобные вычисления в виде Raspberri Pi тоже не несут ничего нового, но у них есть ряд плюсов: эта технология стоит копейки, умещается в кулаке и может улучшаться. У миниатюрных недорогих компьютеров есть мощный потенциал для роста вглубь салона автомобиля.

Новые технологии кузова

Новые технологии, в частности метод строительства автомобилей, означают то, что автомастерским понадобится обновление их техники и оборудования. Конкретной проблемой является рост использования алюминия в дизайне автомобилей. Алюминиевые кузовные панели некогда были привилегией только самых высокопроизводительных автомобилей; но, как и ожидалось, это меняется, и производители, тот же Ford, по слухам, собираются клепать автомобили с алюминиевыми кузовами. Не в последнюю очередь из-за того, что этот материал - легкий и прочный, а значит, поможет соблюдать требования по выбросу выхлопных газов и безопасности.

Опытные техники привыкли работать на стальных автомобилях, и работа с алюминием потребует полного пересмотра стратегии. Алюминиевые панели нельзя будет просто поправить, как их стальные аналоги, их придется заменять, что потребует специальных инструментов и оборудования. Эти изменения могут увеличить стоимость ремонта автомобилей, но есть и свои плюсы. Поскольку автомобили будут умнее и прочнее, они будут и дольше функционировать. Кроме того, новые технологии безопасности вроде камер заднего обзора и систем предупреждения столкновения означают, что автомобили будут менее аварийными, а аварии - менее серьезными.

Беспроводная передача данных

Пока автомобили обзаводятся Wi-Fi-точками, производители ищут полезные пути применения этой технологии. Беспроводное обновление программного обеспечения исправило бы текущие проблемы, наладило бы оценку пробега и смогло бы указать на проблемы безопасности и производительности. Как правило, бортовое программное обеспечение обновляется только у дилеров, но это не очень удобно. Есть и другие проблемы - в начале 2014 года у нескольких миллионов Toyota возникли проблемы с антиблокировочной системой, что потребовало срочного обновления.

Планирует навести порядок со своими электромобилями, которые можно будет обновить беспроводным путем прямо из дома, по аналогии со смартфоном или компьютером. Конечно, основной проблемой будет безопасность такого беспроводного подключения, потому что оно взламывается. Не секрет, что большинство автопроизводителей не планирует рисковать так, как Tesla, но если технология беспроводной связи с автомобилем хорошо себя зарекомендует, уже завтра она станет привычной опцией.

Дополненная реальность

Новые автомобили оснащаются сложной, а иногда и опасной (для инженеров-автомехаников) электроникой или гибридной трансмиссией, компьютеризированными компонентами, модернизированными системами безопасности, а также сетью датчиков, которые контролируют каждый сантиметр. Эти дорогие компоненты, безусловно, меняют процесс починки автомобилей. Но на носу еще большие изменения.

Очень скоро может изменить сам принцип работы с автомобилем - достаточно будет надеть Google Glass, которые отобразят всю возможную информацию о нем; запустить компьютер, который будет сопровождать механика в процессе ремонта; приложение, которое поможет технику визуально очертить рабочую зону. Volkswagen одной из первых хочет опробовать подобную технологию и представила интерфейс MARTA для грядущего VW XL1.

MARTA (мобильный технический ассистент дополненной реальности) поможет технику сэкономить ценное время, изучая все аспекты необычного автомобиля, и, как надеется Volkswagen, может улучшить безопасность работы. Ученые говорят, что однажды приложения дополненной реальности для пользователей помогут им самостоятельно ремонтировать свои автомобили. Они даже могут заменить привычные буклеты описания изделия.

3D-печать

3D-печать уже существует и практикуется, но большая часть ее потенциала до сих пор не исследована. 3D-печать использует компьютеры и другие компьютеризированные компоненты для воссоздания существующего объекта либо же создания совершенно нового объекта по конструкции пользователя. Это может быть особенно полезно для ремонта старых автомобилей, когда техники столкнутся с отсутствием определенных деталей - достаточно будет взять сломанную вещь, отсканировать ее и распечатать новую. И хотя впервые о такой возможности заговорили еще в 2009 году, 3D-печать до сих пор остается привилегией богатых людей.

Большинство качественных систем 3D-печати стоят очень много денег, их сложно использовать, и они занимают много места. Другими словами, промышленным 3D-принтерам придется проделать длинный путь в авторемонтные мастерские. Зато потом каждый сможет использовать их возможности для быстрого восстановления поврежденных или потерянных деталей. Делать игрушки - это одно, но ставки растут, если речь идет о тормозных суппортах.

Хотите, чтобы в вашем автомобиле кнопка открывания багажника была перенесена из неудобного места под руку, а сиденье двигалось вперед еще на пару сантиметров?

Раньше такое было невозможно - автозаводы очень долго реагировали на желания покупателей. А то и не обращали внимания на просьбы, так как для их выполнения пришлось бы перестраивать весь рабочий процесс.

Однако конструирование машин под индивидуальные потребности заказчиков уже не вчерашний, а сегодняшний день. В автомобильной промышленности все активнее применяется компьютерное моделирование и виртуальные испытания вместо бумажного проектирования и создания физических прототипов, все - от отдельной детали до автомобиля в целом - создается на экране монитора.

Корреспондент "Российской газеты" на собственном опыте убедился в том, что за новыми технологиями для управления жизненным циклом изделия - будущее. И оно уже здесь. Производство гоночных машин для Формулы 1 - один из ярких примеров использования цифровых технологий в автопроме.

Штаб-квартира Red Bull Racing расположена в небольшом английском городке Милтон-Кейнс, где в нескольких корпусах сосредоточены проектный офис, испытательные стенды и производство деталей для болидов.

Снимать на заводе, кстати говоря, было нельзя - многие технологии секретны и даже во время экскурсии скрыты за зеркальными окнами офисных помещений. Даже двери открываются с помощью сканера отпечатков пальцев. Зато можно было спрашивать!

И узнать, например, что в команде работает 700 человек. Что в этом сезоне почти каждые две недели на гонку отправляется около 60 человек и 40 тонн груза. Каждый год, по сути, создается новый болид. Он состоит из 7000 уникальных деталей, при этом за сезон разрабатывается и вносится до 30000 изменений конструкции, а от идеи до рабочего экземпляра проходит всего 5 месяцев.

Сразу возникает вопрос - каким образом достигается такая оперативность? И вот тут как раз наступает время поговорить о цифровом производстве. Например - покраска. Знаете ли вы, что нанесение надписей на корпус болида приводит к тому, что он становится менее обтекаемым, возникают микрозавихрения воздуха, которые снижают скорость и увеличивают расход топлива? Так вот - есть технологии, позволяющие и надпись сделать и "заполировать" ее так, что даже лишнего грамма бензина не израсходуется. И еще один нюанс, связанный с покраской - специалисты Red Bull Racing с помощью программных продуктов Siemens, например, выяснили, что матовая или глянцевая покраска болида, как говорится, на скорость не влияют.

"Старые произведенные процессы недостаточно эффективны, они не справляются с растущей сложностью изделия, и его персонификацией под индивидуальные требования заказчика", - говорит Ян Ларссон, директор направления отраслевого и продуктового маркетинга компании Siemens PLM Software. И продолжает: для этого необходимо сначала создать цифровую модель изделия - от болта до конечного изделия - машины. Нужно организовать процесс сбора отзывов покупателей и оперативной обратной связи с ними.

И в целом использование программных продуктов цифрового производства не так уж и дорого. "Для предприятия малого бизнеса стоимость не превысит нескольких тысяч долларов. Конечно, внедрение цифровых технологий на крупном производстве обойдется дороже, но выигрыш - в повышении его эффективности, реакции на необходимые изменения покроет все затраты", - рассказал Ян Ларссон.

В разговоре с корреспондентом "РГ" он конкретизировал: многие российские предприятия, выпускающие сложную наукоемкую продукцию, активно используют цифровые технологии. В их числе предприятия авиастроения, энергетического машиностроения, автомобилестроения.

При этом параллельная коллективная работа конструкторов и технологов в виртуальной среде позволяет разрабатывать управляющие программы одновременно с тем, как идет проектирование детали. Это максимально сокращает сроки изготовления.

И позволяет быстро внедрять совершенно новые технологии, которые пока работают в автоспорте, но вполне возможно - скоро окажутся и на классических автомобильных производствах.