Удосконалення методів і алгоритмів інформаційного забезпечення диспетчерських центрів управління наземним транспортом

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота зорієнтована у світовому напрямку досліджень в галузі телематики і застосування прогресивних інформаційно-телекомунікаційних технологій на транспорті. Результати від реалізації розробок даної роботи узгоджуються з концепцією створення Національної радіонавігаційної системи підвищеної надійності, сприяють виконанню положень Радіонавігаційного плану України та широкому впровадженню прогресивних інформаційних технологій на наземному транспорті. Дисертаційна робота виконана в рамках наступних науково-дослідних робіт: держбюджетна НДР "Раціональна організація автомобільних перевезень із застосуванням технологій систем супутникової навігації і зв’язку" (шифр за номером державної реєстрації 0103U003386, 2003−2005 рр.), держбюджетна НДР "Методи і алгоритми просторово-часової обробки навігаційної інформації у системах супутникового моніторингу і управління транспортними засобами" (шифр за номером державної реєстрації 0106U002143, 2005-2007 рр.) та НДР "Розробка методів, моделей і стратегій розвитку виробництва на базі інвестиційної діяльності" (шифр за номером державної реєстрації 0101U002017, 2003-2005 рр.), які виконувались на кафедрі транспортного права, системного аналізу і логістики Національного транспортного університету. 

Перевірка розроблених методів проводилася з використанням експериментальних даних, одержаних в держбюджетній НДР "Методи і алгоритми просторово-часової обробки навігаційної інформації у системах супутникового моніторингу і управління транспортними засобами" (шифр за номером державної реєстрації 0106U002143, 2005-2007 рр.).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є удосконалення методів і алгоритмів просторово-часової обробки інформації в АСМДУ НТ, які завдяки їх програмній реалізації в диспетчерських центрах дозволять з прийнятними витратами покращити якість інформаційного забезпечення системи.

Поставлена мета досягається шляхом вирішення таких основних задач дослідження:

1) Проведення аналізу і надання рекомендацій щодо застосування існуючих телекомунікаційно-навігаційних засобів й методів інформаційного забезпечення АСМДУ НТ з урахуванням вимог наземних споживачів інформації;

2) Обґрунтування критеріїв і моделей вибору інформативних параметрів багатопозиційних радіонавігаційних систем та комплексів;

3) Моделювання процесів просторово-часової обробки координатної інформації з використанням удосконалених методів навігаційних визначень;

4) Розробка алгоритмів просторово-часової обробки інформації в АСМДУ НТ та їх реалізація на прикладі апаратно-програмного комплексу супутникової навігації.

Об’єкт дослідження дисертаційної роботи – інформаційне забезпечення АСМДУ НТ. 

Предмет дослідження – процеси і методи обробки інформації в АСМДУ НТ.

Методи дослідження. Для розв'язання поставлених задач використовувалися методи математичного моделювання, зокрема аналітико-статистичне моделювання процесів навігаційних визначень з використанням ГНСС, апарат теорії імовірності, методи статистичного аналізу і обробки інформації з використанням комп’ютерної техніки та сучасних програмних засобів.

Наукова новизна результатів дисертаційної роботи полягає у наступному:

1) Вперше обґрунтовано узагальнену аналітико-імовірнісну модель вибору інформативних груп навігаційних параметрів підсистем БРНС з урахуванням геометричних умов навігаційних визначень, яка дозволяє проводити оцінку полів точності навігаційних визначень в АСМДУ НТ;

2) Вперше обґрунтовано застосування в АСМДУ НТ методу структурної селекції і захисту каналів передачі інформації, що базується на імовірнісному розподілі часових інтервалів передачі навігаційних повідомлень між апаратурою АТЗ і ДЦ та запобігає несанкціонованому доступу до цієї інформації;

3) Удосконалено метод диференційних визначень навігаційних параметрів шляхом застосування відносних вимірів, що дозволяє знизити сильнокорельовані складові погрішностей навігаційних визначень з використанням ГССН, і на відміну від існуючих методів диференційної корекції потребує менших витрат на реалізацію;

4) Удосконалено метод імовірнісно-геометричної обробки навігаційної інформації шляхом введення процедур порівняння і мінімізації форматів погрішностей навігаційних визначень та його адоптації до використання в АСМДУ НТ, що надало можливість знизити рівень слабокорельованих складових погрішностей навігаційних визначень.

Практичне значення отриманих результатів. Переважна більшість наукових розробок і результатів досліджень, виконаних здобувачем може бути використана безпосередньо на автотранспортних підприємствах, що виконують міські, міжміські та міжнародні перевезення вантажів і пасажирів, а також в установах і організаціях, що контролюють переміщення автотранспортних засобів (ДМСУ, ДАІ, швидка допомога, пожежна охорона та інші підрозділи оперативного реагування).

До основних практичних результатів роботи треба віднести:

1) Запропонована концепція централізації просторово-часової обробки інформації, що передбачає перенесення вторинного і третинного етапів обробки у диспетчерський центр, дозволяє спростити бортову навігаційну апаратуру АТЗ і тим самим знизити її вартість;

2) Розроблена модель вибору інформативних груп навігаційних підсистем БРНС з урахуванням геометричних умов, яка дозволяє проводити оцінку полів точності навігаційних визначень і може використовуватись в АСМДУ НТ для здійснення контролю якості інформаційного забезпечення системи; 

3) Удосконалено методи і розроблено на їх основі алгоритми обробки навігаційної інформації, що дозволяють за рахунок централізованої програмної реалізації, зменшеному обсягу математичних операцій і підвищеній стійкості рішень досягти з мінімальними витратами машинного часу необхідного рівня точності навігаційних визначень;

4) На основі проведених досліджень було сформовано основні вимоги і рекомендації щодо структури та функціональних можливостей апаратно-програмних комплексів для АСМДУ НТ.

5) Розроблено удосконалений варіант структури апаратно-програмного комплексу супутникової навігації для АСМДУ НТ;

Результати дисертаційної роботи були використані у: