Анализ системы и способов определения массы перевозимого груза

аспирант
Камский государственный политехнический институт

Анализ системы и способов определения массы перевозимого груза

Проведенный анализ новых разработок последних лет в области автомобилестроения и автомобильных перевозок показывает необходимость создания бортовой информационно-измерительной системы оценивания эффективности транспортного процесса при перевозке грузов грузовыми автомобилями и автопоездами. Так, важный показатель - масса перевозимого груза (mгр), необходимый для оценивания эффективности (E) транспортного процесса, до сих пор предлагается определять при помощи либо датчиков, встраиваемых в подвеску автомобиля; либо датчиков давления воздуха, встраиваемых в пневмобаллоны подвески или колёса автомобиля; либо датчиков загрузки, устанавливаемых между рамой автомобиля и подрамником грузовой платформы. Однако установка новых датчиков усложняет конструкцию автомобиля тягача.

Также предлагается способ определения массы автомобиля, отличающийся тем, что вначале осуществляется перемещение по высоте, по меньшей мере, одной оси, и регистрируется при этом изменение потенциальной энергии. Путём сравнения энергии, требуемой для подъёма по высоте каждой из осей, определяется распределение массы в автомобиле [6].

Применение весов при выполнении транспортного процесса возможно только при специальных видах перевозок грузов, например, при транспортировании зерна на элеваторы с целью учета объема реально поступившего зерна. Параметры эффективности использования автотранспортных средств (АТС) при перевозке в течение рабочей смены других грузов учесть невозможно. Также использование стационарных автомобильных весов для взвешивания перевозимых грузов не достаточно эффективно, поскольку вызывает значительный объём маневровой работы. Использование датчиков загрузки, устанавливаемых на осях автомобиля и прицепа, значительно усложняет конструкцию. Известные методы оценивания массы, основанные на измерении инерционной силы, действующей на АТС при неустановившемся режиме движения, не обеспечивают требуемой точности из-за влияния помех в системе АТС - среда.

Предлагается [3, 4] оценивать эффективность работы АТС с помощью формулы:

(1)

где E - эффективность работы АТС;

тгр - масса перевозимого груза, т;

Vср - среднетехническая скорость движения автомобиля, км/ч;

qs - путевой расход топлива, л/100 км.

В данную формулу входит mгр - масса груза, оценка которой и является нашей основной задачей.

Путевой расход топлива при движении АТС зависит прямо пропорционально от суммарного момента сил сопротивлений, приведенных к валу двигателя АТС, и может быть измерен с помощью датчика расхода топлива.

В настоящее время за рубежом разрабатываются бортовые системы диагностики технического состояния автомобиля. На наш взгляд, представляет интерес разработка бортовой информационно-измерительной системы для определения массы перевозимого груза и оценивания эффективности транспортного процесса при перевозке грузов грузовыми автомобилями и автопоездами.

Нами поставлена задача оценивания показателей эффективности транспортного процесса непосредственно при движении АТС. Это требует разработки методов идентификации массы перевозимого груза и оценивания сил сопротивлений, действующих на транспортное средство при движении. В НИИ «Проблем машиностроения и транспорта» доказана возможность создания такой комплексной бортовой информационно-измерительной системы. Она основана на оценивании сил сопротивлений движению АТС и массы перевозимого груза в реальном времени при выполнении транспортного процесса.

Решение поставленной задачи осуществляется с использованием методов автоматической идентификации и оценивания информационных параметров в стохастических системах с помощью фильтра Калмана - Бьюси.

Идентификация массы перевозимого груза с нулевой ошибкой оценивания осуществляется за время меньше 1 сек.

Получение при движении АТС в реальном времени параметров, характеризующих эффективность транспортного процесса, позволяет сохранять эту информацию в регистрирующих бортовых устройствах, с целью её использования при анализе деятельности автотранспортного предприятия. Передача этой информации в режиме реального времени через систему телеметрии в региональный центр управления перевозками позволяет принимать правильные управленческие решения и автоматизировать процесс обработки информации на региональном уровне, что позволит существенно повысить эффективность перевозок.

Литература:

1.  К разработке комплексной бортовой информационно-измерительной
системы для оценивания технического состояния АТС и эффективности
транспортного процесса при перевозке грузов / Сборник научных трудов / Серия
«Естественнонаучная». Ставрополь: СевКавГТУ, 2001. С. 55-61.

2.  Справочник по теории автоматического управления / Под ред. .
Москва: Наука, 19с.

3.  С, О КПД и эффективности автотранспортного средства //
Автомобильная промышленность. №С.

4.  Евсеев , производительность и КПД автомобиля с позиции физики,
стандартизации и метрологии // Автомобильная промышленность. №4. 2003. С. 7 —
10.

5.  С, Прадед информационно-измерительная система для
оценивания эффективности транспортного процесса // Материалы всероссийской
научно-технической конференции с международным участием «Современные
тенденции развития автомобилестроения в России». Тольятти: ТГУ, 2004. Т. 1. С.
255-261.

6.  Заявка Германия, МПК G 01 G19/08. Robert Bosch GmbH, Ries-Muller
Klaus. №.5; Заявл. 28.; Опубл. Нем. Способ и
устройство для определения массы автотранспортного средства. Verfahren und
Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichts/der Masse eines Fahrzeugs.