Технические характеристики приборов ПРАФ-8, ПРАФ-9

Диапазоны измерения: силы света, кд

времени от момента включения указателя поворота до появления первого проблеска, с частоты следования проблесков, Гц соотношения длительности горения источника света ко времени цикла работы фонаря, %

Погрешность измерения всех параметров не более, %

Диапазон перемещения оптической камеры, мм

Напряжение питания (от автономного источника), В

Габаритные размеры в транспортном состоянии, мм ПРАФ-8 ПРАФ-9

Габаритные размеры в рабочем состоянии, мм:

ПРАФ-8 ПРАФ-9 Масса, кг:

ПРАФ-8 ПРАФ-9

Вопросы для самоконтроля

 

1. В чем состоит роль систем освещения и сигнализации в обеспечении безопасности дорожного движения?

2. В чем заключаются принципы формирования светораспределения систем освещения и сигнализации?

3. В чем различие европейской и американской систем освещения?

4. Как осуществляется реализация светораспределения двух- и четырехфарной системами освещения?

5. Каковы требования к светотехническим характеристикам автомобильных фар и фонарей?

6. Каковы особенности конструкций приборов автомобильной свето-техники?

7. Каковы особенности конструкции автомобильных ламп?

8. Каковы основные характеристики источников света?

9. Какие существуют методы диагностирования систем освещения и сигнализации? 

 

ГЛАВА 5. ИНФОРМАЦИОННО-ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Автомобильная информационно-диагностическая система (АИС) является составной частью современного автомобиля и предназначена для сбора, обработки, хранения и отображения информации о режиме движения и техническом состоянии автомобиля, а также окружающих его внешних факторах. Для этой цели на автомобиле устанавливаются контрольно-измерительные приборы (КИП) и различные дополнительные устройства: бортовая система контроля (БСК), система встроенных датчиков (СВД), маршрутный компьютер (МК), навигационная система.

С точки зрения характера отображаемой информации она под-разделяется на оперативную, дополнительную (в том числе контрольно-диагностическую) и внешнюю. Устройства и приборы, пре-доставляющие водителю информацию, определяют структуру АИС: оперативная информация - электромеханическая комбинация приборов, электронный щиток приборов, ветровое стекло;

дополнительная информация - БСК, СВД и контрольных точек (КТ), МК;

внешняя информация - телевизионная установка заднего вида, радиотелефон и развлекательные устройства, навигационные, локационные и другие устройства.

Контрольно-измерительные приборы информируют водителя о скорости движения автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, напряжении бортовой сети, количестве топлива в баке, температуре охлаждающей жидкости, давлении масла. Кроме того, КИП информируют о возникновении аварийных режимов: в системе смазки двигателя - о падении давления масла, в системе охлаждения - о перегреве охлаждающей жидкости.

Бортовая система контроля - это развивающаяся система. В ее функции входит информирование водителя о ряде параметров систем и агрегатов автомобиля, изменение состояния которых не создает аварийного режима работы и не требует немедленного вмешательства, а предупреждает о необходимости принятия мер по техническому обслуживанию. С помощью БСК возможен автоматизированный контроль уровня эксплуатационных жидкостей в заправочных емкостях, состояния тормозных накладок, исправности

ламп приборов светосигнальной аппаратуры, состояния фильтров.

Для снижения трудоемкости и уменьшения времени диагностирования автомобили оборудуют системой встроенных датчиков, имеющих выходы на штекерный разъем. К штекерному разъему при диагностировании подключается диагностическая аппаратура, что дает существенные преимущества по сравнению с традиционными способами подключения с помощью зажимов и фиксаторов. При наличии на борту автомобиля диагностического прибора, подсоединенного к СВД, водитель может самостоятельно с минимальными затратами времени оценить техническое состояние автомобиля.

В последнее время для автомобилей стали разрабатываться устройства, предоставляющие водителю дополнительную информацию, связанную со скоростью движения, расходом топлива, пройденным расстоянием и временем. Подобные устройства получили название маршрутных компьютеров.

Современная концепция единой системы «водитель - автомобиль - дорога - среда» предполагает наличие не только оперативной и контрольно-диагностической информации о режиме движения и состоянии автомобиля, но также внешней информации о состоянии дорог (обледенения, заторы, ремонт), карте дорог, оптимальном маршруте следования и погодных условиях. Эта информация поступает в АИС извне (от системы датчиков, размещенных вдоль автомагистрали на всем ее протяжении, специальных радиопере-дающих станций, по спутниковой связи либо из специально записанной в память системы базы данных). Подобные системы, называемые навигационными, следует считать новейшим направлением в развитии АИС.

Не следует забывать и такие информационные возможности со-временного автомобиля, как телевизионная установка заднего вида (применяется, как правило, на большегрузных автопоездах), которая во время стоянки превращается в обычный телевизор, а также радиотелефон, компьютерные игры и т. п.

Основными характеристиками информационно-диагностической системы автомобиля как единого целого являются быстродействие, точность воспроизведения и считывания информации, время считывания информации, информационная емкость, яркость и контра-стность изображения.

Быстродействие измерительного прибора определяют как интервал времени с момента измерения значения контролируемого параметра до фиксации этого изменения на указательной части прибора. Для создания водителю оптимальных условий при приня тии решений быстродействие системы должно быть максимальным и зависеть от характера отображаемой информации (например, влияет ли информация на безопасность дорожного движения, либо носит второстепенный предупредительный характер). Быстродей­ствие зависит от технических характеристик приборов, в основном от инертности используемых датчиков.

Точность воспроизведения информации (точность прибора) ха­рактеризует степень соответствия результата измерения действи­тельному значению измеряемого показателя. Точность измери­тельного прибора определяется его основной погрешностью. По­грешность прибора непосредственно связана с его чувствительно­стью, которая определяется как отношение изменения показаний прибора к соответствующему изменению измеряемого показателя. В общем виде погрешность используется в качестве характеристи­ки текущей точности прибора, которая называется его разрешаю­щей способностью.

Если погрешность прибора у₀ не зависит от измеряемого показа­теля (такая погрешность называется аддитивной или погрешностью нуля), то разрешающая способность прибора

R = 0,5(1/у₀-1).

Если погрешность прибора у_с прямо пропорциональна измеряе­мому показателю (такая погрешность называется мультипликатив­ной или погрешностью чувствительности), то разрешающая спо­собность

где D - относительное значение рабочего диапазона прибора, оп­ределяемое как отношение наибольшего значения измеряемого показателя к наименьшему.

При наличии у прибора одновременно двух типов погрешностей (аддитивной и мультипликативной) разрешающая способность

Точность считывания информации в значительной степени за­висит от водителя, поэтому требования, предъявляемые к инфор­мационно-диагностической системе, должны учитывать его воз­можности. На точность считывания информации влияют число и взаимное расположение элементов АИС (т. е. эргономические ха­рактеристики панели приборов), качество приборов (размах шкалы указателя, яркость и контраст световых индикаторов).:

Например, исследования информационных свойств сигнализа­торов показали, что наибольшее значение вероятности обнаруже­ния сигнала имеется в том случае, если они расположены в ряд в верхней части панели приборов. При этом вероятность обнаруже­ния сигнала при однорядном расположении сигнализаторов убывай ет слева направо. Наибольшую же вероятность неопознания сигна­ла имеют сигнализаторы, расположенные вертикально в правой части панели приборов.

Время считывания информации с прибора непосредственно влияет на безопасность дорожного движения. Его можно умень¹ шить за счет уменьшения доли избыточной информации, отобра­жаемой прибором, а также за счет обеспечения водителю опти­мальных условий работы с прибором (размах шкалы, яркость, контраст, дополнительные звуковые сигналы для привлечений внимания).

Время, необходимое для считывания информации с прибора,

 

где f_min - пороговое время восприятия человеком зрительной ин­формации; /_у - объем избыточной информации, отражаемой прибо­ром; /_min - минимально необходимый объем информации для при­бора данного назначения.

Избыточная информация

 

где /_х - полный объем отображаемой прибором информации.

Например, считается, что для спидометра оптимальной ценой де­ления является интервал в 5 км/ч. Дальнейшее увеличение числа делений шкалы является неоправданным, так как количество необ­ходимой (полезной) информации при этом практически не возраста­ет, а время считывания показаний прибора будет увеличиваться.

С другой стороны, избыточную информацию можно выразить как Поэтому в случае, если объем информации, ото­бражаемой прибором, оказывается меньше значения /_min, то значе­ние 1_У становится отрицательным, что означает недостаточность перерабатываемой информации.

Условием обеспечения безопасности дорожного движения с точ­ки зрения отвлечения водителя на считывание показаний приборов

может являться соотношение:

где t_H - время, необходимое для считывания информации; t_non - до­пустимое время считывания.

Время, затрачиваемое на считывание показаний контрольных приборов,

где К_в - коэффициент, учитывающий время возврата взгляда води­теля на дорогу; t„ - время перевода взгляда с дороги на приборную панель; ^ - время поиска прибора, с которого считывается инфор­мация; f_np - время приема информации с одного прибора; п - число считываемых приборов; f'_n - время перевода взгляда на прибор.

Одной из важных характеристик АИС является частота обраще­ний водителя к приборам. Под частотой обращения подразумева­ется число сознательных или рефлекторных актов получения води­телем информации о состоянии автомобиля, двигателя или других агрегатов и систем посредством контрольных приборов за единицу времени. Частота обращения водителя к приборам при управлении автомобилем является одним из показателей, характеризующих степень необходимости приборов, а также дает количественную характеристику процесса восприятия информации.

Частота обращения к приборам зависит от условий движения, исправности двигателя и контролируемых систем, а также от про­фессиональной подготовленности водителя. Чем чаще водитель контролирует состояние системы, тем меньше вероятность ее ава­рийной поломки. Но поскольку слишком частое обращение к кон­трольным приборам приводит к ухудшению условий безопасности дорожного движения, можно предположить, что водитель интуитив­но, основываясь на личном опыте, выбирает частоту обращения, обеспечивающую достаточно надежный контроль при минимальных затратах времени и внимания.

Информационная емкость определяет максимальное количест­во информации, отображаемое информационно-диагностической системой. Информационная емкость зависит от структуры и коли­чества контрольно-измерительного оборудования. Однако чрез­мерное увеличение этого показателя может привести к информа­ционной перегрузке водителя и снижению безопасности дорожного движения. Поэтому для современных АИС с большим количеством отображаемой информации становится актуальным разработка специальных форм и алгоритмов (способов) отображения инфор­мации водителю.

По способу отображения информации разделяются АИС с инди­видуальным, иерархическим способами отображения информации и с регулируемым потоком информации.

При индивидуальном способе предъявления информации со­стояние каждого контролируемого параметра отображается инди­видуальными средствами отображения - контрольно-измеритель­ными приборами или сигнализаторами. Номенклатура КИП и сигна­лизаторов в этом случае определяется числом контролируемых параметров. Положительными сторонами таких АИС являются простота построения и полнота отображения информации. К недостаткам относятся: большой объем избыточной информации; трудность соотношения между собой множества отдельных показаний для оценки ситуации в целом; большая площадь, занимаемая КИП и сигнализаторами, что увеличивает время поиска водителем необходимого сообщения, и габаритные размеры панели приборов.

В АИС с регулируемым потоком информации происходит искусственное разделение большого информационного потока с помощью устройств коммутации на ряд мелких, предъявляемых водителю последовательно одним и тем же средством отображения. В этих системах информация предъявляется либо с «приоритетом» (наивысший приоритет имеют параметры, связанные с безопасностью дорожного движения), либо только о тех параметрах, которые вышли за допустимые пределы (информация о работе сигнализаторов аварийных режимов). Положительными сторонами указанного способа являются: существенное сокращение передаваемого потока информации и уменьшение площади панели приборов. К недостаткам можно отнести большое время поиска причин выхода за допустимые пределы контролируемых параметров из-за ограниченного числа средств отображения на приборной панели и необходимость применения коммутирующих устройств со сложной адресацией и управлением.

С увеличением информационных потоков, передаваемых водителю, наиболее перспективным является иерархический (ступенчатый) способ предъявления информации. На первой ступени при таком способе предъявления отображается информация о техническом состоянии автомобиля в целом (без детализации), на второй - информация о состояния его узлов и агрегатов. При этом предъявляется только та информация, которая необходима водителю после ознакомления с общей ситуацией. Третья ступень - по запросу водителя - отображает информацию о состоянии элементов, узлов и агрегатов автомобиля в количественной или качественной форме.

Построение АИС с иерархической структурой предполагает работу с бортовым компьютером, устройства обработки информации которого могут реализовать заданные алгоритмы и программы за короткое время (при учете большого числа контролируемых параметров).

Преимуществами АИС с иерархической структурой являются возможность передачи водителю большого информационного потока, значительное сокращение «лишней» информации, компактность панели приборов и широкие возможности перестройки информационной системы. Недостатками являются необходимость наличия высокоразвитого бортового компьютера и специальных устройств связи со средствами отображения всех ступеней.

Яркость и контрастность указателей и индикаторов являются важными характеристиками АИС. Они определяют возможность вос­приятия водителем информации в условиях внешней освещенности.

Скорость и точность восприятия предъявляемой информации в значительной степени зависят от таких светотехнических харак­теристик, как яркость объекта наблюдения Б_н, яркость фона Б_ф, уг­лового размера символов а. Тесная взаимосвязь между этими ха­рактеристиками дает возможность обеспечить максимальный уро­вень восприятия на основе их взаимной компенсации в достаточно широких пределах значений Б_н, Б_ф, а.

Восприятие символов зависит от их контраста по отношению к фону. Значение его находится в диапазоне 0,60...0,95. Снижение этого параметра нецелесообразно, даже когда получен сравни­тельно высокий уровень яркости.

Учитывая условия эксплуатации автомобилей, к системе инфор­мации и диагностирования предъявляются высокие требования. Приборы и датчики, входящие в систему, должны выдерживать виб­рации и тряски, оставаться работоспособными при значительных перепадах температуры, выдерживать воздействие агрессивной ок­ружающей среды, обладать малой чувствительностью к пульсациям и изменению напряжения в бортовой сети автомобиля.