Построение модели системы безопасности "City Safety" от Volvo

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет компьютерных технологий

Кафедра инженерной психологии и эргономики

Дисциплина: эргатические системы

Пояснительная записка

к курсовой работе

на тему

Построение модели системы безопасности «City Safety» от Volvo

Д.И. Коледа

Минск 2021

Содержание

безопасность volvo city safety

• Введение
• 1. История развития системы безопасности «City Safety» от Volvo
• 2. Модель «черный ящик» системы безопасности «City Safety» от Volvo
• 3. Модель состава системы безопасности «City Safety» от Volvo
• 4. Модель структуры системы безопасности «City Safety» от Volvo
• 5. Структурная схема системы безопасности «City Safety» от Volvo
• Заключение
• Список используемой литературы

• Введение
• Volvo City Safety - автономная система экстренного торможения, предотвращающая столкновения на малых скоростях. Она срабатывает при движении от 4 до 30 км/ч. Если технология определяет вероятность аварии, система подготавливает тормоза. В случаях, когда водитель не реагирует на ситуацию на дороге, активируется экстренное торможение. Со скорости 15 км/ч машина может замедлиться до полной остановки. Если скорость выше, избежать аварии не получится, но последствия будут минимальными.
• С помощью системы планировалось решить множество проблем с аварийностью на небольшой скорости (на перекрестках, пешеходных переходах и так далее).
• По статистике, около 50% всех аварий в городе происходят с впереди идущим авто. City Safety Volvo вдвое снижает вероятность таких столкновений, поэтому актуальность такой системы возрастает.
• Основные цели и задачи технологии ухода от столкновения заключается в оказании поддержки водителю. При регулярной активации системы у владельцев Volvo формируется привычка внимательнее наблюдать за дорожной ситуацией в городских условиях.
• Среди альтернатив можно выделить системы обнаружения пешеходов, задачи таких систем - своевременно распознать человека впереди машины, сбросить скорость и таким способом минимизировать силу удара:
• - Pedestrian Detection System от Volvo;

– Advanced Pedestrian Detection System от TRW;

– Automotive EyeSight от Subaru.

Указанные системы очень похожи по конструкции и программному обеспечению. Роль обнаружителей пешеходов выполняет радар и видеокамера. Все три системы способны обнаруживать человека на расстоянии до 40 метров. К достоинствам можно отнести тот факт, что система обрабатывает траекторию движения пешехода и рассчитывает вероятность аварии.

1. История развития системы безопасности «City Safety» от Volvo

Система City Safety Volvo является революционным решением в области автомобильной безопасности и входит в базовое оснащение всех моделей Volvo, начиная с 2010 модельного года. Система включает целый ряд технологий, призванных обеспечить уход автомобиля от столкновений.

City Safety использует передовое сочетание радара и камеры, которые размещены за лобовым стеклом в районе внутрисалонного зеркала. City Safety способна обнаружить машины, велосипедистов и пешеходов в определенных ситуациях, как в дневное, так и в ночное время и позволяет предотвратить столкновение, учитывая самые разные сценарии столкновений, и работает во всем диапазоне скоростей, начиная с 4 км/ч.

Цель системы City Safety - оказать поддержку водителю при помощи интуитивно понятной стратегии предупреждения и последующего автоматического торможения. Если столкновение неизбежно, система активирует автоматическое торможение, когда водитель не реагирует на предупреждение о неминуемом столкновении. Задача заключается в полном предупреждении столкновения или максимальном сокращении скорости до столкновения.

City Safety реагирует:

- встречные транспортные средства, включая мотоциклы и велосипедистов, когда водитель начинает поворот налево (или направо в случае левостороннего движения). City Safety обнаруживает вероятность столкновения и автоматически применяет торможение, чтобы избежать столкновения или снизить ущерб в результате столкновения;

- транспортные средства, включая мотоциклы, осуществляющие движение в том же направлении. City Safety позволит избежать столкновения, если относительная скорость сближения между двумя автомобилями не превышает 50 км/ч. На более высокой скорости автоматическое торможение поможет сократить негативные последствия столкновения;

- велосипедистов, пересекающих дорогу перед автомобилем или неожиданно выезжающих перед автомобилем. В зависимости от ситуации City Safety может предотвратить наезд, если относительная разница скорости не превышает 45 км/ч. На более высокой скорости автоматическое торможение позволит снизить негативные последствия наезда;

- пешеходов, пересекающих дорогу перед автомобилем. City Safety может предотвратить наезд, если относительная разница скорости не превышает 45 км/ч. На более высокой скорости автоматическое торможение позволит снизить негативные последствия наезда [3].

City Safety включает камеру и радар, установленные в верхней части за лобовым стеклом перед зеркалом заднего вида. Применяется самая последняя мегапиксельная камера с высоким разрешением и чувствительностью в сочетании с передовой технологией регулирования экспозиции. Благодаря этому функции обнаружения и автоматического торможения работают более эффективно, в том числе в темное время суток.

Радар должен обнаружить объекты перед автомобилем и зафиксировать их положение, перемещение и расстояние до них. Камера определяет, какой тип объекта находится перед автомобилем. Система постоянно осуществляет мониторинг объекта, а центральный блок управления использует камеру и радар для оценки риска столкновения и активации надлежащих мер по его предотвращению.

В аварийной ситуации раздается звуковое предупреждение, а на педаль тормоза подается вибрация короткими импульсами. В нижней части лобового стекла отражается мигающий предупредительный сигнал.

Если водитель реагирует на предупреждение и начинает тормозить, система запрограммирована таким образом, чтобы усилить давление в тормозной системе, если это необходимо для более уверенного торможения. Если водитель вовсе не реагирует на предупреждения, активируется функция автоматического торможения. Полное автоматическое торможение применяется приблизительно за 1 секунду до столкновения.

К недостаткам системы можно отнести следующие факторы:

- система работает хуже или не действует, например, в сильный снегопад или дождь, в плотном тумане, пыльной или снежной поземке. Функция также может быть нарушена при запотевании, загрязнении, обледенении или наличии снега на ветровом стекле;

- свешивающиеся предметы, например, флажок / вымпел на выступающем грузе или дополнительное оборудование, например, фары или передние дуги, выступающие над капотом, ограничивают действие функции;

- датчики в City Safety измеряют отраженный свет испускаемого ими лазерного света. Датчик не может «видеть» объекты с низкой отражающей способностью. Задние элементы автомобилей в общем случае отражают свет в достаточной степени, за счет регистрационных номеров и отражателей задних габаритных огней;

- на скользком дорожном покрытии увеличивается тормозной путь, что может снизить способность функции City Safety избежать столкновения. В таких ситуациях системы ABS и ESC и обеспечат наилучшую силу торможения с сохранением устойчивости автомобиля;

- когда автомобиль движется задним ходом, City Safety™ временно отключается;

- City Safety не активируется на низкой скорости до 4 км/ч, и поэтому система не реагирует в ситуациях, когда вы приближаетесь к автомобилю перед вами на очень медленной скорости, например, во время парковки;

- команды водителя всегда имеют наивысший приоритет, и поэтому City Safety не реагирует в ситуациях, когда водитель четко обозначает действия по управлению или ускорению автомобиля, даже если столкновение неизбежно;

- после того как City Safety предотвратила столкновение с неподвижным объектом, автомобиль остается неподвижным максимум 1,5 секунды. Если автомобиль затормозил из-за двигающегося впереди автомобиля, скорость снижается и приравнивается к скорости этого автомобиля;

- в автомобилях с механической коробкой передач двигатель глушится, когда автомобиль останавливается с помощью функции City Safety, если водитель до этого не успевает выжать педаль сцепления;

- не допускается, чтобы на ветровом стекле перед лазерным датчиком скапливался лед, снег, грязь, а также запрещено приклеивать или монтировать посторонние предметы перед датчиком на ветровом стекле.

2. Модель «черный ящик» системы безопасности «City Safety» от Volvo

Главная цель системы - оказание поддержки водителю (предотвращение ДТП на малых скоростях).

Дополнительный цели системы - предотвратить столкновение автомобилей на малых скоростях, обеспечение безопасности для участников дорожного движения. Графическая модель «Черный ящик» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Графическая модель «Черный ящик»

Способы устранения недостатков системы безопасности «City Safety»:

- для предотвращения некорректной работы или подачи ложных сигналов системой, необходимо избегать участков, где могут низко нависать ветви деревьев;

- своевременное очищение ветрового стекла;

- для корректной работы системы необходимо соблюдать границы скоростного диапазона;

- при наличии скользкого дорожного покрытия, в случае аварийной ситуации и соблюдении других факторов, система сработает должным образом, но из-за влажного покрытия, тормозной путь автомобиля увеличится, поэтому в данном случае система безопасности не может обеспечить 100% остановку транспортного средства перед препятствием. Следовательно водитель транспортного средства несет полную ответственность за происходящее на дороге;

- избегать участков, где могут появляться животные, велосипедисты, так как система способна распознавать более крупные объекты.

Следует отметить, что для работы системы необходимо вмешательство человека, так как данная система работает только с запущенным мотором, а для этого необходимо включить зажигание (завести автомобиль). Также следует обратить внимание на тот факт, что именно человек должен следить за внешним видом автомобиля, к примеру, для правильной работы системы необходимо чистое ветровое стекло, без каких-либо дефектов (сколов, трещин), а также контроль за исправностью других элементов автомобиля.

3. Модель состава системы безопасности «City Safety» от Volvo

City Safety может обнаруживать пешеходов, велосипедистов или транспортные средства, как неподвижные, так и движущиеся в том же направлении, что и ваш автомобиль. City Safety может также обнаруживать пешеходов, велосипедистов или крупных животных, пересекающих дорогу перед вашим автомобилем.

При опасности столкновения с пешеходом, крупным животным, велосипедистом или транспортным средством, а также транспортных средствах движущихся в поперечном направлении, система привлекает внимание водителя с помощью световых и звуковых сигналов и вибрацией педали тормоза. Вибрация педали тормоза отсутствует, если водитель двигается на низкой скорости, резко тормозит или ускоряется. Интенсивность вибрации педали тормоза зависит от скорости автомобиля [4].

City Safety использует блок с камерой и радиолокационный датчик. Система работает днем и ночью. Графическая модель состава системы представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Графическая модель состава системы

В системе можно выделить следующие подсистемы и элементы:

- блок наблюдения и передачи данных;

- блок удерживания водителя;

- блок предупреждений (информирования);

- блок торможения;

- элемент «стоп-сигналы».

Основной задачей блока наблюдения и передачи данных является оценка окружающей среды, обнаружение пешеходов, велосипедистов или транспортных средств, как неподвижных, так и движущихся в том же направлении, что и ваш автомобиль, а также при пересечении траекторий.

Блок удерживания водителя - преднатяжитель ремня натягивает ремень безопасности при достаточно сильном столкновении или аварийной ситуации, например, при аварийном торможении, выезде за пределы дороги (автомобиль скатывается в кювет, отрывается от земли или ударяется о какое-то препятствие), заносе или опасности столкновения, чтобы более эффективно удерживать водителя или пассажира. Способствует более правильной посадке пассажира или водителя, что снижает опасность удара о детали интерьера и повышает эффективность действия систем безопасности автомобиля, например, подушек безопасности [1].

Основными задачами блока предупреждений являются подача звуковых сигналов, а также проецирование визуального сигнала на ветровое стекло на уровне глаз водителя или появление символа на приборной панели автомобиля.

Блок торможения активируется в последний момент, в ситуации, когда водитель не предпринимает никаких действий в аварийной ситуации. Если водитель в этом положении не приступил к выруливанию и существует угроза столкновения, включается функция автоторможения, причем независимо от того, приступил водитель к торможению или нет. При этом торможение происходит с полным тормозным эффектом для снижения скорости столкновения или с ограниченным тормозным эффектом, если этого достаточно для того, чтобы избежать столкновения.

Элемент «стоп-сигналы» активируется при торможении для предупреждения водителей, которые находятся позади.

4. Модель структуры системы безопасности «City Safety» от Volvo

Система имеет множество связей, благодаря которым система работает грамотно и точно. Связи классифицируют по направленности (направленные и ненаправленные), параметрам силы (сильные и слабые), виду управления (подчинения и равноправные связи управления), месту приложения (внешние и внутренние), порядку действия (прямые, обратные, нейтральные) [6].

Модель структуры системы City Safety можно представить в виде таблицы (таблица 1).

Таблица 1. Модель структуры системы City Safety

Графическая модель структуры представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Графическая модель структуры системы

5. Структурная схема системы безопасности «City Safety» от Volvo

City Safety - автономная система экстренного торможения, предотвращающая столкновения на малых скоростях.

Система автоматически активируется при запуске двигателя автомобиля. Отключить функцию нельзя так как она является встроенной опцией. При попадании автомобиля в аварийную положение, система предупреждает водителя о ситуации близкой к столкновению. В автомобиле с проекционным дисплеем (опция, дополнительное оборудование) предупреждение в виде мигающего символа появляется на ветровом стекле. Сигнал визуального предупреждения на ветровом стекле может быть плохо виден при сильном солнечном свете, бликах, очень сильном контрасте света и тени, использовании солнечных очков, или если взгляд водителя не направлен точно вперед.

City Safety может обнаруживать пешеходов, велосипедистов или транспортные средства, как неподвижные, так и движущиеся в том же направлении, что и ваш автомобиль. City Safety может также обнаруживать пешеходов, велосипедистов или крупных животных, пересекающих дорогу перед вашим автомобилем [5].

При опасности столкновения с пешеходом, крупным животным, велосипедистом или транспортным средством, система привлекает внимание водителя с помощью световых и звуковых сигналов и вибрацией педали тормоза. Вибрация педали тормоза отсутствует, если водитель двигается на низкой скорости, резко тормозит или ускоряется. Интенсивность вибрации педали тормоза зависит от скорости автомобиля.

При возрастании опасности столкновения после подачи предупреждения о столкновении активируется поддержка торможением.

Поддержка торможением усиливает торможение, выполняемое водителем, если система считает, что усилия водителя недостаточно для того, чтобы избежать столкновения.

В последний момент активируется система автоматического торможения.

Если водитель в этом положении не приступил к выруливанию и существует угроза столкновения, включается функция автоторможения, причем независимо от того, приступил водитель к торможению или нет. При этом торможение происходит с полным тормозным эффектом для снижения скорости столкновения или с ограниченным тормозным эффектом, если этого достаточно для того, чтобы избежать столкновения.

Одновременно с функцией автоматического торможения могут активироваться преднатяжители ремней безопасности.

В некоторых ситуациях автоматическое торможение может начинаться с незначительного притормаживания, чтобы затем перейти к приложению полного тормозного усилия.

Когда функции City Safety удается предотвратить столкновение с неподвижным объектом, автомобиль не двигается, ожидая активных действий водителя. Если торможение автомобиля связано с тем, что впереди двигается транспортное средство на низкой скорости, скорость автомобиля снижается и приравнивается к скорости этого транспортного средства.

Водитель может в любой момент прервать действующее торможение, резко нажав на педаль газа. Когда функция City Safety активируется и приводит в действие тормоза, на дисплее водителя появляется текстовое сообщение о том, что функция активирована или была активирована [2].

Графическая модель структурной схемы представлена на рисунке 4.

Рисунок 4. Структурная схема системы

Заключение

безопасность volvo city safety

В ходе выполнения курсовой работы была рассмотрена модель системы безопасности City Safety от Volvo. В процессе выполнения были рассмотрены несколько видов систем.

Первой стала - модель системы «черный ящик». Данная модель позволила изучить систему опираясь только на совокупность внешних воздействий, в результате которых система дает отклик. Были рассмотрены факторы и условия, которые обеспечивают стабильную работу, а также те, которых необходимо избегать, чтобы обеспечить правильную работу системы. Чтобы избежать аварийных ситуаций на дорогах, водителю рекомендуется ознакомиться с рядом возможных ограничений системы, которые изложены простым и понятным языком и не требуют знания специальной терминологии. Также и модель «черный ящик» не требует знания внутреннего устройства системы, а лишь внешних факторов, благодаря которым будет обеспечена ее работа.

Следующим этапом стала модель состава системы. Основной принцип данной системы заключается в том, чтобы разбить целую систему на ряд подсистем и элементов. Система может состоять из колоссального количества подсистема и элементов, так как дробить систему можно до мельчайших элементов, но данный фактор обусловлен целью изучения системы. В данном случае система была разбита на ряд систем и элементов, которые непосредственно участвуют в процессе обеспечения безопасного вождения.

Третьим этапом стало определение связей, принципов взаимодействия подсистем и элементов, полученных на этапе состава системы. Данные сведения отображает модель структуры системы, которая помогает понять, как устроен процесс работы изучаемого объекта.

Завершающим этапом стало построение структурной модели системы, которая включила в себя совокупность всех изученных этапов и дала ясное представление о процессе работы и устройстве системы безопасности City Safety.

Список используемой литературы

1. Руководство City Safety. - URL: https://www.volvocars.com/hy-am/support/manuals/xc60/2018w17/podderzhka-voditelya/city-safety/city-safety-tm.

2. Параметры и подфункции City Safety. - URL: https://www.volvocars.com/hy-am/support/manuals/xc60/2018w17/podderzhka-voditelya/city-safety/parametry-i-podfunkcii-city-safety.

3. Установка дистанции предупреждения для City Safety. - URL: https://www.volvocars.com/hy-am/support/manuals/xc60/2018w17/podderzhka-voditelya/city-safety/ustanovka-distancii-preduprezhdeniya-dlya-city-safety.

4. Сообщения для City Safety. - URL: https://www.volvocars.com/hy-am/support/manuals/xc60/2018w17/podderzhka-voditelya/city-safety/soobshcheniya-dlya-city-safety.

5. Ограничения функции City Safety. - URL: https://www.volvocars.com/hy-am/support/manuals/xc60/2018w17/podderzhka-voditelya/city-safety/ogranicheniya-funkcii-city-safety.

6. Эргатические системы: учеб.-метод. пособие / Л.П. Пилиневич, Н.В. Щербина, К.Д. Яшин. - Минск: БГУИР, 2015. - 96 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru