SEPPAC

Az MTA SZTAKI-nál létrejött eredmények

A hivatásos gépjárművezetők viselkedése, a fuvarok során érvényesített gépjárművezetési stílus komoly gazdasági jelentőséggel bíró tényező minden szállítmányozó cég számára. Nyilvánvalóan e cégek közé tartoznak a kamion-flottát üzemeltető cégeket is. Az említett két tényezőt elemezve és azokat tovább gondolva, az említett cégeknek közlekedés- és járműbiztonsági kérdéseket, a szállítmány és a gépjármű biztonságos célba juttatásával kapcsolatos kérdéseket, továbbá környezetvédelmi, és gazdaságossági kérdéseket kell mérlegelniük, megválaszolniuk.

Az MTA SZTAKI jelen projektbeli kutatásai, fejlesztései elsősorban az utóbbi két kérdéskörhöz kapcsolódtak. A projekt-feladat a kamionok ‒ s általában a közúti haszongépjárművek ‒ pillanatnyi sebességének megkötések melletti optimális szabályzása volt.

A realizált szabályzó algoritmus a megkötéseken keresztül veszi figyelembe a terep- és útviszonyokat, az útra vonatkozó sebességkorlátozásokat. A szabályzó algoritmussal szembeni elvárás volt, hogy a haszongépjármű vonatkozásában érvényesített sebesség-profil lehetőség szerint

• csökkentse a haszongépjármű környezetet terhelő káros anyag kibocsátását és az üzemanyag-fogyasztást,
• ugyanakkor azonban ne növelje túlzottan a menetidőt.

A szabályzó kedvező kialakításához gyakorlatilag egy többszempontú, komplex optimalizációt kellett elvégezni.

Az MTA SZTAKI munkatársai a szakirodalom ismert módszerei közül az ún. look-ahead (előretekintő) szabályzást adaptálták a fentebb vázolt feladat megoldására. Az előretekintő szabályzó algoritmusok közös jellemzője, hogy feltételezik, hogy a szabályozott kimenetet befolyásoló egyes zavarások valamilyen távra, vagy valamilyen időtartamra vonatkozóan előre ismertek. A projektben vizsgált sebességszabályzás esetében a zavarások éppen a figyelembe veendő korlátozásokkal, továbbá az ismert terep-, útviszonyokkal, továbbá az ismertnek feltételezett forgalmi viszonyokkal voltak összefüggésbe hozhatók.

A megtervezett és a projekt során implementált előretekintő szabályzó algoritmus, melyet tehát közúti nehéz haszongépjárművek sebességszabályozásához fejlesztettek ki az MTA SZTAKI munkatársai, a fékerőket és a tapadási erőket használják fel a kívánt sebesség eléréséhez és annak fenntartásához. Amennyiben sikerül a szabályzással az út- és forgalmi viszonyokhoz megfelelően alkalmazkodni, akkor csökkenthető a gyorsítások és fékezések száma, s ezek időtartama is, s ezek a tényezők összességükben és hosszabb távon az üzemanyag-fogyasztás csökkenését eredményezik. A szabályzó algoritmus tervezése, modellezése, továbbá kezdeti tesztelése a lineáris paraméter változós (linear parameter variant, vagy röviden LPV-) rendszerek szabályzásának fejlesztéséhez általánosan használt környezetben és keretrendszerrel történt. A további szimulációkhoz korszerű jármű- és út-szimulációs környezeteket és megjelenítőket használtak az MTA SZTAKI munkatársai.

A szimuláció elsődleges célja az volt, hogy előzetes információ álljon elő arról, hogy hogyan reagál a jármű ‒ a konkrét esetben főképpen időtartományban ‒ a szabályzó bemenetek különféle konstellációira a fontosabb szabályzó-paraméter különböző beállításai esetén. Megjegyzendő, hogy az említett paraméter-beállítások meglehetősen eltérő jármű-dinamikát, környezeti terhelést és üzemanyag-fogyasztást eredményeznek. Talán nem érdektelen a szabályzó legfontosabb paramétereit e helyütt is megemlíteni.

• R1 súlyozó paraméter, amellyel egyebek mellett a sebesség-profil túllövéseit lehet a kívánt gépjármű működésnek megfelelően állítani,
• n az előretekintés hosszában figyelembe vett út-profil minták száma,
• L a szabályzó által figyelembe vett előretekintési hossz

A számos különböző szabályzási eset (szcenárió) a fenti paraméterek legkülönbözőbb beállításainál ‒ szimulációs módszerrel ‒ elemzésre került. Ezekről a rész-eredményekről, majd később eredményekről több konferencia-, ill. folyóirat cikk megjelent.

A projekt keretében kidolgozott, optimális sebesség-profilt megvalósító algoritmus valós környezetben is realizálásra került a Knorr-Bremsével szoros együttműködésben. A szabályzó működésének kiértékelése valós mérések alapján történt.

Az implementált algoritmus, valamint a működéséhez szükséges további szoftver komponensek egy közúti nehéz haszongépjármű fedélzetén elhelyezett beágyazott számítógépes rendszerbe lettek telepítve és futtatva. E rendszer egy MicroAutobox II egységből, egy ipari PC-ből, egy GNSS vevőegységből és egy tablet-gépből állt, amely a haszongépjármű elektronikus rendszeréhez CAN-hálózaton keresztül csatlakozott.

A navigációs egységből és a jármű érzékelőiből nyert mérési adatok, valamint térképi adatbázisokból on-line lekérdezett domborzati adatok alapján került meghatározásra az optimális pillanatnyi sebesség, amelyet aztán a gépjármű saját sebességszabályozójával realizált.

A teszt-utak során mért fogyasztási adatok alapján megállapítható, hogy a valós környezetben implementált sebesség-szabályzó rendszer az elvárásnak megfelelően működött. Így például az implementált sebességszabályzó algoritmust használó kamionnal fogyasztás-csökkenés volt elérhető egy hivatásos gépjárművezető vezette referencia kamionhoz képest.