Інформаційно-комунікаційний комплекс вбудовується до транспортного засобу. Місце розташування апаратури на борту автомобіля визначається відповідно до марки транспортного засобу і наявності штатних місць для розміщення електронного обладнання та комплектації самого бортового комплексу. Він має три основні складові: мікроконтролерну систему реєстрації даних, маршрутизатор та 3G-модем. Це є основою для універсального характеру застосування бортового комплексу. На етапі випробувань передбачено управління по інтерфейсу USB з персонального комп’ютеру, що розміщується в салоні автотранспортного засобу. Крім того передбачено, як доступ до обладнання по веб-інтерфейсу, так і управління по інтерфейсу USB з персонального комп’ютеру, що розміщується в салоні автотранспортного засобу. Слід відзначити, що на рівні промислової експлуатації такий інтерфейс поступово замінюється на доступ до обладнання по веб-інтерфейсу та більшість операцій система виконується автоматично.
Основною метою випробування є оцінка первинних параметрів та характеристик руху відповідного транспортного засобу (автомобілю), достовірності визначення його місця розташування, швидкості, динаміки руху (прискорень). Крім того визначалася функціональна стабільність бортового інформаційно-комунікаційного комплексу, надійність його транспортно-експлуатацій-них характеристик. Основну увагу приділено до оцінки якості вимірювання, точності первинних параметрів, їх відповідності оцінці стану середовища руху автомобілів, опосередкованих розрахунків рівності та зчіпних якостей покриття дороги.
Випробування не передбачали розділення на етапи польових та камеральних досліджень. Усі оцінки виконувалися безпосередньо на борту автомобілю. Тому на транспортному засобі було розташовано дослідний зразок бортового інформаційно-комунікаційного комплексу, який якій є своєрідним інструментальним засобом випробувань і комплектується та працює сумісно з персональним комп’ютером.
Інформаційно-комунікаційний комплекс виконує наступні функції:
- Визначення місця розташування автомобілю, швидкості руху, прискорень у просторі та часі;
- Формування електронного архіву даних вимірювань;
- Можливість перегляду ретроспективної інформації;
- Можливість керування процесом вимірювань;
- Обробка результатів вимірювань;
- Автоматичний контроль справності технічних засобів;
- Захист програмного забезпечення та масивів інформації від несанкціонованого доступу.
Оцінка якостей покриття автомобільних доріг виконується опосередкованими методами згідно методики обробки даних з швидкості та прискорень автомобілю. Прив‘язка результатів оцінки дорожнього середовища до місця розташування базового транспортного засобу, що відповідає поточному відліку, здійснюється з урахуванням зміни швидкості автомобіля під час випробувань.
Проведення випробувань пов’язано з необхідністю додержання заходів безпеки, що визначені в керівництві з експлуатації. При проведенні експериментальних досліджень з випробування дослідного зразка інформаційно-комунікаційного комплексу на автомобільних дорогах слід дотримуватися правил дорожнього руху. Натурні дослідження повинні проводитися на автомобільних дорогах з твердим покриттям при відсутності атмосферних опадів та льоду і снігу на поверхні дороги. Швидкість автомобіля від 40 до 60 км/год. При використанні еталонних засобів вимірювальної техніки слід дотримуватися вимог техніки безпеки, що ставляться до них.
Попередні випробування проводилися у жовтні 2012 року у таких метереологічних умовах:
- температура оточуючого повітря від 10 до 30 оС;
- відносна вологість повітря від 30 до 95%;
- атмосферний тиск від 84 до 106,7 кПа;
- напруга мережі живлення 12В (бортова мережа живлення базового автотранспортного засобу).
Операції, які проводяться при експериментальних дослідженнях:
- Перевірка зовнішнього вигляду, комплектності та правильності монтажу дослідного зразку;
- Проведення опробування роботи дослідного зразку;
- Висновки про роботоспроможність дослідного зразку.
Перевірка зовнішнього вигляду здійснюється візуально шляхом порівняння технічних засобів, що атестуються, за керівництвом з експлуатації. При цьому перевіряється комплектність інформаційно-комунікаційного комплексу. Перед початком випробувань перевіряється правильність монтажу та установки інформаційно-комунікаційного комплексу у салоні автомобілю.
При проведенні опробування роботи виконується проїзд автомобілю та перевіряється функціонування всіх необхідних режимів програмного забезпечення.
Для роботоспроможності проводиться проїзд базового автотранспортного засобу не менше, ніж 10 разів по обраної ділянці дороги з швидкістю від 40 до 60 км/год.
Усі операції з проводяться згідно визначеним вище правилам безпеки роботи з дослідним зразком та безпеки руху у складі бригади дослідників:водій; інженер-дослідник; оператор. Бригада працює у салоні автомобілю, візуальний контроль та визначення режиму руху виконує інженер-дослідник; оператор працює з комп’ютером.
Особливо слід звернути увагу на дані проведення випробувань, відомості про автомобіль та обрання відповідних маршрутів. У якості базового автомобілю для установки на нього дослідного зразку бортового інформаційно-комунікаційного комплексу було обрано легковий автомобіль комбі-В ВАЗ 21144 з об’ємом двигуна 1596. Маршрути випробувань були обмежені транспортним районом м. Харкова вулицями Весніна, Пушкінська, Омська, Челюскінців.
Під час випробувань дослідного зразку інформаційно-комунікаційного комплексу була виконана також перевірка розгортання транспортного порталу. Він забезпечує користувачів – учасників руху рішенням задач навігації, оцінки стану транспортної мережі та рекомендаціями з його поліпшення. Однією з основних функцій транспортного порталу є відбиття місця розташування рухомого об’єкту на карті місцевості. Для рішення цієї задачі обрано систему OpenGTS (Open GPS Tracking System). Це проект з відкритим вихідним кодом, призначений спеціально для забезпечення веб-GPS спостереження за транспортними засобами. Такі характеристики OpenGTS дозволяють використання його картографічного сервісу для документування результатів випробувань та їх обробки. Тому ця система стала інструментальним засобом для випробування дослідного зразку інформаційно-комунікаційного комплексу. За її допомогою було проведено паралельне випробування зв’язку учасників руху з сервісами транспортного порталу.
Поруч із клієнт-серверним рішенням для проведення випробувань було розроблено спеціальне програмне забезпечення для портативного комп’ютеру. Відповідне програмне забезпечення комплексу повинно видавати повідомлення про помилки при невірних вхідних параметрах та підтримувати діалоговий режим в рамках наданих користувачу можливостей. Кліматичні умови експлуатації, при яких повинні забезпечуватися задані характеристики, повинні задовольняти вимогам, що пред’являються до технічних засобів в частині умов їх експлуатації. Слід зазначити, що програма розрахована на непрофесійного користувача. Мінімальна кількість користувачів для роботи з програмою 1 штатна одиниця – кінцевий користувач. Для роботи програми необхідна наявність IBM PC – сумісного ПК з графічним адаптером EGA (VGA), який складається з:
- процесор Pentium-2.0Hz, не менш;
- оперативну пам’ять 512 Мбайт, не менш;
- веб-камера;
- операційна система Windows XP, Windows 7 або Windows Vista;
- Microsoft .NET Framework 4.0;
- бібліотека Tao.Framework;
- бібліотека Emgu.CV.
Системні програмні засоби, що використовуються програмою, повинні бути представлені ліцензійної локалізованої версією операційної системи Windows XP, Windows 7 або Windows Vista. Вимоги до захисту інформації та програм не пред’являються. Програма «Система візуалізація позиціонування автомобіля у просторі» призначена для ідентифікації положення транспортного засобу в просторі в певний момент часу. Реалізована на мові програмування C#, головною особливістю якого є орієнтованість на платформу Microsoft .NET. Програма працює з датчиками Polulu MMA 7261L та GPS-приймачем EB-240 TD, які передають інформацію через віртуальний COM-порт по інтерфейсу USB.
Користувач має можливість бачити інформацію про його місцезнаходження та положення транспортного засобу в графічному та текстовому вигляді. До програми входять: інтерфейс користувача; модуль зчитування та обробки та відображення в текстовому вигляді інформації з пристрою чи файлу; модуль графічного відображення інформації. Модуль інтерфейсу складається з меню, котре відображає відео-потік з веб-камери, трьохвимірну модель транспортного засобу, текстову інформацію про положення транспортного засобу та графіки зміни положення. Модуль зчитування та обробки інформації отримує в текстовому вигляді інформацію з пристрою, обробляє та видає на екран. Модуль графічного відбиття відповідає за відображення графічної інформації про положення транспортного засобу.
В програмі використовуються методи: Newframe(); NewPort(); calibtare(); readcom(); map(); DrawGraphX(); DrawGraphX (); DrawGraphX (); Rock(), а також клас anModelLoader, який завантажує трьохвимірну модель.
Після старту програми завантажується трьохвимірна модель та відкривається потік веб-камери. Після цього програма встановлює зв’язок, використовуючи метод Newport, з COM-портом та починає зчитування та обробку методом ReadCOM. В результаті обробки даних, трьохвимірна модель змінює своє положення, згідно з, оброблених, даних за допомогою методу Draw, на екрані, також, виводяться текстові дані про положення транспортного засобу у просторі та потік з веб-камери. Обробка методом ReadCOM полягає в конвертації отриманих даних у проекцію прискорення вільного падіння. Згідно з технічною документації на визначений тип давача, можна отримати потрібну проекцію:
g= (V _out*0.001)*(V_DD/S),
де V_DD=3.3V, S=800mV/g.
Методи DrawGraphX, DrawGraphY, DrawGrapZ відповідають за будування графіків зміни координат. Методи Map та Calibrate відповідають за переведення координат до іншої системи координат для синхронізації даних з трьохвимірною моделлю. До складу програми входять допоміжні бібліотеки:
- Tao.Framework – це вільно-розповсюджувана бібліотека з відкритим вихідним кодом. До складу бібліотеки входять усі сучасні засоби, які можуть знадобитися у процесі розробки мультимедійного програмного забезпечення: реалізація бібліотеки OpenGL, реалізація бібліотеки FreeGlut, DevIL, та багато інших.
- Emgu.CV – це вільно-розповсюджувана кросплатформена обгортка для .NET бібліотеки обробки зображень OpenCV від компанії Intel, бібліотека найчастіше використовується в системах машинного зору.
- ZedGraph – вільно-розповсюджувана бібліотека класів для будування 2D ліній та діаграм.
Основною метою випробування була оцінка первинних параметрів та характеристик руху відповідного транспортного засобу (автомобілю), достовірності визначення його місця розташування, швидкості, динаміки руху (прискорень). Крім того визначалася функціональна стабільність бортового інформаційно-комунікаційного комплексу, надійність його транспортно-експлуатацій-них характеристик. Основна увага приділена оцінці якості вимірювання, точності первинних параметрів, їх відповідності оцінці стану середовища руху автомобілів, опосередкованих розрахунків рівності та зчіпних якостей покриття дороги.
Можна відзначити, що дослідний зразок бортового інформаційно-комунікаційного комплексу має надійну механічну компоновку, може експлуатуватися в умовах із наявністю електромагнітних завад та забезпечує рішення задачі прив‘язки результатів оцінки рівності та зчепних якостей покриттів автомобільних доріг до місця розташування базового транспортного засобу, що відповідає поточному відліку, з урахуванням зміни швидкості автомобіля під час вимірювань.