CC BY
35
Вторым немаловажным фактором является корректность отображения на различных типах устройств. В настоящее время большинство людей являются владельцами смартфонов и планшетов, поэтому оптимизация под мобильные устройства является ключевым направлением при разработке системы. Благодаря адаптивному дизайну система способна работать на различных типах устройствах и разрешениях экрана (персональный компьютер, планшет, мобильный телефон).
Существенное преимущество построения веб-приложений для поддержки стандартных функций браузера заключается в том, что функции должны выполняться независимо от операционной системы данного клиента. Вместо того чтобы писать различные версии для Microsoft Windows, Mac OS X, GNU/Linux и других операционных систем, приложение создается один раз для произвольно выбранной платформы и на ней разворачивается. Однако различная реализация HTML, CSS, DOM и других спецификаций в браузерах может вызвать проблемы при разработке веб-приложений и последующей поддержке.
Важную роль в программном обеспечении для спутникового мониторинга играет картографическая основа. Чем более детализированные и качественные карты используются в системе, тем удобнее пользователю вести мониторинг и следить за местонахождением транспортных средств. В настоящей системе используются карты российской компании Спутник, построенные на основе данных открытого картографического сервиса
OpenStreetMap, т.к. они имеют наилучшую детализацию российских городов.
Разработка отдельного приложения под платформу Android связана с её широкой распространённостью, свыше 7 0% всех мобильных устройств работает на данной платформе. В виду их аппа-ратно-технических ограничений, таких как размер экрана, мощности и энергозависимости, возникает необходимость создания приложения, которое бы предоставляло информацию в удобном для восприятия на небольших экранах виде, не требовало больших мощностей устройства, и было бы энергоэффективным и отзывчивым [2]. Всё это влечёт к повышению комфорта пользования системой для людей, пользующихся устройствами, работающими под управлением данной платформы.
Приложение разработано с использованием комплекта средств разработки Android SDK и объект-
но-ориентированного языка программирования общего назначения Java . Основным критерием выбора комплекта средств разработки было то, что он является рекомендуемым инструментом [3] для создания приложений под платформу Android и включают в себя весь необходимый и достаточный набор утилит. Выбор языка программирования обоснован тем, что Android SDK предоставляет программную платформу (framework) и большой набор сопутствующих библиотек для разработки на языке программирования Java.
В приложении имеется внутренняя база данных [4], работающая на системе управления базами данных SQLite. Выбор данной СУБД обоснован тем, что она является компактной и встраиваемой, инструментарий для работы с ней входил в предоставляемые Android SDK компоненты и структура самой базы данных достаточно простая и содержит в себе относительно небольшой объём данных. Таким образом, быстродействие, встраиваемость, компактность и простая интеграция стали основным критерием выбора данной СУБД.
Доступ к данным, как и в веб-клиенте, осуществляется по протоколу HTTP. Взаимодействие с серверной частью заключается в асинхронном запросе необходимых данных и определённой стратегии их хранения. Такие редко меняющиеся данные как список остановок, список маршрутов и др. записываются в базу данных единоразово при загрузке данных по городу и подлежат периодическому обновлению, в то время как данные прогнозов запрашиваются каждый раз заново. Это позволяет уменьшить нагрузку на сеть, что ведёт к увеличению производительности и отзывчивости пользовательского интерфейса.
Заключение
Положительные стороны данного подхода состоят в следующем. В первую очередь достигается максимально эффективное взаимодействие с сетью. Построение интерфейсов при помощи рекомендуемых принципов ведёт к быстрому освоению, удобству пользования, а так же высокой степени отзывчивости системы. Всё это становится возможным при помощи использования особенностей работы самой операционной системы и выбранных инструментов разработки.
Использование современных технологий разработки программного обеспечения положительно влияет на сложность и скорость разработки, уменьшает затраты на поддержку.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ожерельев М.Ю. Повышение качества информационного обеспечения транспортно-телематических систем в городах и регионах: на примере диспетчерского управления пассажирским транспортом : диссертация кандидата технических наук : 05.22.01 / Ожерельев Максим Юрьевич - Москва, 2008. - 184 с.
2. Ермолаев В.А., Юрков Н.К. Риски отказов сложных технических систем -Пенза, «Труды международного симпозиума Надежность и качество», 2014.
3. Садыхов Г.С., Савченко В.П., Казакова О.И. Расчет средних показателей ресурса в заданном режиме эксплуатации через характеристики надежности другого режима. -Пенза, «Труды международного симпозиума Надежность и качество», 2014г
4. Белов А.Г. Влагозащитное покрытие печатных узлов в датчике утечки воды / Белов А.Г., Баннов В.Я., Трусов В.А., Кочегаров И.И., Лысенко А.В., Юрков Н.К. // Современные информационные технологии. 2014. № 19 (19). С. 265-272.
5. Сивашёв А.А. Система информирования пассажиров о движении наземного пассажирского транспорта. Опыт внедрения / Сборник лучших докладов студенческой научно-технической конференции 17 апреля 2014 г. - МГТУ ГА - 2014.
УДК 681.324 Штыков Р.А.
Муромский институт Владимирского государственного университета, Муром, Владмирская обл., Россия
РАЗРАБОТКА ЧИСЛЕННОГО АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХ ГРУПП ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ НИТЕЙ
Для увеличения пропускной способности и надежности функционирования конкретного участка магистрального газопровода (МГ) прокладываются параллельные нитки с общими входами и выходами.
Если параллельные нити имеют одинаковые гидравлические характеристики (диаметры Д и эквивалентные шероховатости к ), то расход газа по ним будет одинаковый. В работах [1,2,3] приведены формулы распределения расхода газа по
ниткам горизонтального газопровода в изотермическом режиме в зависимости от гидравлических параметров параллельных нитей. Эффективным способом для расчета изотермического режима оказалось введение коэффициента расхода кр , что
облегчает реализацию формул при расчете гидравлической сети [4,5]. В работах [6] получены формулы распределения расхода между параллельными нитями наклонного ТП для различных режимов
течения и доказана общность формул для трубопроводного транспорта сжимаемых и несжимаемых сред. Общая структура функционирования МГ как
т
4(0
Элемент 1
МГ
изотермическом режиме, так и с учетом теплообмена с окружающей средой представлены на рис.
Элемент 2 МГ 4(0 „
4 «-г: ~4(0
1
I
Рисунок 1 - Структура магистрального газопровода, состоящая из п элементов разбиения
Анализ опубликованных работ и структура функционирования МГ показывают, что построения математических моделей и алгоритмов анализа функционирования МГ при различных режимах представляются достаточно разнообразными и поэтому требуется детальное рассмотрение и решение этих задач.
Постановка задачи
Положим, что П[ трубы имеют одинаковые пока-
показатели Л,
затели Щ , к^ , а П2 показатели ,
каждой нити из этих групп расход будет одинаковый (Мх и М2 ). Поэтому общий входной расход газа распределяется следующим образом М = пхМ 1 + п2М2 . Для значения давления на конце участка, согласно аналогу закона Кирхгофа, имеем равенство давлений по обеим группам: РК щ = Рк (2)
Л
Р - Р
1 и 1 I
Х1КМ,
К (I) ■
Отсюда получаем уравнение:
к025М1(
Тс1 -{Ты-Тс)-
следующее
-а;1
а
I = 1,2
/
А" к
5.25
Тс1-
(Ты - Тс)-
-а11 -1
трансцендентное \
необходимо М - п1М 1
ТС1 - (Ты - Тс)-
-а21
(1)
учитывать
. П
Мер
Для решения уравнения (1) нами разработан численный алгоритм на основе метода разделения отрезка пополам (рис. 3). В качестве начальных границ отрезка для М1 служат 0 и М / П1 . Если
при заданном 8 -м приближении значения М[ значение правой части (1) оказалось больше значения левой части, то М[ следует увеличить; иначе М1 следует уменьшить. Процесс приближения продолжается до выполнения одного из условий: либо |М1(^) -М(*-1)| <еМ , либо абсолютная разница значений сторон (1) меньше Бу , или при выполнении обеих условий, Бм - заданная точность вычисления.
После того, как определены значения М1 и
М 2
переходим к определению значения темпера-
туры газа на конце участка. При слиянии этих потоков средняя температура газа определяется
п1М1ТК(Г) + П М. 2Тк(2)
по формуле Тср =-
М
Аналогичные рис. 2. результаты получены и сравнены для одиночной трубы с диаметром Л = 1020 мм , для двух параллельных труб с диаметрами
т, к
-Тн=303. 15 К
М, КГ/С
50 130 210 290 370 450
Рисунок 2 - Изменение температуры газа в газопроводе с длиной Ь=100 км и диаметром П=1020 мм в зависимости от массового расхода М
Кон еи
Рисунок з - Ь'лок-снема численного алгоритма расчета многониточного участка МГ с двумя группами гидравлических показателей
или
где
и
п
2
Б = 720 мм и для четырёх труб с диаметрами Б = 520 мм . Такой выбор диаметров и количества
нитей объясняется близкими общими площадями поперечных сечений перечисленных вариантов.
С увеличением расхода газа на расстоянии Ь = 100 км наблюдается увеличение температуры
газа на конце участка. На фоне общего роста температуры газа на конце участка данный факт объясняется влиянием роста расхода газа в связи с изменением диаметра трубы. Приближённо можно принимать (как в случае изотермического режима)
М ~ Б5
и тогда в комплексе
(e aL — \)jа преобла-
дает экспоненциальная часть.
Алгоритм, который представлен для расчёта температуры и давления на конце параллельных труб с разными гидравлическими показателями, апробировали для случаев 1020+720(мм), 1020+520(мм), 7 2 0+52 0(мм).
На рис. 4. представлены изменения давления на конце по переменной длине участка при M = 200 кг/с для диаметров D = 1020 и D = 520 мм . Как и в случае одиночного участка МГ при большей температуре газа, давление падает интенсивно, а при большем входном значении -давление падает медленнее.
При большем диаметре второго участка ( D = 720 мм ) давление падает меньше, о чём свидетельствуют продолжения кривых давления за расстоянием 100 км. При малом значении диаметра (т.е. при 720+520(мм)) наибольшая длина участка составляет ~4 6 км.
Перераспределение массового расхода, как следует из приведённых формул, не зависит от входного давления. Но оно зависит, хоть в малом интервале, от входного значения температуры. Например, при диаметрах 1020+720(мм) имеет место Mi/M2 = 0.7138 при изотермическом режиме. С увеличением длины участка это значение убывает, и чем больше входное значение температуры газа, тем интенсивнее. На 100-м км для TH = 353.15 ,
323.15 и 303.15K имеем значения 0.7096, 0.7111 и 0.7121.
Р.МГа
0 20 40 60
Рисунок 4 - Изменение давления на конце сдвоенного участка с длиной Х и диаметрами П=1020 и П=520 мм. Кривые получены при Тн=303.15 К, 4-6 - Т=323.15 К, 7-9 - Тн=353.15 К при значениях входного давления РН=5.6 МПа (1,4,7), Рн=4.6 МПа (2,5,8), Рн=3.6 МПа
-Тн=303.15 - Тн=323.15 Тн=353.15
0.849
подключенной к трубе с диаметром 0=520 мм, М=200 кг/с
Для диаметров 720 и 520 мм соответствующие показатели составили 0.7014, 0.6976, 0.6989 и 0.6998. А для диаметров 1020 и 520 мм данные представлены графически на рис. 5.
В зависимости от расхода газа формируется изменение температуры газа по длине газопровода. Результаты показывают, что с увеличением разности Тн — Тс теплообмен между газом и окружающей средой протекает быстрее. На конце 100 км -го участка для труб с 1020 и 720 мм при Тн=3.53.1.5 К имели 293.54 и 280.72 К; а при 720 и 520 мм - 303.83 и 288.73 К. Такая же картина наблюдается и для других значений ТН. Причину, по - видимому, надо искать в поведении комплекса (е аЬ — 1)/а' . В целом, для средней температуры газа также наблюдается такая закономерность.
На рис. 6 показано изменения средней температуры газа на конце участка с диаметрами 1020 и 720 мм. График свидетельствует, что при большей разности входной температуры газа ТН и температуры окружающей среды ТС значение температуры газа изменяется быстрее.
Т,К
360
34 0
320
300
280
-Тн=303.15 -Тн=323.15 Тн=353.15
X, км
1 21 41 61 81
Рисунок 5 - Изменение доли массового расхода газа трубы с диаметром 0=1020 мм, параллельно
о 20 40 ео ео юо
Рисунок 6 - Изменение среднего значения температуры газа на конце участка с диаметрами 1020+720 мм
При реализации предложенного метода расчета температуры и давления газа в гидравлической сети необходимо учитывать особенности структуры газопровода. Если в перегоне перемычки отсутствуют, то описанный выше алгоритм применяется без каких - либо изменений. Но при наличии перемычек следует учитывать одинаковые значения давления по ниткам при разных значениях температуры газа в нитках с разными гидравлическими показателями.
Общая закономерность, которая выявлена из проведенных расчетов, заключается в уменьшении средней температуры и увеличении давления на конце участка при увеличении массового расхода газа, что совпадает с известными результатами [5].
Графические интерпретации и сравнительный анализ с известными результатами других авторов [5, 6] показывают их хорошее совпадение. Полученные аналитические формулы и предложенный численный алгоритм являются эффективным средством при определении параметров параллельных МГ с учетом неизотермического режима перекачки газа.
Выводы
Таким образом, в данной работе:
- разработаны математическая модель и алгоритм гидравлического расчета элементарного участка газопровода с Й1 нитями с Б и ¿1 и Й2 нитями с Б2 и ¿2 в неизотермическом режиме с использованием формулы Шухова;
- проведен вычислительный эксперимент по изучению изменения давления, температуры и перераспределения массового расхода между одинаковыми и разными параллельными газопроводами;
- выявлено, что с увеличением входной температуры и расхода газа, а также уменьшением
входного давления по длине газопровода давление падает интенсивнее;
- при обеспечении одинаковой площади поперечного сечения элементарного участка при большем количестве параллельных нитей давление газа падает быстрее;
- в неизотермическом режиме с увеличением входной температуры газа и длины участка доля массового расхода, соответствующая трубе с большим диаметром, падает быстрее.
ЛИТЕРАТУРА
1. Штыков Р.А. Расчет магистральной сети теплоснабжения на основе квазиодномерного моделирования: Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2 012. Т. 1. С. 206-209.
2. Штыков Р.А. Идентификация параметра сопротивления трубопроводов методом аппроксимации по параболическому закону: Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 186-188.
3. Штыков Р.А. Уточненная модель определения пропускной способности линейного участка газопровода: Метрология. 2014. № 8. С. 25-32.
4. Бордюгов Г.А., Апостолов А.А., Бордюгов А.Г. Фигутивные потери природного газа//Газовая промышленность. 1997. № 10.
5. Козаченко А.Н. Основы эксплуатации газотурбинных установок на магистральных газопроводах: Учебное пособие: ГАНГ им. И.М. Губкина. - М.: 1993.
6. Трусов В.А. Однопозиционный модуль управления шаговым двигателем / Трусов В.А., Кочегаров И.И., Горячев Н.В., Юрков Н.К. // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2015. № 7-3. С. 131-133.
7. Козаченко А.Н., Никишин В.И. Основы ресурсоэнергосберегающих технологий трубопроводного транспорта природных газов. Учебное пособие: ГАНГ им. И.М.Губкина. - М.: 1993.
УДК 004.932.2
Сацыков C.C., Терехин А.В.
ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» - Муром, Владмирская обл., Россия
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПОЗНАВАНИЯ НА ПАРАХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРОЕКЦИЙ РЕАЛЬНЫХ ТРЕХМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ
Введение
Сжатое визуальное представление является одним из самых важных достижений в системах автоматического распознавания (САР) [1, 2], которые используются для установки поверхностно-монтируемых изделий (ПМИ) на печатных платах. На ранних стадиях развития автоматизации операция «захват - установка» была основана на работе механических упоров (фиксаторов), переключателей, и зависела от точности инструментов, что обеспечивало монтаж ПМИ в нужном месте с правильным расположением выводов относительно контактной площадки. По мере повышения плотности размещения и разнообразия радиокомпонентов, эта технология оказалась слишком медленной для поддержания больших объемов производства. Главным стимулом для перехода от механического центрирования к установке с помощью машинного зрения стало уменьшение размеров выводов на элементах. Кроме того, наблюдается устойчивый рост числа устройств сложной формы - катушек индуктивности, светодиодов, поверхностно-монтируемых разъемов и т.д. В результате получаются печатные платы с огромным разнообразием радиокомпонентов. Поэтому значительно дешевле и быстрее перепрограммировать компьютерные САР для распознавания этих элементов, чем переоборудовать
машины, работающие на основе механических реле и фиксаторов.
САР отвечают за позиционирование радиокомпонента и печатной платы (или ее участка) относительно друг друга с необходимой точностью. В них используются электронные камеры и оптика совместно со специализированным программным обеспечением для управления шаговыми двигателями. Для осуществления этой цели установочный автомат должен идентифицировать радиокомпонент в револьверной или портальной головке и установить положение этих головок относительно платы. В то же время установочный автомат должен установить ее позицию. Программное обеспечение связывает эти два требования, поскольку программирует автомат с помощью рисунка, который и определяет место размещения каждого из ПМИ.
Теоретическая часть
Радиодетали имеют различные по яркости и цвету поверхности ортогональных проекций. Они являются сложными в связи с тем, что имеют проекции одинаковой формы. Выбор предмета исследования обосновывается массовостью производства данного продукта, и механическим процессом установки на печатные платы, который можно автоматизировать при помощи разработанного подхода [3, 4]. На рис. 1 представлен пример пары изображений, полученных с двух камер.
Щ 1 Jk, * й 1 £
W4 - feül
¡ig)
Рисунок 1 - Пример пары проекций радиодеталей
