Реферат. 23 Реферат. Практикум по инновационной деятельности в организации наименование дисциплины
 Скачать 39.79 Kb.
|
«Анализ перспектив инновационного развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта.»
ВЫПОЛНИЛ:
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2021 г. СОДЕРЖАНИЕСОДЕРЖАНИЕ 2 ВВЕДЕНИЕ 3 1 Описание критической технологии 4 1.1 Характеристика создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления 4 1.2 Основное назначение развития методов и средств 4 1.3 История развития 6 2 Конкурентный анализ рынка технологии создания высокоскоростных транспортных средств 9 2.1 Инновационная активность ведущих предприятий 9 3 Анализ перспектив инновационного развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств в России 12 3.1 Особенности развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств в России 12 3.2 Тенденции развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств 15 3.3 Оценка перспектив инновационного развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств 16 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18 Список используемых источников 20 ВВЕДЕНИЕСогласно Концепции долгосрочного развития России до 2020 года, а так же прогноза социально экономического развития до 2030 года выделены ряд критических технологий, которые требуют развития. Развитие критических технологий и решение проблем по стратегическим направлениям призвано мобилизовать усилия научно-производственного потенциала страны и обеспечить технологический прорыв. Развитие Интеллектуальных систем является одним из средств для технологического прорыва. ИТС создаются для решения социально-экономических проблем транспортного комплекса: повышение скорости перемещения людей и грузов, безопасности на транспорте, повышения экологичности транспорта, внедрения национальных разработок и их продвижение за рубеж. Рынок интеллектуальных систем является наиболее перспективным в мире, но в России он пока находиться на стадии начального развития. В статье рассматриваться современные уже существующие технологии интеллектуальных транспортных систем и задатки их дальнейшего развития, так же выделяются свойства, которые необходимы для развития интеллектуальных систем в транспортной отрасли в будущем. 1 Описание критической технологии1.1 Характеристика создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управленияВремя перемен диктует свои условия, которые требуют стремительного развития. Высокие скорости должны быть не только в сфере прогресса, но и в сфере передвижения, ведь от этого так же зависит быстрота интеграции и доступность информации. Сейчас проблема транспортной доступности и экологичности является глобальной. Согласно Концепции долгосрочного развития России до 2020 года, а так же прогноза социально экономического развития до 2030 года выделены ряд критических технологий, которые требуют развития. Перечень приоритетных и критических технологий России разработан утвержден Президентом РФ и является основополагающим документом, направляющим инновационное развитие страны. Развитие критических технологий и решение проблем по стратегическим направлениям призвано мобилизовать усилия научнопроизводственного потенциала страны и обеспечить технологический прорыв. 1.2 Основное назначение развития методов и средствФормирование и дальнейшее функционирование транспортного комплекса непосредственно опирается на реализацию работ в области таких критических технологий (КТ), как: - «Технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта»; Основное назначение развития методов и средств в рамках критической технологии «Технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта: 1) создание высокоскоростных транспортных средств на новых физических принципах; 2) создание двигателей для высокоскоростных транспортных средств (автомобильных, железнодорожных, водных, авиационных); 3) создание новых типов источников питания и аккумулирования энергии на основе высокотемпературных сверхпроводников; 4) исследование и разработка методов организации безопасного управления высокоскоростными транспортными системами; 5) разработка и исследование методов передачи энергии на высокоскоростной подвижной состав; 6) создание новых конструкционных материалов для высокоскоростного подвижного состава; 7) создание новых элементов конструкций транспортной инфраструктуры для организации высокоскоростного движения; 8) глобальное и высокоточное координатно-временное обеспечение в любой момент времени; 9) разработка автоматизированной системы управления автомобильными дорогами, включая скоростные магистрали; 10) разработка автоматизированной системы управления высокоскоростными транспортными средствами, включая скоростные магистрали; 11) разработка автоматизированной системы транспортной информации (в том числе подсистемы информации для контроля, планирования и управления и подсистемы информации для участников движения); 12) разработка автоматизированной системы обеспечения безопасности, включая подсистемы оперативного управления парком специальных транспортных средств (МЧС России, МВД России, скорая медицинская помощь), выявления дорожно-транспортных происшествий, видеонаблюдения за объектами транспортной инфраструктуры и транспортными потоками и выявления нарушений Правил дорожного движения; 13) разработка тренажеров авиадиспетчеров для безопасного обучения на рабочем месте, бортовые тренажеры для безопасного обучения летчиков; 14) разработка тренажеров для совместного безопасного обучения пилотов и диспетчеров на рабочих местах и аэродромных диспетчерских систем, не зависящих от погодных условий и времени суток; 15) разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами подготовки и пуска средств выведения; 16) разработка и внедрение автоматизированных систем обеспечения координации деятельности служб наземной космической инфраструктуры; 17) разработка технологий создания распределенных интеллектуализированных систем управления и контроля средств выведения; 18) разработка технологий создания прецизионных автоматических поворотных платформ для наведения целевой аппаратуры; 19) разработка технологий управления движением и навигации перспективных многоразовых транспортных систем различных компоновочных схем. 1.3 История развитияТенденция экологичных технологий набирает обороты и это становится не просто привилегий, а обязательные условием тех изобретений, которые претендуют на звание инновационных. Толчком для развития новых транспортных систем, кроме экологии, так же служит появление и развитие альтернативных видов транспорта, так, например, сейчас, железнодорожный транспорт перестал быть альтернативным. С мировой арены его вытеснила авиация, которая значительно уменьшила стоимость перевозок, сейчас они сравнялись с железнодорожными перевозками, при выигрыше во времени. Те системы, к которым мы привыкли основываются на принципе «колесо-рельс» и «токоприемник – контактный провод», для которых предел скорости 360 км\час. Наиболее приоритетен для развитие транспортных систем будущего бесконтактный принцип, основанный на принципе передачи энергии через свойства магнитного поля и действующий в форме левитации ограничивающий максимальный предел скорости на уровне 500 км\час. Главная проблема, которая тормозит развитие транспортной отрасли в сфере высокоскоростного транспорта является сопротивление окружающей воздушной среды. Сглаживание корпуса средств передвижения для их лучшего обтекания, исключение трения о поверхность рельсами – это то, что смогли реализовать разработчики, но полное отсутствие трения сможет создать только вакуум. Согласно «Транспортной стратегии России до 2030 года» предусмотрено развитие высокоскоростного интеллектуального транспорта. Это приоритетно для таких больших компаний как ООО «РЖД», а также метрополитенов. Данное направление стараются развивать и сами транспортные компании и учены занимающиеся этими вопросами, компании активно сотрудничают с ВУЗами помогая реализовать разработанные студентами технологии транспорта. Разрабатывается проект основой которого является создание вакуумной среды для движения транспорта, это позволит в разы снизить сопротивление среды. Проект вакуумно-ликвидационного поезда сможет развивать скорость более 1000 км\час. Разработка выведет мировое транспортное сообщение на новый уровень, так как предполагает создание нового вида транспорта «вакуумно-левитационной» системы действующей по принципу конвейера. Разработка в России данного проекта выведет его на новый мировой уровень и позволит конкурировать в транспортной отрасли в мировых масштабах. Тем не менее, кроме положительных качеств, этот проект требует огромных денежных вложений, а также создание определенной инфраструктуры, которая на начальных этапах сделает этот вид транспорта дорогостоящим. Последние годы 20 века ознаменовались быстрым развитием пассажирского железнодорожного транспорта. В нашу жизнь вошли высокоростные поезда, скоростной предел которых 300 км/час, ранее предел достигал только 160 км/час. Передовиком развития транспортных систем железнодорожного транспорта является Япония: первая высокоскоростная линия в Японии (системы Синкансен) Токио — Осака была пущена в эксплуатацию в середине 1960-х годов. Линии Синкансен рассчитаны на скорость движения 210 км/ч; а на новых линиях, например, Токио — Мориока и Токио — Ниигата (линии Тохоку и Дзёэцу системы Синкансен), пущенных в эксплуатацию в июне и ноябре 1982 г., скорость допускается 260 км/ч. Новый тип транспортных систем характеризуется собственной линией путевода, которая позволяет совершать движение без вынужденных остановок, впервые такой тип был использован на линии Синкансен, действует она с помощью мотор-вагонного электроподвижного состава. По существу, в данное время ничего кардинально нового не было придумано еще со времен, когда не существовали компьютерные системы. То есть данный этап развития автоматизирует те технологии, которые были раньше, совершенствуя, облегчая человеческий труд. Это безусловно полезно и нужно, но не ведет к долгосрочному прогрессу. В последние десятилетние появилось множество технологий с новой основой, поэтому необходимо развивать транспортный комплекс активно внедряя их. Это вызовет коренные изменения в самой инфраструктуре, избежать их невозможно. 2 Конкурентный анализ рынка технологии создания высокоскоростных транспортных средств2.1 Инновационная активность ведущих предприятийРазвитие общества и экономики выдвигают повышенные требования к транспортному обеспечению, что сопровождается увеличением количества транспортных средств. В результате моторизации, урбанизации, роста численности населения, изменения плотности населения по всему миру на протяжении нескольких последних десятилетий наблюдается рост количества пробок на дорогах. Такое положение дел снижает эффективность транспортной инфраструктуры и увеличивает среднее время, затрачиваемое на дорогу, загрязненность воздуха и потребление топлива. Такой круг вопросов и призваны решать интеллектуальные транспортные системы, в рамках которой взаимодействуют человек – водитель или пассажир, транспортное средство и дорожная инфраструктура. Потребность в ИТС продиктована трудностями, вызванными ростом количества пробок на дорогах, и синергией информационных технологий и сетей связи. На международном уровне разработкой стандартов и рекомендаций ИТС/ITS (Intelligent Transport Systems) занимаются МСЭ-R ISO TC 204 и IEEE. На региональном уровне этим занимаются AWG, ARIB, TTA и другие организации. В Европе разработкой стандартов ИТС/ITS на региональном уровне занимаются ETSI TC ITS и CEN TC278. В России официальной трактовки термина ИТС не существует, несмотря на то, что уже есть первый стандарт. То есть, стандарт есть, а определения ИТС в нем нет. Можно пользоваться только определением Википедии. ИТС – это интеллектуальная система, использующая инновационные разработки в моделировании транспортных систем и регулировании транспортных потоков, предоставляющая конечным потребителям большую информативность и безопасность, а также качественно повышающая уровень взаимодействия участников движения по сравнению с обычными транспортными системами. Естественно ожидать, что специфика ИТС окажет существенное влияние на понимание проблем развития секторов связи и информационных технологий, , а также скажется на методах обеспечения ЭМС, технике передачи и приема информации. Это объясняет актуальность исследований, посвященных состоянию ИТС. Основные системы ITS, развернутые в мире, можно классифицировать как: системы электронного сбора платы за проезд, транспортные радары, информация и связь между транспортными средствами. В табл. 1. приведены определения некоторых систем ITS. Таблица 1 Определения некоторых систем ITS
Как видно из таблицы термин ВСКР понимается по-разному в зависимости от страны/региона. Поэтому в дальнейшем вместо него используются термины «устаревшие ITS» (уже существующие на рынке в течение нескольких лет) и «усовершенствованные ITS» (планируются к внедрению или уже на стадии внедрения). 3 Анализ перспектив инновационного развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств в России3.1 Особенности развития технологии создания высокоскоростных транспортных средств в РоссииНачать необходимо с создания принципов работы и нормативов, которые будут одинаковы для всех транспортных процессов и информационных систем на транспорте. Это должно обеспечить бесперебойность работы всей транспортной инфраструктуры страны. Единство так же возможно обеспечить использованием одних и тех же программных продуктов, оставляя за транспортными компаниями только право выбирать каким образом и в какой степени их использовать, но информационная сеть должна быть одна. Интеллектуальные системы управления, приходящие из-за рубежа не всегда можно адаптировать к российской системе, поэтому рациональнее разрабатывать новшества систем управления, не выходя за рамки страны. В РФ постепенно происходит вытеснение иностранных технологий нашими отечественными разработками, они внедряются на предприятия совместно с зарубежными. Использование ИТС опирается на человеческие ресурсы. От человека в данном контексте требуется способность к обучению и приспособлению в новой системе. Однако требования, в данном случае, есть так же и к самой ИТС, адаптивность и прогрессивность самой системы нужны для ее эффективности, то есть сокращению затрат человеческого труда, максимизации рационального использования трудовых ресурсов, возможностей для реализации потенциала работников. Современная ИТС должна совмещать в себе функции анализа, оценки и прогнозирования, так же выполняя контроль исполнения плановых решений. Таким образом современная система ИТС должна обладать единством, многофункциональностью, прогрессивностью и приспособленностью к различным условиям. Главным составляющим системы должно быть совмещение человеческого потенциала и автоматизированных электронных систем искусственного интеллекта. Часто принятие управленческих решений осуществляется в короткие сроки, то есть в условиях недостатка времени, особенно это характерно для транспортной отрасли, а в связи с развитие высокоскоростного транспорта это стало одной из важных проблем, связанных с управленческой деятельностью. Соответственно, на помощь должны прийти интеллектуальные системы в транспорте. Как известно, транспортная сеть — это сложный механизм, каждый день он находиться в движении и возникают ситуации, приводящие к задержкам транспорта, они могут быть вызваны и внутренними причинами, такими как поломка, и внешними, например, изменением погодных условий. Любое отклонения от запланированного графика вынуждает диспетчеров или самих водителей оперативно принимать управленческие решения, которые в условиях нестабильности могут быть не правильными или не эффективными, а главное не всегда безопасными. Для высокоскоростного транспорта такая ситуация тоже вполне возможна, ведь сейчас движение высокосортных поездов осуществляться не по выделенным для них линиям, а совместно с обычными транспортными средствами, что делает работу диспетчеров более ответственной, а саму ситуацию гораздо более небезопасной. Это еще большее усложняет задачу разработчикам интеллектуальных транспортных систем, так как ситуации в данном случае могут быть многовариантны, то есть не типовыми, и соответственно от интеллектуальной системы требуется обладать адаптивностью к меняющимся условиям. В Московском государственном институте путей и сообщения была создана абстрактная теория транспортных процессов и систем, она позволяет решать практические задачи. Предполагает создание системы управления на основе логических компьютерных моделей управления объектами в различных ситуациях, учитывая, что управление производиться над интеллектуальными объектами. Основываясь уже на том опыте эксплуатации интеллектуальных систем который есть сейчас, можно смело говорить о том, что они могут решить многие задачи быстрого управления и прогнозирования внеплановых ситуаций для высокоскоростного транспорта. Соответственно, использования таких «умных» систем целесообразно, за счет использования компьютерных систем, работающих на основе логических транспортных моделей и имитационного моделирования. Их внедрение в пункты диспетчерского управления обеспечит необходимую адаптивность систем управления к изменяющимся условиям транспортной сети и позволит предотвращать аварии, застои, поломки, и повысить эффективность самой транспортной системы. Нерешенным остаётся вопрос о том, как именно управлять высокосортным транспортом. На данный момент проходят испытания новой интеллектуальной системы управления транспортом, но ее работа не до конца отлажена. Так, при испытаниях на метрополитене в Санкт-Петербурге выяснилось: серьезные поправки в информационно-транспортную архитектуру вносят асинхронные тяговые двигатели с принудительным охлаждением поездов повышенной мощности, которыми оснащены высокоскоростные поезда. Когда состав с двигателями подобного типа испытывали в метро, то его выход на рабочий режим с разгонами и торможением едва не вывел из строя оборудование автоблокировки: устройство тональных рельсовых цепей с трудом выдерживало. Специалисты компьютерных железнодорожных технологий университета путей и сообщения Санкт-Петербурга разрабатывают новую комплексную систему диспетчерского управления (КАС ДУ). КАС ДУ охватывает системы сигнализации и связи, электроснабжения, электромеханики, эскалаторов и Автоматизированную систему учета и анализа работы метро (АСУ АРАМ). Программно-аппаратные средства КАС ДУ обеспечивают интеграцию работы оборудования поездов со станционными устройствами автоведения и исполнения графиков движения. Для организации технологического процесса управления работой поездов все источники информации (серверы, автоматизированные рабочие места, контроллеры) объединены в общую локальную вычислительную сеть. В результате формируется единое информационное пространство для интегральной оценки при принятии оперативных решений в процессе управления перевозками, а также для дополнительных сервисов. Такая система совмещает в себе функции: и автоматического режима, и возможность включения диспетчера при необходимости внесения изменений. Это позволяет автоматически организовывать перевозочный процесс и в режиме реального времени делать вынужденные поправки. В итоге, аналогичный принцип должен лечь в основу всех транспортных систем управления высокоскоростным транспортом. Для транспортной сети, которая должна взаимодействовать в пределах все страны такой процесс организовать сложнее. Однако, применение спутниковых технологий решает эту проблему. Передача информации должна быть быстрой и минимизировать участие человека как в процессе управления, так и в информационном обмене. Таким образом, главная задача интеллектуальных систем на транспорте обеспечить логический контроль развития событий и генерацию различных видов подсказок. 3.2 Тенденции развития технологии создания высокоскоростных транспортных средствС каждым годом увеличивается объем информации, связанный с развитием интеллектуальных транспортных систем. Увеличивается количество конференций, создаются медийные ресурсы, рекламируются новые технологии. Для России важным является быть в курсе основных событий относительно новинок технологий. По возможности вклиниваться в процессы обсуждений, генерации идей, апробации новинок и т.п. Ярким примером в этом является обсуждение и планирование реализации такой технологии как Нyperloop. В России еще не оформились профессиональные, научные, образовательные и другие виды центров, которые бы целенаправленно занимались вопросами интеллектуальных транспортных систем. Сама отрасль транспорта в Украине находится на перелом- ном этапе. Акцент сейчас делается на транспортной инфраструктуре. В меньшей степени уделяется внимание вопросам транспортных технологий. Поэтому необходимы объединяющие публикации и исследования, которые бы систематизировали современные тенденции. 3.3 Оценка перспектив инновационного развития технологии создания высокоскоростных транспортных средствПроизводители инновационной (нанотехнологической) продукции получают средства из бюджета государства не в виде дотаций или инвестиций, а в виде оплаты за реально применимую в производстве (дорожном строительстве) продукцию. Данный подход стимулирования инновационных (нанотехнологических) компаний рыночными методами обеспечивает коммерциализацию результатов исследований в реальный сектор экономики. При этом даже если пользование объектом осуществляется на безвозмездной основе, государство получает возможность повышения бюджетной эффективности расходования государственных средств за счет: применения инноваций и достижения бюджетной экономии в долгосрочной перспективе в связи с минимизацией расходов на содержание дорожного объекта; повышения бюджетной эффективности за счет сокращения сроков строительства объект и ввода его в эксплуатацию (так как платежи частному партнеру осуществляются равными долями только после ввода дорожного объекта в эксплуатацию); повышения бюджетной эффективности в связи с отсутствием необходимости авансировать работы по проектированию и строительству объекта дорожной инфраструктуры (так как платежи частному партнеру осуществляются равными долями только после ввода дорожного объекта в эксплуатацию). При строительстве автомобильных дорог эксплуатируемых на бесплатной основе активно развиваются модели эффективных партнёрских взаимоотношений государства и частного бизнеса, эти отношения строятся на основе различных форм государственно - частного партнёрства (ГЧП), из которых наиболее распространёнными на практике являются концессии, адаптируемые в соответствии с законодательством под условия бесплатного пользования дорогами. ЗАКЛЮЧЕНИЕИнтеллектуальные транспортные системы - ИТС имеют существенные отличия от информационных систем ИИС (комплекс технических, программных, лингвистических и логико-математических средств для реализации различных задач по осуществление поддержки деятельности человека и самостоятельном принятии решений). 1. Информационные системы в качестве основы используют информацию, а ИТС в первую очередь пространственные знания и во вторую информацию. 2. Информационные системы обрабатывают информацию и предлагают варианты решений, которые принимает человек. ИТС используют знания и информацию и не только предлагают решения, но и сами осуществляют действия по принятию решений без участия человека. 3. Кроме того, в отличии от ИС ИТС требуют наличия двух подсистем: поддерживающей и обеспечивающей. 4. ИИС в качестве основы используют знания, а ИТС в первую очередь пространственные знания и геознания. Интеллектуальное управление является одним из ключевых направлений комплексного повышения эффективности деятельности ОАО РЖД и основой развития управления. Интеллектуальное управление использует различные виды интеллектуальных систем ИИС, ИТС и интеллектуальные логистические системы (ИЛС- интеллектуальные логистические системы). Эти три вида управления различаются качественно. В перовом случае (ИИС) управление связано с объектом и средой или информационной ситуацией, во втором (ИТС) с системой объектов, в третьем случает (ИЛС) с потоками информации и материальными потоками. Интеллектуальное управление транспортными системами использует пространственную информацию. Интеллектуальное управление призвано на порядки уменьшить информационной объем поступающий к человеку и создать переходную ситуацию к эффективному внедрению нового управления, особенно с высокоскоростным транспортом. Интеллектуальный подход в управлении - перспективное направление в области транспорта, для управления развитием слабоструктурированных объектов, систем, ситуаций. Использование интеллектуальных технологий повышает обоснованность принятия управленческих решений в сложной и быстроизменяющейся обстановке. Применение интеллектуального моделирования открывает новые возможности прогнозирования и управления в сфере транспорта. В целом интеллектуальное управление позволяет: прогнозировать последствия тех или иных управленческих решений; разрабатывать оптимальные стратегии управления в быстроменяющейся обстановке с учётом воздействия внешних, внутренних, труднопредсказуемых, скоротечных, долгосрочных и иных видов тенденций и факторов. Интеллектуальное управление позволяет решать задачи обеспечения единый транспортной политики. Список используемых источников1. Интеллектуальные транспортные системы. URL http://www.connect.ru/article.asp?id=9558 (дата обращения: 7.05.2016). 2. ГОСТ Р ИСО 14813-1 «Рекомендуемая модель архитектуры для сектора ИТС». 3. Салютина Т.Ю., Кузовков А.Д. Анализ методов и подходов к измерению процессов информатизации и движения к информационному обществу // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2016. – Т. 10. – № 6. – С. 52-57. 4. Салютина Т.Ю., Ромашин А.А. Анализ управления бизнес-процессами компаний связи // TComm: Телекоммуникации и транспорт, 2012. – Т. 6. – № 12. – С. 90-93. 5. Шаравова О.И. Рыночная среда инфокоммуникаций и отраслевая структура рынка // T-Comm Телекоммуникации и транспорт, 2014. – Т. 8. – № 7. – С. 92-94. 6. Шорин О.А., Бокк Г.О. Анализ электромагнитной совместимости стандартов четвертого поколения // Первая миля, 2016. – № 1 (54). – С. 44-53. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
