Оценка сложности управления болидом формулы–1 С. А. Панфёров




Скачать 77.73 Kb.
Дата01.08.2016
Размер77.73 Kb.
ОЦЕНКА СЛОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ БОЛИДОМ ФОРМУЛЫ–1
С. А. Панфёров
Саратовский государственный университет, Саратов, Россия
Работа посвящена исследованию зависимости точности оценки сложности трассы от точности описания. Оценка сложности трасс гоночной серии Формула-1 только по коду трассы в стандартных участках была исследована Епифановым А.С. на основе метода оценки сложности геометрических кривых, разработанного Твердохлебовым В.А. , но им не рассматривался вопрос зависимости точности оценки от точности описания трасс. Для решения этой задачи Твердохлебовым В.А был разработан метод, опубликованный в [1]. Метод включает размещение трассы в клеточном поле с последующим уменьшением клеток. В методе каждая клетка представляется 56-ю возможными вариантами прохождения кривой через клетку. При уменьшении сторон клетки меняется код прохождения кривой трассы по клеточному полю.

В работе на основе использования метода оценки сложности управления движением по известному маршруту, предложенного и разработанного Твердохлебовым В.А в работе [2], проводится анализ 20 трасс официальных этапов автомобильной гоночной серии «Формула-1».




  1. Метод кодирования гоночных трасс и оценка сложности

Для анализа гоночных трасс проведено исследование свойств плоских кривых, представляющих собой масштабируемые карты реальных трасс. Карты трасс официальных этапов гоночной серии и детальная информация о каждом этапе извлечены из [3].

Для построения кода геометрического образа трассы вводится сетка, изображённая на рис. 1(a), которая накладывается на карту трассы. Каждая клетка сетки наделена структурой, изображённой на рис. 1(b).
копия conf.png
Рис. 1. Изображения трассы «Альберт Парк» с наложенной сеткой (a) и структуры клетки с разбиением периметра клетки на полуинтервалы 1,2, … , 8.

Из работы [1] Твердохлебова В.А. известно что, кривая трассы пересекается с периметрами некоторых клеток и точки пересечений однозначно размещаются на полуинтервалах периметров клеток.

Графическая интерпретация возможных вариантов связей

полуинтервалов в клетке и коды вариантов связей показаны на рис. 2.



рисунок5.png
Рис. 2. Схемы связей, определяемых пересечениями геометрической кривой с полуинтервалами в периметрах клеток
Рассмотрим на примере трасс «Альберт Парк» и «Монца» процесс получения кодовой последовательности геометрических образов этих трасс и сравним их по сложности. На рис. 3(a) изображена карта трассы «Альберт Парк» с наложенной сеткой. Клетки пронумерованы в порядке прохождения через них геометрической кривой трассы. Аналогично на рисунке 3(b) изображена трасса «Монца».


копия (2) conf.png
Рис. 3. Маршруты геометрических кривых трасс «Альберт Парк» (a) и «Монца» (b)
На рис. 4 изображёны геометрические образы этих трасс, получаемые при наложении сетки с данным размером клеточного поля.
копия (3) conf.png
Рис. 4. Геометрические образы трасс «Альберт Парк» (a) и «Монца» (b)
Таким образом, согласно схеме связей, определяемых пересечениями геометрической кривой с полуинтервалами в периметрах клеток, получаются следующие символьные коды для этих трасс:
ξ1 = (1) a47, (2) a47, (3) a46, (4) a18, (5) a36, (6) a15, (7) a24, (8) a73, (9) a81, (10)a63, (11) a81, (12) a64, (13) a76, (14) a13, (15) a83, (16) a81, (17) a68, (18) a31, (19) a67, (20) a47;
ξ2 = (1) a38, (2) a38, (3) a38, (4) a37, (5) a45, (6) a25, (7) a26, (8) a14, (9) a72,

(10) a54, (11) a72, (12) a54, (13) a73, (14) a83, (15) a83, (16) a83, (17) a81,

(18) a67, (19) a48, (20) a38;
Далее на примере этих двух трасс показан расчёт оценки сложности управления движением по этим трассам с применением спектра динамических параметров.

По нулевому уровню спектра: Ω01) = 2 и Ω02) = 3 (глубина памяти правила).

Рассмотрим функцию оценки сложности управления движением по маршруту как аддитивную функцию, в которой отдельными слагаемыми представлены движения по участкам трасс с использованием минимальных по глубине правил. Из уровня спектров Ω11) и Ω12) выбираем следующие числовые показатели.
Альберт Парк:

m = 1 движение по двум участкам трассы с первого по второй.

m = 2 движение по 18-и участкам трассы с 3-го по 20-й.
Монца:

m = 1 движение по трём участкам трассы с первого по третий.

m = 3 движение по 17-и участкам трассы с 4-го по 20-й.
Абстрактные числовые показатели h(ξ1) и h(ξ2), включающие слагаемые вида <глубина правила> * <число проходимых участков>, имеют значения:

h(ξ1) = 38;

h(ξ2) = 54.
Можно сделать вывод, что сложность управления движением по трассе «Монца» больше чем по трассе «Альберт Парк».


  1. Результаты вычислительного эксперимента

При проведении вычислительного эксперимента использовались три варианта сетки: крупная, средняя и мелкая с отношением длин сторон клеток между сетками 4:2:1 соответственно. Из результатов вычислительного эксперимента, проведённого для кодов геометрических образов трасс гоночной серии Формула-1, получены следующие выводы:




  1. По уровню Ω0 спектра отношение сложности трасс в зависимости от выбранной сетки определяется в таблице 1 следующим образом:

Таблица 1.

Отношение сложности трасс по уровню Ω0 спектра


с наложением крупной сетки

с наложением средней сетки

с наложением мелкой сетки

Ω0

Название трассы

Ω0

Название трассы

Ω0

Название трассы

m0 = 2

Альберт Парк

Будда Интернешнл

Сузука

Корея Интернешнл



Монако

Америка


m0 = 3

Валенсия

Сузука


m0 = 5

Альберт Парк

Корея Интернешнл



m0 = 4

Альберт Парк

Спа


Корея Интернешнл

Сингапур


m0 = 6

Будда Интернешнл

m0 = 7

Спа

Валенсия


Сузука

Сингапур


m0 = 3

Спа

Интерлагос

Сильверстоун

Хокенхаймринг

Хунгароринг

Монца


Сепанг

Сингапур


m0 = 5

Автодром Жиля Вильнёва

Будда Интернешнл

Америка


m0 = 8

Сильверстоун

Америка


m0 = 9

Автодром Жиля Вильнёва

Монако


m0 = 10

Хокенхаймринг

m0 = 6

Интерлагос

Сильверстоун

Хокенхаймринг

Хунгароринг

Монца

Сепанг


m0 = 11

Монца

m0 = 12

Сепанг

m0 = 4

Яс Марина

Автодром Жиля Вильнёва

Валенсия

Каталунья Монтмелло



m0 = 13

Хунгароринг

m0 = 14

Интерлагос

m0 = 7

Каталунья Монтмелло

m0 = 15

Каталунья Монтмелло

m0 = 8

Бахрейн Интернешнл

m0 = 16

Бахрейн Интернешнл

m0 = 6

Бахрейн Интернешнл

Шанхай Интернешнл



m0 = 9

Яс Марина

m0 = 19

Яс Марина

m0 = 13

Шанхай Интернешнл

m0 = 27

Шанхай Интернешнл


  1. По уровню Ω1 спектра оценки сложности трасс в зависимости от выбранной сетки определяется в таблице 2:

Таблица 2.



Оценки сложности по уровню Ω1 спектра


Гран-при

Название трассы

Крупная сетка

Средняя сетка

Мелкая сетка

Австралии

Альберт Парк

38

95

380

Малайзии

Сепанг

72

330

1380

Китая

Шанхай Интернешнл

82

263

1088

Бахрейна

Бахрейн Интернешнл

142

488

2032

Испании

Каталунья Монтмелло

108

434

1770

Монако

Монако

47

136

856

Канады

Автодром Жиля Вильнёва

41

130

504

Европы

Валенсия

49

103

504

Великобритании

Сильверстоун

48

273

800

Германии

Хокенхаймринг

58

183

756

Венгрии

Хунгароринг

66

258

1144

Бельгии

Спа

52

160

771

Италии

Монца

54

197

728

Сингапура

Сингапур

42

143

680

Японии

Сузука

43

127

732

Кореи

Корея Интернешнл

37

167

432

Индии

Будда Интернешнл

45

240

560

Абу Даби

Яс Марина

74

328

1438

США

Америка

49

224

808

Бразилии

Интерлагос

73

287

1396

Из таблицы 4 видно, что при наложении крупной сетки одинаковую оценку сложности получают только две трассы – «Валенсия» и «Америка». При наложении средней сетки все трассы получают разные оценки сложности, а при наложении мелкой сетки трассы «Автодром Жиля Вильнёва» и «Валенсия» получают одинаковую оценку сложности при том, что все остальные трассы имеют разные оценки.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. . Твердохлебов В.А Модели и методы контроля и диагностирования сложных человеко-машинных систем. // Труды третьей российской конференции с международным участием «Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения» [Электронный ресурс]: труды и пленарные доклады участников конференции УКИ’12. М.:ИПУ РАН, 2012. С. 001773- 001782. ISBN 978-5-91450-100-3.

  2. . Твердохлебов В.А. Оценка сложности управления движением по известному маршруту. // Проблемы управления. 2009. №5. С.69-73.

  3. Официальный сайт гоночной серии Формула-1 – 2012

http://www.formula1.com


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница