СХИБЕРСаВ^ЕШСВЕТОФОР ПОУМНЕЛ $ АВТОМАТ ВЫБИРАЕТ ПРОФИЛЬ ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЗАВОД... БЕЗ РАБОЧИХ # ВМЕСТО ШОФЕРА — ПРИБОРирокое развитие сети автомобильных дорог, быстрый рост внутригородского транспорта, наконец, совершенконструкций автомобилей выдвигают ряд сложных задач в управлении уличным движением. Водителям хорошо известно, что лучше проехать путь в два раза длиннее, но с меньшим количеством светофоров, чем по короткому маршруту с большим числом регулируемых перекрестков. В первом варианте затраченное время будет почти всегда меньше. Организация движения транспорта в крупных городах становится важной проблемой. Можно ли передать функции регулировщика автомату? Конечно, можно. Все знают, что сейчас часто переключением Ьветофора управляет автомат. Но как плохо, как неумело он рто пока делает! Принцип его работы чрезвычайно прост: он циклически, через строго определенные интервалы времени переключает сигналы, абсолютно не сообразуясь с реальной ситуацией на перекрестке. Не получая никакой информации о количестве транспорта, подходящего к перекрестку, такой автомат зачастую создает «пробки», ничем не оправданное скопление автомашин. Каким же образом можно улучшить работу такого автомата, как заставить его «поумнеть»? Вот тут и должна помочь кибернетика — наука об управляющих системах. В 1959 году на одном из перекрестков Ленинграда начались испытания не совсем обычного светофора. Он управлялся с помощью специального логического устройства и имел датчики-оповещатели в виде рамок из толстого провода, расположенных под полотном улиц возле перекрестка. В рамках постоянно наводился ток высокой частоты от генератора. Когда машина, подходя к перекрестку, въезжала на рамку, часть наведенного в ней магнитного поля поглощалась, логическое устройство получало сигнал и, оценивая в каждый данный момент сложившуюся на перекрестке ситуацию, переключало светофор. Результаты регулирования значительно улучшились. Для пропуска машин специального назначения (пожарных, скорой медицинской помощи и т. д.) была предусмотрена возможность подачи ими сигнала логическому устройству. Этот «умный» светофор был сконструирован и построен работниками Ленинградского электротехнического института связи в содружестве с работниками ОРУДа. Тем не менее и он не смог все же решить основную задачу — ликвидировать «пробки», постоянно возникающие на магистралях больших городов. И понятно почему. Светофор «видел» слишком немного. Анализируя ситуацию только около своего перекрестка, он не учитывал того, что в этот момент происходило на соседних пересечениях улиц. В результате этого «зеленой волны» для транспорта не получалось. Требовалось создать систему управления, которая была бы в состоянии обеспечить оптимальное движение транспорта на достаточно большом участке пути. Эта работа ведется сейчас ив нашей стране и за рубежом. Однако опыты показали, что создание такого управляющего устройства наталкивается на ряд трудностей. Различные типы перекрестков, светофоров, различные критерии эффективности переключения приводят нас к необ| ствованиеходимости составления математической модели для управления перекрестком. Изучение такой модели поможет решить задачу об оптимальном методе управления. Одна из моделей создана у нас в 1960 году в Горьковском государственном университете. С помощью этой модели в настоящее время ведется изучение эффективности тех или иных принципов регулирования для крупных городов СССР. И недалеко то время, когда работа всех светофоров в больших городах будет направляться электронным мозгом, осуществляющим оптимальное для данной ситуации включение сигналов светофоров на всех перекрестках. Среди развившихся за последнее время математических методов немаловажную роль играет метод линейного программирования. С его помощью с успехом решаются многие народнохозяйственные задачи, и в частности — транспортные. Как обеспечить перевозку грузов с помощью имеющегося парка автомашин при наименьшей затрате времени или наименьшем общем километраже? Как организовать такое движение городского транспорта, чтобы очереди на остановках были минимальными? Как проложить шоссейную магистраль, чтобы при данной ее длине боковые ответвления к населенным пунктам суммарно давали бы минимальный километраж? Эти и множество подобных вопросов приводят нас к решению задачи линейного программирования. Для этого успешно применяются современные вычислительные машины. В 1957 году за 20 минут машина «Стрела» справилась с задачей оптимального выбора организации маршрутов развозки песка с одной из пристаней Москвы. В 1962 году в нескольких специализированных и универсальных вычислительных центрах СССР решались уже десятки подобных задач. В ближайшем будущем кибернетический способ решения транспортных задач станет широко распространенным, полностью вытеснит методы неэффективного «ручного» планирования. Другой важной стороной применения кибернетики и средств вычислительной техники является массовое, а не единичное математическое решение различных проблем, связанных с организацией перевозок. Например, только после создания математической модели, отражающей основные черты проблемы, стало возможным решение задач по выбору оптимального профиля строящихся шоссейных дорог. С одной стороны, при строительстве необходимо максимально снизить объем земляных работ, с другой —i крутой профиль шоссе потребует значительного расхода горючего, необходимого автотранспорту для движения в16 вый взгляд, это обычный московекресток, и светофоры на нем нак е отличаются от стандартных. >ежим их работы необычен, ими г кибернетическое устройство. <ацию о количестве прошедших естку машин оно получает от спедатчиков, которые находятся под аым покрытием (на снимке один бозначен пунктиром). •лив момент снижения интенсивижении на главной улице, кибер>е устройство «решило», что «Моелесообразнее пропустить сейчас. Фото В. ЕгороваaBWFPACOGOOtoWсоответствующем режиме. Таким образом, задача выбора рельефа строящейся автомобильной дороги очень сложна, и ее решение практически невозможно без применения средств вычислительной техники. Уже сегодня она переходит из рук проектировщиков, работающих по интуиции, на основании накопленного опыта и типовых проектов, в руки математиков, находящих оптимальное решение с помощью математической модели. Так, например, еще в 1959 году в Вычислительном центре Украинской ССР была разработана и составлена программа машины «Стрела» для решения целого ряда проблем, связанных с выбором профиля будущей автомобильной дороги. Ну, а сам автомобиль? Что дает кибернетика теории и практике автомобилестроения? Каким он будет, автомобиль будущего? В его создание, расчет конструкций и узлов, организацию производства в настоящее время внедряются новые прогрессивные методы, использующие, в частности, и достижения кибернетики. На полностью автоматизированном заводе автомобильных поршней вы почти не увидите людей. Всю работу и контроль за качеством ее выполняют автоматы. Но вот за работой автоматов пока еще следят люди. Автоматы не умеют заниматься самоконтролем и, что более важно, самоисправлением. Однако можно представить себе картину недалекого будущего, когда таким заводом будет управлять вычислительная машина-диспетчер, по указаниям которой будут включаться резервные автоматы, а может быть, и ремонтироваться вышедшие из строя. Производство автомобильных поршней, в сущности, не очень сложно, полный технологический цикл на любом современном автомобильном заводе в десятки раз сложнее, и пока еще нет полностью автоматизированных предприятий такого типа. Но их контуры уже воплощаются в проектных институтах в эскизах и чертежах, и их создание — дело не далекого будущего, а уже завтрашнего дня. Современный автомобиль представляет собой сложную систему с большим числом регулируемых и нерегулируемых величин. Управляя автомобилем, водитель учитывает не только те свойства и процессы, которые связаны с конструкцией автомобиля, но и состояние среды, в которой происходит его движение. Водитель непрерывно контролирует положение автомобиля относительно окружающих его предметов, скорость движения, рельеф дороги ив соответствии со всем этим определяет и обеспечивает необходимое направление движения, скорость и безопасность. С повышением скорости движения автомобиля, увеличением пропускной способности дорог от водителя требуется повышенное внимание, более быстрая реакция на изменение обстановки, безупречное управление автомобилем. Однако способности человека не безграничны. Есть предел и скорости его реакции, и сосредоточенности внимания. Поэтому в целях повышения безопасности движения необходимо существенно сократить количество информации, которое должен «перерабатывать» водитель. Было бы желательным в разумной мере ограничить влияние водителя на систему управления автомобилем, поручив часть этой работы автоматам. Внедрение гидропривода, автоматической коробки скоростей, гибких передач открывает в этом направлении широкие перспективы. Однако на пути полной автоматизации работы водителя автомобиля стоит много нерешенных проблем и задач. Отсутствие математической модели работы водителя пока ставит неодолимые преграды полной замене человека автоматом. Кроме того, имеются и чисто технические трудности: малая надежность современных вычислительных машин, большие габариты устройств автоматики и вычислительной техники, необходимость стандартизации всех дорожных указателей не только по форме, но и по местоположению и т. д. Однако существует область, где кибернетика внедряется все более активно. Речь идет о разработке узлов и устройств автомобиля на заводах. Все чаще и чаще испытания опытных образцов узлов, устройств и даже новых моделей автомобилей происходит теперь не на стенде и не в испытательных пробегах, а на математических машинах, имитирующих математическую модель реального устройства. Это позволяет резко сократить время испытаний, труд сотен людей, занятых изготовлением экспериментальных узлов, наконец, средства, идущие на опытные работы. Вычислительный центр для решения этих задач создан на ряде зарубежных заводов. У нас также расширяются задачи, которые решаются не на испытательных стендах, а в вычислительных центрах. Начал свою работу вычислительный центр в НАМИ, скоро будет создан вычислительный центр на автозаводе имени Лихачева. Это позволит наладить более быстрый выпуск новых марок отечественных автомобилей, улучшить их конструкцию и экономические характеристики. А. ШИГИН, кандидат технических наук; Д. ПОСПЕЛОВ, старший преподаватель энергетического института. г. Москва.17