close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Игин Павел Владимирович. Учебный стенд для исследования тормозной системы автомобиля

код для вставки
2
3
Аннотация
Магистерская диссертация выполнена на тему « Учебный стенд для
исследования тормозной системы автомобиля » В магистерской рассмотрены
вопросы расчета тормозного пути в разных дорожных условиях, построения
графиков торможения и визуализации процесса торможения.
В текстовой части дипломного проекта были решены следующие задачи:
- проведен анализ существующих решений исследования тормозной
системы автомобиля;
- представлены основные аналоги разработанного учебного стенда;
- разработана схема стенда и графический интерфейс пользователя;
- выбраны программно-технические средства стенда;
- произведено подробное руководство по использованию выбранного
программного обеспечения;
- разработана программа определения тормозного пути автомобиля,
позволяющая учитывать тип дорожного покрытия, скоростной режим, точку
начала торможения до препятствия;
- разработана методика исследования тормозного пути на стенде.
В завершении работы приведена экспериментальная
соответствующие выводы
4
часть и сделаны
Глоссарий
Microsoft Windows – семейство операционных систем корпорации
Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при
управлении.
Алгоритм - последовательность действий для решения какой-нибудь
конкретной задачи.
Аутентификация
–
проверка
подлинности
предъявленного
пользователем идентификатора.
База данных – представленная в объективной форме совокупность
самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти
материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной
вычислительной машины.
Горячая клавиша – разновидность интерфейса взаимодействия с
вычислительным устройством (ПЭВМ, калькулятором), представляющая собой
нажатие кнопки/клавиши (или сочетания клавиш) на клавиатуре, которому
назначено (запрограммировано) некое действие – команды (операции),
исполняемые данной системой.
Дорожное покрытие – конструкция, состоящая из одного или
нескольких слоев, воспринимающая нагрузки от транспорта и обеспечивающая
его беспрепятственное движение.
Интернет – всемирная система объединённых компьютерных сетей для
хранения и передачи информации.
Информационный ресурс – документы и массивы документов в
информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных,
депозитариях, музейных хранилищах и т. п.).
Компиляция – трансляция программы, составленной на исходном языке
высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке,
близком к машинному.
5
Операционная
предназначенных
система
для
–
комплекс
управления
взаимосвязанных
ресурсами
ПЭВМ
и
программ,
организации
взаимодействия с пользователем.
Отладчик – компьютерная программа, предназначенная для поиска
ошибок в других программах, ядрах операционных систем, SQL-запросах и
других видах кода.
Папка – экранный объект в графических интерфейсах операционных
систем и программ, дающий доступ к каталогу файловой системы.
Пользователь
–
лицо
или
организация,
которое
использует
действующую систему для выполнения конкретной функции.
Программа – комбинация компьютерных инструкций и данных,
позволяющая аппаратному обеспечению вычислительной системы выполнять
вычисления или функции управления.
Программирование – процесс и искусство создания компьютерных
программ с помощью языков программирования.
Файл – специально организованная структура данных, распознаваемая
ПЭВМ как единое целое.
Язык программирования – формальный язык, предназначенный для
записи компьютерных программ
6
Список сокращений
ABS - Anti-lock Braking System
BDE - Borland Database Engine
EXE - Executable
GNU – GNU's Not UNIX - свободная Unix-подобная операционная
система, разрабатываемая Проектом GNU
IDE - Integrated Development Environment
OLE - Object Linking and Embedding
RAD - Rapid Application Development
SQL - Structured Query Language
ДТП - Дорожно-транспортное происшествие
ООП – Объектно-ориентированное программирование
ПЭВМ – Персональная электронно-вычислительная машина
7
Содержание
Введение........................................................................................................... 10
1 Анализ факторов опасности движущихся средств и существующих
решений для исследования тормозной системы автомобиля ............................... 13
1.1 Анализ факторов опасности транспортных средств ............................. 13
1.1.1 Превышение скоростного режима ....................................................... 13
1.1.2 Сигнализация торможения .................................................................... 15
1.1.3 Соблюдение дистанции ......................................................................... 16
1.1.4 Своевременная реакция водителя ........................................................ 16
1.1.5 Расчет тормозного пути автомобиля.................................................... 18
1.2 Анализ существующих решений определения тормозного пути ........ 20
2 Постановка задачи исследования тормозного пути ................................. 26
2.1 Постановка задачи создания стенда ........................................................ 26
2.2 Требования к программе .......................................................................... 26
2.3 Выбор языка программирования ............................................................. 27
2.4 Элементы языка программирования ....................................................... 28
2.5 Характеристика выбранной среды .......................................................... 30
3 Разработка программного обеспечения стенда ........................................ 35
3.1 Подготовка к разработке ПО ................................................................... 35
3.2 Блок-схема алгоритма функционирования стенда ................................ 42
3.3 Описание работы программы .................................................................. 43
3.4 Входные и выходные данные .................................................................. 46
3.5 Разработка модуля расчета тормозного пути ......................................... 46
3.6 Минимальные системные требования .................................................... 50
4 Экспериментальные исследования с помощью учебного стенда ........... 52
4.1 Руководство пользователя........................................................................ 52
4.2 Методика исследования ........................................................................... 56
4.3 Результаты исследования ......................................................................... 58
Заключение ...................................................................................................... 62
8
Список использованной литературы ............................................................ 63
Приложение А. Исходный код модуля Main.cpp ......................................... 66
Приложение Б. Исходный код проекта Braking.cpp .................................... 70
Приложение В. Иллюстрация произведенных испытаний ......................... 71
9
Введение
Актуальность темы. Цифровые технологии плотно окутало своей
паутиной каждый уголок нашего необъятного мира. Современный мир сильно
связан с высокими цифровыми технологиями, они постоянно идут в ногу со
всей цивилизацией и уже вряд ли когда либо человечество сможет от них
отказаться. Перечень цифровых технологий на сегодняшний день очень
большой: начиная от калькулятора и заканчивая большими комплексами,
состоящие из огромного числа электронных элементов.
Конечно, вклад технологий в повседневную жизнь неоценим, ведь они
приносят колоссальную пользу, облегчают труд и выполняют за нас даже
мелкую
работу.
Нельзя
представить
какую-либо
сферу
деятельности
человечества, где бы ни применялись цифровые технологии.
Но, несмотря на простоту применения, за такими технологиями стоит
титанический человеческий труд. Над одним лишь устройством могут
трудиться
сотни
разрабатываются
людей,
общими
грандиозные
усилиями
проекты.
которых,
Конечно,
по
любая
крупицам
технология,
несомненно, должна развиваться и вовремя обновлять свои функциональные
предназначения.
Цифровые технологии теперь плотно используются в симбиозе и с
автомобильной техникой. Далеко остались позади времена, когда автомобиль
приводился в движение исключительно лишь механикой двигателя. Сегодня
автомобиль – это комплекс механических, цифровых, электронных и
программных модулей, которые работают слажено каждую секунду и не
допускают ни единой ошибки.
Электроника в автомобиле управляет всем: от подачи топлива в
двигатель, до тормозной системы. Причем последняя система является очень
важной, так как от скорости остановки автомобиля напрямую зависит
безопасность всех участников движения.
10
Торможение автомобиля характеризуется такой величиной как тормозной
путь. Он зависит от многих факторов, поэтому рассчитывать его каждый раз
вручную очень сложно и это отнимает очень много времени.
Гораздо удобнее для этих целей иметь под рукой некую программу,
которая при входных параметрах, рассчитывала бы эффективность тормозного
пути
автомобиля.
Это
положительно
скажется
на
рабочем
процессе
специалистов близких к этой теме.
Объектом исследования является процесс торможения автомобиля на
разных дорожных покрытиях.
Предметом исследования является алгоритм и программа исследования
тормозного пути.
Целью работы является расширение функциональных возможностей
стенда при исследовании процесса торможения автомобиля в учебных
лабораториях.
Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:
 Провести анализ существующих решений исследования тормозной
системы автомобиля.
 Разработать схему стенда и графический интерфейс пользователя.
 Выбрать программно-технические средства стенда.
 Разработать программу определения тормозного пути автомобиля.
 Разработать методику исследования тормозного пути на стенде.
Научная
новизна
проведенных
исследований
заключается
в
следующем:
Разработан
учебный
стенд
для
исследования
тормозного
пути
автомобиля, основанный на программно-техническом комплексе, включающий
программный продукт в виде среды С++ Builder, отличающийся интерфейсом
визуализации процесса исследования с графическим представлением связи
скорости, типа дороги и тормозного пути.
11
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников,
включающего 34 наименования, приложений. Основная часть работы изложена
на 77 страницах машинописного текста, включая 41 рисунок и 5 таблиц.
12
1 Анализ факторов опасности движущихся средств и существующих
решений для исследования тормозной системы автомобиля
1.1 Анализ факторов опасности транспортных средств
1.1.1 Превышение скоростного режима
Превышение скорости является главным фактором угрозы и даже не само
значение скорости, а ее метаморфоза в сторону увеличения, без учета всех
внутренних и внешних факторов. В современных автомобилях функции
управления скоростью, может взять на себя автомобильный компьютер с
широкой сетью разных систем сбора и обработки информации, потому как
человек не в состоянии очень быстро реагировать на сложившуюся обстановку
за очень короткие промежутки времени. К тому же, в реальных автомобилях
исполнительные системы долго обрабатывают полученную информацию.
Скоростной режим в современных системах осуществляется двояко [1].
Во-первых, благодаря датчику визуализации скорости в автомобиле,
показания которого видит и оценивает человек, затем принимая решение о
замедлении автомобиля в зависимости от дорожной ситуации. Тогда
автомобиль поддается управлению со стороны водителя. Спидометры
современного автомобиля бывают как электронные, так и тросиковые. В
электронных спидометрах вращение вала коробки переключение передач
(КПП) передается на датчик скорости, который, в свою очередь, преобразует
механическое вращение шестерен КПП в электрический сигнал, который
поступает на спидометр, и тот показывает скорость. Тросиковые же
спидометры связаны с КПП напрямую тросом, который вращается с различной
скоростью в процессе движения автомобиля, а сама скорость движения
определяется непосредственно датчиком, находящимся в приборной панели
автомобиля, который преобразует механическое вращение троса в аналоговый
13
сигнал, впоследствии выводимый на визуализацию для водителя. На рисунке
ниже приведен чертеж спидометра, поясняющий основные составляющие
данного прибора.[4]
Рис. 1. Схема спидометра
Во-вторых,
скоростной
режим
на
автодорогах
контролируется
современными камерами и радарами. они могут быть как стационарные, так и
переносные. Как правило, Стационарные камеры установлены на опасных
участках дорог в населенных пунктах, где вероятность появления ДТП
наиболее
велико.
Переносные
радары
устанавливаются
временно
на
определенных участках дорог, чаще всего используются для неожиданного
контроля участников движения на нарушение правил. Такие радары работают
от аккумуляторной батареи напряжением 12 Вольт, способны самостоятельно
передавать информацию о нарушении в общую базу данных. Принцип
определения скорости заключается в следующем:
14
Получая отраженную частоту foт сигнала по известной излучаемой частоте fизл
сигнала и выделяя изменение частоты Fд за счет эффекта Доплера, прибор
вычисляет скорость движущегося объекта V.(рисунок 2)
(2)
где V - скорость движения автомобиля,
С - скорость распространения электромагнитных волн,
0 - угол между направлением излучения и движением объекта.
Такие приборы имеют пагубное воздействие на здоровье человека,
современные инженеры пытаются решить проблему уменьшения влияния
электромагнитных волн на человека от таких приборов регистрации и
определить возможность измерения скорости другими, более безопасными,
способами.
1.1.2 Сигнализация торможения
Визуализация начала торможения и намерение на смену траектории
движения автомобиля играет огромную роль в обеспечении безопасности
движения в современном мире. Однако, уже есть рабочие прототипы
автомобилей, которые могут сами определять расстояние до препятствия, и с
помощью собственных систем безопасности оказать определенное воздействие
на тормозную систему, не допуская возникновения опасной дорожной
ситуации.
По многочисленным экспериментам современные ученые сделали вывод,
что реакция водителя на начало торможения впереди едущего транспортного
средства равна 2с, это значение складывается из времени реакции на опасность
15
1с , время, пока водитель перенесет ногу на педаль тормоза- 0.2с и время, когда
сработает датчик торможения и на соответствующие лампы визуализации
торможения поступит 12 Вольт от бортовой сети автомобиля.
Таким образом, перед учеными стоит задача сделать тормозной путь
автомобиля как можно короче. Конечно, достичь такого момента, чтобы
автомобиль останавливался мгновенно, вряд ли получится, но максимально
уменьшить значение тормозного пути все-таки возможно.
1.1.3 Соблюдение дистанции
Дорожно-транспортных происшествий с каждым годом все больше и
больше, т.к. растет количество машин, дорог и т.д. Еще одна причина
возникновения ДТП – несоблюдение дистанции между транспортными
средствами, движущимися в параллельном потоке.
Безопасная дистанция – это расстояние от автомобиля до движущегося
транспортного средства спереди, при котором, в случае экстренного
торможения
впереди
идущего
ТС,
водитель
успеет
остановить
свой
автомобиль, не допустив наезд на впереди идущее ТС. При этом, все факторы
дорожного покрытия и погодных условий должны быть учтены.
Очень часто происходят аварии с участием большого количества
автомобилей. Такие аварии чаще всего происходят из-за плохой видимости, в
условиях дождя и тумана, когда водители пренебрегают правилами и на
большой скорости таранят впереди стоящие транспортные средства.
1.1.4 Своевременная реакция водителя
Время реакции - это время, между возникновением причины опасности и
совершением ответных действий от водителя. В это время входит время
реакции водителя на совершение ответных действий, время принятия решения,
время обработки информации, время на физическое ответное действие. Все эти
16
показатели с опытом вождения улучшаются, однако, очень большую роль
играет возраст водителя. По таким параметрам можно определить общее
состояние водителя.
Существуют несколько типов реакций. Однозадачные и многозадачные.
Однозадачная реакция, это когда водитель принимает одно верное решение в
течение достаточного времени, например, остановиться перед пешеходным
переходом, либо перед железной дорогой. Многозадачные реакции, как
правило, происходят в укороченный период времени, данной на осуществления
действий со стороны водителя, когда, в экстренной ситуации, требуется
принять одно из нескольких безопасных решений, объехать препятствие,
затормозить и т.д.
Бывают ситуации, когда водитель воспринимает одновременно сразу
несколько сигналов, из-за этого время реакции водителя возрастает в несколько
раз, и чем больше факторов, тем больше время реакции.
Очень многое зависит от типа дороги, по которой едет водитель, если
дорога монотонная, спокойная, движение неинтенсивное, то время реакции
водителя увеличивается, так как человеческий организм привыкает к
сложившейся
дорожной
обстановке.
Если
же
дорога
с
интенсивным
движением, с множеством количества полос, организм человека работает в
напряжении, время реакции меньше, но, в таких условиях движения водитель
быстрее утомляется. В ПДД современной России регламентировано количество
часов без остановки, которые водитель может провести за рулем. Соблюдение
данных
правил
отслеживается
системами
ГЛОНАСС
и
некоторыми
коммерческими разработками.
Так же, при движении с большой скоростью, время реакции водителя
увеличивается, длина тормозного пути увеличивается в несколько раз.
Водители, которые чаще ездят по междугородним трассам, имеют
меньше время реакции, чем водители, которые привыкли к городскому
движению.
17
1.1.5 Расчет тормозного пути автомобиля
Тормозной путь и его изменение один из главных факторов опасности.
Тормозные системы делятся на рабочие и стояночные. Стояночные тормозные
системы используются для удержания автомобиля на неровностях при
парковке. Самую важную роль играет рабочая тормозная система, которая
используются на всем протяжении движения транспортного средства.
При экстренном торможении (рисунок 4) водитель, заметив опасность,
начинает процесс торможения, нажимая на соответствующую педаль.
Время tp , - время реакции водителя, изображено отрезком АВ. За это
время автомобиль проходит путь Sp, не снижая скорости. Затем водитель
нажимает на тормозную педаль, отчего срабатывает тормозной привод с
временем tрт - отрезок ВС. Автомобиль за время tpт, проходит путь Spт, также
не снижая скорости. Только по истечении времени tp,„ включается тормозная
система (точка С), и скорость автомобиля начинает снижаться. Замедление
сначала увеличивается (отрезок CD и время tнт), а затем остается постоянным и
равным tуст (отрезок DE и время tуст)- Длительность периода tо зависит от
массы транспортного средства, типа и состояния дорожного покрытия. Чем
больше масса и коэффициент сцепления шин с покрытием, тем больше время
tр. Оно находится в пределах 0,1 - 0,6 с. За это время автомобиль перемещается
на расстояние Sт. В конце торможения (точка Е) скорость падает до нуля, и
автомобиль, пройдя путь Sуст, останавливается.
Водитель
снимает
ногу
с
тормозной
педали
и
происходит
оттормаживание (отрезок EF и время tот). Расстояние, на котором можно
остановить автомобиль со скоростью V, получило название остановочного пути
Sо (рисунок 3). Расстояние, на которое перемещается автомобиль с момента
касания тормозной педали до остановки, получило название тормозного пути
(Sт). По данным,[4] в соответствии с приведенным рисунком 3, Sо и Sт
определяются следующим образом:
18
(3)
Рис. 4. Остановочный и тормозной путь автомобиля
Так же существуют еще формулы для расчета тормозного пути:
S = KT * (V * V) / (254 * KS)
где КТ – коэффициент торможения, КS – коэффициент сцепления с
дорогой, S – тормозной путь, V – скорость км/ч в начале торможения.
19
Тормозной коэффициент у обычного легкого автомобиля равняется 1.
Коэффициент сцепления с дорогой выбирается в зависимости от
дорожного покрытия, по которому движется автомобиль
1.2 Анализ существующих решений определения тормозного пути
На сегодняшний день существуют стенды, которые решают задачу
исследования эффективности тормозного пути. Наиболее популярные из них:
 Лабораторный
учебный
стенд
сигнализации
торможения
и
регистрации тормозного пути (ЛУС СТиРТП) [4].
 Программа sctorm – определение тормозного пути[6].
 Калькулятор: расчет тормозного и остановочного пути [7].
ЛУС СПиРТП
Конструктивно стенд представляет собой структуру из 2-х блоков:
 компьютер
с
запущенной
программой
имитации
движения
транспортного средства (ТС)
 блок контроллера с элементами индикации.
Блоки соединены между собой гибким кабелем. Передняя панель блока
микроконтроллера содержит следующие элементы индикации:
1 — отображение скорости движения ТС, км/ч;
2 — отображение пройденного тормозного пути ТС с момента начала
последнего торможения, м;
3 - индикаторы процесса торможения;
4 - индикатор питания блока, вкл/выкл.
Программа написана на языке ANSI С и откомпилирована на Keil С51
Compiler - Текст программы выполнен в виде одного файла Main.c.
20
Используется стандартная (Keil) библиотека регистров (Header file) для
контроллера AT89S8252. Настройки проекта для Keil содержатся в файле s.uv2.
Программа построена на принципе взаимодействия нескольких функций
(блоков)[4].
Рис. 5. Визуализатор ЛУС СТиРТП
Данный стенд позволяет учитывать вид дорожного покрытия, но
соответствующая визуализация не представлена, тип покрытия задается с
помощью ускорения торможения.
Программа sctorm – определение тормозного пути.
Эта программа написана на Macromedia Flash и представляет собой
миниатюрный swf-файл размером всего лишь 14,3 Кб. [6]
21
Рис. 6.Визуализатор sctorm
Данная программа не является автономной, так как для ее выполнения
нужен браузер, либо альтернативная программа, поддерживающая технологию
Flash-анимации.
В окне визуализатора располагаются кнопки и поля для ввода. Входными
данными являются:
 Тип транспортного средства
 Степень загрузки
 Вид дорожного покрытия
 Длина следа торможения
Выходными данными является первоначальная скорость автомобиля.
22
Рис. 7. Выполненный расчет в программе sctorm
Преимущества:
 Маленький размер
 Высокая скорость расчета
 Расчет для всех основных типов транспортных средств
Недостатки:
 Отсутствие автономности
 Позволяет рассчитать не путь торможения, а начальную скорость
Калькулятор: расчет тормозного и остановочного пути.
Полной адрес, по которому располагается страница расчета тормозного
пути,
выглядит
следующим
образом:
tormoznogo-i-ostanovochnogo-puti [7].
23
http://transspot.ru/calculators/raschet-
Рис. 8. Интерфейс расчета тормозного и остановочного пути
Данное решение имеет приятную цветовую гамму и четкую границу
элементов. Основные цвета: желтый и черный. Входными параметрами
являются:
 Начальная скорость
 Условие движения
 Максимальное ускорение торможения
Выходными данными являются:
 Тормозной путь
 Остановочный путь
 Продолжительность торможения
 Продолжительность остановки
 Расстояние, пройденное за время реакции водителя
24
Преимущества:
 Автоматический перевод скорости в единицу измерения "км/ч"
 Высока скорость расчета
 Удобный регулятор начальной скорости в виде полосы
 Отображает в результатах не только остановочный путь в метрах, но и
дополнительную информацию.
Недостатки:
 Для работы необходимо подключение к Интернет
25
2 Постановка задачи исследования тормозного пути
2.1 Постановка задачи создания стенда
Объектом исследования является процесс торможения автомобиля на
разных дорожных покрытиях.
Предметом
исследования является
тормозной
путь
при
разных
начальных условиях
Целью работы является расширение функциональных возможностей
стенда при исследовании процесса торможения автомобиля в учебных
лабораториях.
Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:
 Провести анализ существующих решений исследования тормозной
системы автомобиля.
 Разработать схему стенда и графический интерфейс пользователя.
 Выбрать программно-технические средства стенда.
 Разработать программу определения тормозного пути автомобиля.
 Разработать методику исследования тормозного пути на стенде.
2.2 Требования к программе
Программа должна:
 Запускаться и работать в операционной системе Microsoft Windows
 Быстро выполнять вычисления
 Выводить результат с точностью до десятых
 Строить график торможения
 Визуализировать тормозной путь
 Иметь дружественный и интуитивно-понятный интерфейс
26
2.3 Выбор языка программирования
Для
решения
программирования
задачи
Borland
была
C++
6,
использована
что
визуальная
позволило
создать
среда
удобный
пользовательский интерфейс.
Был выбран объектно-ориентированный подход в связи с тем, что
ознакомление с задачей показало, что оба класса, полагая вероятность их
последующего
использования,
обязаны
быть
инкапсулированы
и
самодостаточны. А также, использование этого способа программирования
содействует тому, что код программ приобретает больше структурированный
вид, что в свою очередь делает процесс выполнения поставленной задачи
больше комфортным и простым [11].
Чтобы создать «хорошую» программу нужно придерживаться некоторых
принципов. Значительная эффективность достигается при использовании, так
называемого, структурного программирования.
Структурное программирование можно понимать как «проектирование,
написание и тестирование программы в соответствии с заранее определенной
дисциплиной».
Структурный подход к программированию понижает трудоемкость
процесса создания программ, начиная от этапа написания технического задания
до завершения эксплуатации.
Самой важной целью любого структурного программирования является
уменьшение сложности. При структурном программировании основные блоки
уже имеют свой код, необходимая задача пользователя грамотно составить весь
процесс обработки информации и откомпилировать программу.
Структурное программирование увеличивает читабельность и ясность
программ. Программы, написанные традиционными методами, особенно те,
которые сильно перегружены операторами безусловного перехода GOTO,
похоже
на
хаос.
Структурированные
27
же
программы
организованы
последовательно, поэтому читать такую программу сверху донизу очень легко
и понятно. К тому же структурное программирование в целом улучшает
эффективность программ.
Итак, можно сделать вывод, что структурное программирование помогает
ясно и четко читать программу сверху вниз, понимаю ее содержание. Что
делает процесс работы с программой более легким.
2.4 Элементы языка программирования
Состав и основные конструкции, необходимые для написания программ
на языке C++.
Алфавит языка
Алфавит языка программирования C++ включает: [13]
 прописные и строчные латинские буквы, и знак подчеркивания;
 арабские цифры от 0 до 9;
 специальные знаки: " { } , | [ ] ( ) + - / % * . \ ? < = > ! & # - ; ' '
 пробельные символы: пробел, символы табуляции, символы перехода
на новую строку.
Идентификаторы
Идентификатор — это имя программного объекта
При выборе идентификатора следует иметь в виду следующее:
 идентификатор не должен совпадать с ключевыми словами и именами
используемых стандартных объектов языка;
 не рекомендуется начинать идентификаторы с символа подчеркивания,
т. к. в этом случае они могут совпасть с именами системных функций
или переменных.
28
Ключевые слова
Ключевые слова — это зарезервированные идентификаторы, которые
имеют специальное значение для компилятора. [13]
Таблица 1. Ключевые слова
Знак операции
Знаки операции делятся на унарные, бинарные и тернарную по
количеству участвующих в них операндов..
Константы
Константы – постоянные величины, не изменяющиеся на всем
протяжении работы программы
29
Комментарии
Комментарии используются для пояснения отдельных частей или всей
программы. Отметим, что компилятор игнорирует комментарии.
В языке С++ используется две формы комментариев:
Рис.9. Комментарии первого типа
Рис. 10. Комментарии второго типа
Вложенные комментарии-скобки стандартом не допускаются. Внутри
комментария можно использовать любые допустимые на данном компьютере
символы.
2.5 Характеристика выбранной среды
C++ Builder – это программный продукт и инструмент быстрой
разработки
приложений
программирования
(IDE),
(RAD),
а
совмещает
также
30
система,
интегрированную
используемая
среду
многими
программистами
для
создания
программного
обеспечения
на
языке
программирования C++ [1].
Поначалу язык разрабатывался компанией Borland Software. Сегодня
сопровождается её подразделением CodeGear, которая сейчас принадлежит
компании Embarcadero Technologies.
C++ Builder содержит в себе набор объектных библиотек (STL, MFC,
CLX, VCL и др.), отладчик, компилятор, редактор кода и различные другие
компоненты. Процесс разработки аналогичен Delphi. Почти все компоненты,
которые были разработаны в Delphi, можно спокойно использовать и в
C++Builder без каких-либо изменений модификации. Однако обратная
совместимость не работает.
Рис. 11. Заставка при запуске среды
Вместо отдельного инструментария, при помощи которого создавались
визуальные компоненты, в C++ Builder встроена так называемая Палитра
компонент, которая разделена на вкладки по функциональному значению.
Можно достаточно легко модифицировать функциональные возможности
31
стандартных
компонент,
а
также
создавать
компоненты,
обладающие
совершенно оригинальным и новым поведением.
В систему встроено более 100 повторно используемых видимых
компонент, которые перетаскиваются на форму одним движением мыши и
сразу
становятся
элементами
управления
проекта
программы.
Кроме
стандартных элементов управления Windows, библиотека имеет новые
компоненты обслуживания баз данных, поддержки диалогов и многие другие
Рис.12. Среда разработки C++ Builder
После установки компонента на форму Инспектор объектов помогает
изменять их свойства и назначать событиям обработчики. Проект строится
постепенно, параллельно с производимыми изменениями в событиях, свойствах
и
функциях
используемых
элементов.
Очень
хорошо
продумано
редактирование и разделение программного модуля на две части: кодовой и
интерфейсной.
32
Опытным C++ программистам нравится структура и синтаксис кода
программ, которые разрабатываются на C++Builder, хотя его графическое
обрамление сильно отличается от стандартных оболочек систем разработки.
Из-за графических средств интегрированной среды C++Builder, новички смогут
гораздо быстрее усвоить объектно-ориентированный стиль программирования
на C++, чем при использовании других редакторов кода [1].
C++Builder дает высокое быстродействие во время компиляции и сборке
32-разрядных программ для современных операционных систем Windows,
включая OLE взаимодействие клиент-сервер. Система умеет отображать время,
затраченное на главные этапы построения программ. Готовые программы
хорошо оптимизированы как по скорости исполнения так и по использованию
оперативной памяти.
Рис.13.Логотип Windows
Благодаря визуальным (видимым) компонентам, в программу больше не
включается "кодовый мусор" обработки ресурсных файлов и сообщений
Windows, остался только нужный код. Пользовательский дизайн приложений
стал законченным и имеет профессиональный облик.
C++ Builder может устанавливать связь с разными базами данных: Sybase,
InterBase, Oracle, Informix, Access, FoxPro, Excel и Btrieve. Механизм BDE дает
обслуживанию связей с базами данных неописуемую прозрачность и простоту.
Окно Database Explorer позволяет изображать объекты и связи баз данных
визуально. Используя компоненты баз данных, можно построить электронную
записную книжку на основе таблиц dBASE за полчаса работы на ПЭВМ.
33
Наследование готовых форм и их "подгонка" под нужные требования сильно
уменьшают время на решение похожих задач.
Благодаря средствам управления проектами, двусторонней интеграции
приложения и синхронизации между средствами текстового и визуального
редактирования, а еще встроенному отладчику (с ассемблерным окном
прокрутки, точками останова, пошаговым исполнением, трассировкой и
другими) - C++ Builder компании Borland представляет собой мощную и
впечатляющую среду разработки, которая точно выдержит конкурентную
борьбу с любыми конкурентами.
34
3 Разработка программного обеспечения стенда
3.1 Подготовка к разработке ПО
Установка Borland C++
Невзирая на то, что установка какого-либо программного продукта на
компьютер
является
достаточно
примитивный
процедурой,
многие
начинающие пользователи не могут независимо с ней совладать и прекращают
постижение программы. Задача установки состоит скорее не в трудности
операций,
сколько
в
непонимании
вопросов,
задаваемых
программой
инсталляции пользователю.
Для установки Borland C++ Builder 6 на персональный компьютер не
требуется специальных познаний. Тут детально описывается каждый процесс
установки, шаг за шагом, с объяснением возникающих при этом сообщений.
Желанно, чтобы компьютер, на тот, что будет производиться установка пакета,
имел процессор типа Pentium либо Celeron с тактовой частотой не ниже 166
МГц, объем памяти компьютера был не менее 128 Мбайт, и на диске было
свободное пространство объемом не менее 750 Мбайт. Безусловно, на
компьютере теснее должна быть установлена операционная система Windows.
Позже включения компьютера и заключения его загрузки установите в привод
CD-ROM компакт-диск, содержащий инсталляционный (установочный) пакет
Borland C++ Builder 6. Если на компьютере разрешена автозагрузка CD-ROM,
то через несколько секунд позже установки в CD-ROM диска будет произведен
автозапуск программы инсталляции либо программной оболочки компактдиска, в которой дозволено предпочесть установку пакета. Если автозапуска не
случилось, нужно с поддержкой Проводника открыть содержимое компактдиска и запустить в нем программу установки с именем setup, установив курсор
35
мыши на имени этого файла и двукратно щелкнув позже этого левой кнопкой
мыши.
Изредка установочный пакет хранится на компакт-диске в упакованном
виде, для того дабы разместиться на ограниченном объеме диска совместно с
другими программами. При запуске программы установки с таких дисков
сначала производится механическая распаковка установочного пакета на
жесткий диск компьютера для дальнейшего запуска установки среды
разработки. Распаковка начинается с отображения на экране компьютера окна,
сходственного тому, что приведено на рисунке ниже.
Рис.14. Окно сообщения о подготовке к распаковке файлов установочного
пакета
При выполнении такой процедуры необходимо указать путь для
распаковки установочного пакета на тот раздел диска, где имеется свободное
дисковое пространство с объемом не менее 731 Мбайт. При этом не забудьте,
что для последующей установки пакета Borland C++ Builder 6 понадобится еще
36
750 Мбайт свободного пространства. Таким образом, при распаковке
установочного пакета на диск С: нужно будет иметь на нем не менее 1481
Мбайт свободного дискового пространства. Либо укажите для распаковки
инсталляционного пакета другой раздел диска, скажем D либо Е, если такие
разделы существуют на вашем компьютере и имеют необходимый объем
свободного дискового пространства.
Процесс распаковки файлов из архива отображается в окне, сходственном
представленному на рисунке.
Рис.15. Окно процесса распаковки файлов установочного пакета
Позже заключения установки пакета Borland C++ Builder 6 все
распакованные из архива файлы дозволено будет удалить для освобождения
пространства на диске.
Иногда компакт-диск содержит файлы помощи с наименованием типа
readme.txt. В этих файлах содержится пригодная справочная информация,
помогающая установить нужный программный пакет на компьютер, чураясь
37
при этом ошибок и бесплодной потери времени. Прочтите содержимое этих
файлов перед началом установки. Это избавит вас от ошибок и ускорит
установку пакета.
Итак, позже распаковки архива происходит механический запуск
установки пакета Borland C++ Builder 6 на компьютер. Если этого не
происходит, разыщите среди распакованных файлов файл с именем Borland
C++ Builder 6.msi и двукратно щелкните по нему левой кнопкой мыши.
При этом начнется установка пакета, сопровождающаяся отображением
на экране окон с информацией, описывающей ход установки и предлагающей
пользователю ввести некоторые данные либо сделать определенный выбор.
Вначале возникает окно мастера установки InstallShield Wizard. При этом
программа
установки
изготавливает
проверку
типа
установленной
на
компьютер операционной системы Windows.
Далее появится окно Windows Installer с сообщением о подготовке к
установке.
Рис.16. Окно мастера установки InstallShield Wizard
Рис.17. Окно Windows Installer
38
Рис.18. Окно сообщения о подготовке мастера установки
Позже чего на экране отобразится окно, приведенное, в котором
сообщается о том, что производится подготовка мастера установки, тот, что
проведет пользователя через всю установку пакета.
Это окно стремительно сменяется на окно с сообщением о том, что
мастер установки готов к установке пакета Borland C++ Builder 6 на компьютер
и для продолжения нужно нажать кнопку Next. Тут же дозволено перестать
установку, нажав кнопку Cancel. Если по какой-либо причине понадобится
перестать установку, это дозволено будет сделать и позднее, на следующих
этапах установки.
39
Рис.19. Окно сообщения о готовности мастера установки
Позже нажатия кнопки Next будет отображено окно, в котором
предлагается ввести серийный номер и код авторизации пакета. Эти номера
находятся на установочном компакт-диске, и их следует точно ввести в
соответствующие поля отображенного окна. Позже чего необходимо опять
нажать кнопку Next и начнется процесс установки.
40
Рис.20. Окно завершения установки
Рис.21. Окно с предложением выполнить перезагрузку компьютера
Позже нажатия кнопки Finish будет выведено окно, в котором
предлагается
исполнить
перезагрузку
компьютера
для
того,
установленная программа могла полностью работать.
Нажмите в этом окне кнопку Yes и дождитесь перезагрузки компьютера.
41
чтобы
3.2 Блок-схема алгоритма функционирования стенда
Общая схема алгоритма расчета тормозного пути представлена на
рисунке ниже.
НАЧАЛО
KT, V, KS
S = KT * (V * V) / (254 * KS)
S
НАЧАЛО
Рис.22. Блок схема алгоритма
где КТ – коэффициент торможения, КS – коэффициент сцепления с
дорогой, S – тормозной путь, V – скорость км/ч в начале торможения
Тормозной коэффициент у обычного легкого автомобиля равняется 1.
Коэффициент сцепления с дорогой выбирается в зависимости от
дорожного покрытия, по которому движется автомобиль. В разработанном
42
программном обеспечении для учебного стенда учитываются четыре разных
дорожных варианта: [14]
 Сухой асфальт – коэффициент сцепления равен 0.7
 Мокрый асфальт – коэффициент сцепления равен 0.4
 Укатанный снег – коэффициент сцепления равен 0.2
 Обледенелая дорога – коэффициент сцепления равен 0.1
3.3 Описание работы программы
Программа на этапе разработки представляет собой проект, который
разрабатывается в среде C++ Builder. Физически проект состоит из нескольких
файлов, их описание представлено в таблице ниже.
Таблица 2. Описание файлов
Название файла
Описание
Braking.bpr
Главный файл проекта в XML-формате
Braking.cpp
Исходный код проекта
Braking.exe
Готовая (скомпилированная) программа.
Braking.obj
Скомпилированные исходные файлы, для каждого файла
.cpp или более формально "единицы компиляции"
действительно будет один. Они создаются на этапе
компиляции проекта.
Braking.res
Файл
ресурсов.
присоединяются
Содержит
к
готовому
ресурсы,
exe-файлу
которые
во
время
компиляции программы
Braking.tds
Таблица символов Turbo Debugger
Main.cpp
Исходный код формы
Main.ddp
Файлы диаграмм
Main.dfm
Описание
формы.
43
В
данном
случае
главной
и
единственной формы программы
Main.h
Заголовочный файл
Main.obj
Скомпилированные исходные файлы, для каждого файла
.cpp или более формально "единицы компиляции"
действительно будет один. Они создаются на этапе
компиляции проекта.
Программа для своих расчетов использует стандартные типы данных,
заложенные в язык C++. К стандартным типам относятся:
 int - целый
 char - символьный
 wchar_t - расширенный символьный
 bool - логический
 float - вещественный
 double - вещественный с двойной точностью
Основной расчет производится нажатием соответствующей клавиши
«расчет» в окне визуализатора (функция Button1Click). Программа расчета
тормозного пути с учетом коэффициентов дорожного покрытия выглядит
следующим образом:
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
float S;
float KT;
float V;
float KS;
KT = 1;
V = TrackBar1->Position;
44
if (RadioButton1->Checked) KS = 0.7;
if (RadioButton2->Checked) KS = 0.4;
if (RadioButton3->Checked) KS = 0.2;
if (RadioButton4->Checked) KS = 0.1;
S = KT * (V * V) / (254 * KS);
Label3->Caption = "Тормозной путь составил: " + FloatToStrF(S, ffFixed,
10, 1) + " ì";
if (S < TrackBar2->Position) {
Label4->Caption = "Успели остановиться";
Label4->Font->Color = clGreen;
}
else {
Label4->Caption = "Остановиться заблаговременно не удалось";
Label4->Font->Color = clRed;
}
Shape2->Visible = True;
Shape2->Left = Image5->Left + Image5->Width;
float P = (float(Image6->Left - Image5->Width)) / TrackBar2->Max;
Shape3->Visible = True;
Shape3->Left = Shape2->Left + P * S;
int i;
Chart1->Series[0]->Clear();
for (i = 1; i <= TrackBar1->Position; i++) {
S = KT * (i * i) / (254 * KS);
Chart1->Series[0]->AddXY(i, S);
}
}
45
3.4 Входные и выходные данные
Входными данными являются:
 Тип дорожного покрытия
 Скоростной режим
 Точка начала торможения
Выходными данными являются:
 Тормозной путь
 Результат остановки (успели остановиться или нет)
 График торможения
 Визуализация процесса торможения
3.5 Разработка модуля расчета тормозного пути
Разработка модуля расчета тормозного пути началась с создания нового
проекта в Borland C++Builder.
46
Рис.23. Создание проекта в C++ Builder
В результате откроется чистая форма на которую в последствии будут
накладываться необходимые компоненты.
Рис.24. Пустой проект в C++ Builder
47
Когда компонент помещен на форму его следует запрограммировать. Это
делается двойным щелчком по компоненту. В результате откроется окно
редактора исходного кода. Свойства компонентов задаются в окне Object
Inspector,
располагающий
по
умолчанию
слева.
Компоненты
можно
беспрепятственно перемещать по форме, а также менять их размеры.
Рис.25. Редактирование исходного кода
Когда все компоненты помещены на форму и запрограммированы, проект
принимает следующий вид:
Рис.26. Готовый проект в C++ Builder
48
Запуск проекта осуществляется клавишей F9 или кнопкой на панели
инструментов в виде зеленого треугольника.
Рис.27. Кнопка запуска проекта
Базовая формула, лежащая в основе всех вычислений:
S = KT * (V * V) / (254 * KS)
где КТ – коэффициент торможения, КS – коэффициент сцепления с
дорогой, S – тормозной путь, V – скорость км/ч в начале торможения.
НАЧАЛО
KT, V, KS
S = KT * (V * V) / (254 * KS)
S
S <=
TrackBar2>Position
"Не успели"
"Успели"
КОНЕЦ
Рис.28 Алгоритм работы программы
49
Вначале вводятся исходные данные, скорость, коэффициент торможения,
коэффициент сопротивления дорожного покрытия, затем происходит расчет
тормозного пути и его значение сравнивается с расстоянием автомобиля до
препятствия, если расстояние меньше или равно, то на экран выводится
сообщение, что автомобиль успел остановиться до препятствия. Если значение
больше, то – не успел.
При запуске проект компилируется и превращается в готовый EXE-файл,
который можно запустить на любой рабочей станции под управлением
операционной системы Microsoft Windows. Запущенный проект отслеживается
отладчиков и при возникновении каких-либо ошибок будет выведена
информация, которая может помочь программисту быстрее понять природу
исключения.
3.6 Минимальные системные требования
Современные
ПЭВМ
обладают
большими
вычислительными
мощностями, и пользователи редко задумываются об аппаратных требованиях
той или иной программы. Несмотря на это, программистам и разработчикам не
стоит пренебрегать правилами экономии ресурсов, так как в мире остается
большое количество «слабых» машин, которые по-прежнему находятся в
строю.
Большой ошибкой будет сбрасывание их со счетов, так как пользователь
скорее удалит программу, чем нарастит из-за нее характеристики своей ПЭВМ.
Программе необходимы следующие минимальные аппаратные ресурсы:
50
Таблица 3. Минимальные системные требования
Системный ресурс
Минимальное значение
Процессор
INTEL Celeron G3920
Оперативная память
512 Мб
Жесткий диск
10 Мб
Операционная система
Windows XP и выше (x32 или x64)
Другое
Клавиатура, мышь, монитор
Выводы.
В разделе была построена общая блок-схема алгоритма, была приведена
основная функция, которая производит вычисление тормозного пути, а также
показаны входные и выходные данные. Помимо этого в разделе описываются
все файлы, из которых состоит проект Borland C++ Builder. Приведена
информация по минимальным системным требованиям, необходимым для
правильного
функционирования
51
программы.
4 Экспериментальные исследования с помощью учебного стенда
4.1 Руководство пользователя
Запуск программы осуществляется путем запуска файла Braking.exe.
Рис.29. Главное окно программы
Главное окно визуально состоит из пяти областей:
 Область выбора параметров езды
 Область управления процессом расчета
 Область графика торможения
 Область визуализации
 Область отображения результатов
Область выбора параметров состоит из трех частей:
 Выбор дорожного покрытия
 Выбор скоростного режима
 Выбор точки начала торможения
52
В части выбора дорожного покрытия выбирается материал дороги. Здесь
предлагается всего четыре варианта:
 Сухой асфальт
 Мокрый асфальт
 Укатанный снег (снежное покрытие)
 Обледенелая дорога (ледяная корка)
Рис.30. Область выбора дорожного покрытия
В части выбора скоростного режима указывается первоначальная
скорость автомобиля на момент начала процесса торможения. Разрешенный
интервал лежит от 0 до 150 км/ч.
Рис.31. Область выбора скоростного режима
В части выбора точки начала торможения указывается расстояние до
препятствия. Допустимый интервал лежит от 0 до 150 м. Данный параметр
прямо влияет на расположение автомобиля в области визуализации. Чем
меньше расстояние, тем ближе автомобиль к препятствию.
53
Рис.32. Область выбора точки начала торможения
Область
управления
процессом
расчета
представляет
собой
миниатюрную панель, на которой располагаются две кнопки:
 Кнопка "Расчет"
 Кнопка "Сброс"
Кнопка "Расчет" запускает процесс расчета параметром торможения, а
кнопка "Сброс" возвращает параметры в исходное состояние (такие как при
первом запуске программы). У первой кнопки свойство Default установлено в
True. Это значит, что нажав клавишу Enter в любом месте программы,
сработает обработчик кнопки "Расчет".
Рис.33. Область управления процессом расчета
Область графика торможения отображает график отношения скорости к
тормозному пути.
54
Рис.34. График торможения
Область визуализации содержит схематичное представление процесса
торможения. На нем изображены автомобиль, дорога и препятствие в виде
человека на пешеходном переходе.
Автомобиль, в зависимости от точки начала торможения, имеет разную
начальную позицию.
Рис.35. Область визуализации с исходной позицией автомобиля
Рис.36. Область визуализации со смещенной позицией автомобиля
Область отображения результатов сразу после запуска программы
невидима и на экране не отображается. Она располагается между областями
55
визуализации и выбора параметров. В нее выводятся результаты расчетов
процесса торможения:
 Тормозной путь в метрах
 Успел ли автомобиль остановиться до препятствия или нет.
Рис.37. Результат расчета
Длина тормозного пути рисуется двумя вертикальными линиями на
визуализаторе. Левая часть - это перед автомобиля перед началом процесса
торможения, а правая - перед автомобиля после полной остановки.
4.2 Методика исследования
Методика исследования заключается в следующем:
1. Запускаем программу расчета тормозного пути Braking.exe
Программа запускается на любой платформе Windows с соответствующими
минимальными системными требованиями. После запуска на мониторе
появляется соответствующее окно (рисунок 38).
56
Рис.38. Рабочее окно пользователя
2. Выбираем входные данные, в зависимости от которых будет
произведен расчет тормозного пути автомобиля. Такими данными является
скорость автомобиля на момент начала торможения, которая выставляется в
поле «скоростной режим». Точка начала торможения – расстояние до
препятствия, впоследствии, благодаря расчету тормозного пути, учебный стенд
сделает вывод, успел ли автомобиль вовремя остановиться. Далее производится
выбор дорожного покрытия.
3. Нажатием клавиши «Расчет» производится определение тормозного
пути при заданных условиях и построение графика торможения транспортного
средства. Весь процесс сопровождается соответствующей визуализацией.
Данный учебный стенд позволяет произвести множество испытаний с
разными начальными условиями, в результате которых мы получаем
достоверное множество значений тормозного пути в разных дорожных
условиях. В зависимости от этих значений, можно определить точку начала
торможения,
благодаря
которой
автомобиль
препятствия.
57
сможет
остановиться
до
Рис.39. Рабочее окно полученного учебного стенда
4.3 Результаты исследования
Для тестирования разработанной программы были взяты следующие
исходные данные:
 Тип покрытия - сухой асфальт, мокрый асфальт, укатанный снег,
обледенелая дорога
 Скоростной режим – 50,100,150 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Все полученные данные сведены в таблицу 4.
Таблица 4. Результаты исследований на учебном стенде
Тип
Сухой асфальт
Мокрый асфальт
Укатанный снег
покрытия
Обледенелая
дорога
Скорость
50
Тормозной
14.1 56.2 126.5 24.6
100
150
50
100
150
50
100
150
50
100
150
98.4 221.5 49.2 196.9 442.9 98.4 393.7 885.8
путь
58
В результате дополнительных испытаний при тех же условиях, значение длины
тормозного пути не изменялось.
При сравнении полученных результатов с результатами на аналогичных
стендах не было выявлено значимых отклонений, таким образом, можно
сделать вывод, что полученный учебный стенд работает корректно.
Таблица 5. Результаты исследований на стенде СТиРТП
Тип
Сухой асфальт
Мокрый асфальт
Укатанный снег
покрытия
Обледенелая
дорога
Скорость
50
Тормозной
16.1 64.3
100
150
50
100
150
-
27.6
110.4 -
50
100
150
54.2 215.9 -
50
100
150
111.4 450.7 -
путь
Данный стенд позволяет исследовать длину тормозного пути на скорости до
120км/ч, поэтому значения тормозного пути при скорости 150км/ч отсутствуют.
Рис.41. Графики тормозного пути при разном дорожном покрытии
59
где y1- график при торможении на сухом асфальте, y2- мокрый асфальт, y3 –
укатанный снег, y4 – обледенелая дорога, по оси х обозначена скорость, по оси
y значения тормозного пути.
По полученным с помощью эксперимента результатам работы учебного
стенда можно не только определить длину тормозного пути и построить график
торможения, но и определить безопасное расстояние начала торможения до
пешеходного перехода на разном дорожном покрытии.
Сравнение с аналогами
В качестве аналога для сравнения была выбрана диссертационная работа
Козлова И.В. в результате которой был разработан стенд, управляемый
программой, способной рассчитывать длину тормозного пути в разных
дорожных условиях. [4]
Рис.40. Рабочее окно ЛУС СТиРТП
Основными
и
главными
отличиями
стендов
является
то,
что
разработанный учебный стенд в данной магистерской диссертации позволяет
осуществлять быстрое построение графика торможения при разных входных
условиях, так же отличается окно визуализатора и методика исследования.
На основе сравнения сформирована новизна в следующей редакции:
60
Разработан
учебный
стенд
для
исследования
тормозного
пути
автомобиля, основанный на программно-техническом комплексе, включающий
программный продукт в виде среды С++ Builder, отличающийся интерфейсом
визуализации процесса исследования с графическим представлением связи
скорости, типа дороги и тормозного пути.
Выводы
В разделе разработана методика исследования тормозного пути на
учебном стенде. Проведен эксперимент на компьютерной модели определения
тормозного пути при разных входных условиях. Представлено сравнение со
стендом – аналогом работы программы. Сформирована новизна работы.
61
Заключение
Разработанный учебный стенд для исследования тормозной системы
автомобиля
в
виде
программно-технического
комплекса
поставленным задачам. комплекс способен рассчитывать
соответствует
тормозной путь
автомобиля, строить график и визуализировать процесс торможения. Стенд
успешно прошел начальные испытания на тестовой рабочей станции и показал
себя как стабильный и качественный продукт. За все время испытаний не было
ни одного случая непредвиденных ошибок.
Разработанный стенд целесообразно применять на предприятиях, где
разрабатывается и усовершенствуется тормозная система автомобиля, а также в
учебном процессе по соответствующим специальностям.
Каждый студент без труда справится с интерфейсом программы и легко
разберется в назначении элементов управления. Многофункциональность
программы сделает из нее незаменимый инструмент для расчетов.
В процессе выполнения работы были решены следующие задачи:
 Был проведен анализ существующих решений исследования тормозной
системы автомобиля.
 Разработана схема стенда.
 Разработан графический интерфейс пользователя.
 Выбраны программно-технические средства стенда.
 Разработана программа определения тормозного пути автомобиля.
 Разработана методика исследования тормозного пути на стенде.
 Проведен эксперимент и сделаны соответствующие выводы.
62
Список использованной литературы
1. Архангельский, А. Я. C++Builder. Работа с документами Excel / А.Я.
Архангельский. - М.: Бином-Пресс, 2016. - 480 c.
2. Ашарина, И.В. Основы программирования на языках C и C++ / И.В.
Ашарина. - М.: ГЛТ, 2012. - 208 c.
3. Ашарина, И.В. Основы программирования на языках С и С++: Курс
лекций для высших учебных заведений / И.В. Ашарина. - М.: ГЛТ,
2012. - 208 c.
4. Козлов
И.В.
Исследование
и
моделирование
процессов
автоматизированного контроля параметров движения транспортных
средств,
влияющих
на
дорожно-транспортные
происшествия:
диссертация кандидата технических наук. Орел, 2005.
5. Биллиг, В. Основы программирования на C# / В. Биллиг. - М.: Бином.
Лаборатория знаний, 2006. - 483 c.
6. Биллиг, В.А. Основы программирования на С#: Учебное пособие /
В.А. Биллиг. - М.: Бином, 2012. - 483 c.
7. Калькулятор: расчет тормозного и остановочного пути. [Электронный
ресурс].
URL:
http://transspot.ru/calculators/raschet-tormoznogo-i-
ostanovochnogo-puti/
8. Богачев, К.Ю. Основы параллельного программирования / К.Ю.
Богачев. - М.: Бином, 2015. - 342 c.
9. Богачев, К.Ю. Основы параллельного программирования: Учебное
пособие / К.Ю. Богачев. - М.: Бином, 2014. - 342 c.
10. Боровский, А. C++ и Pascal в Kylix 3. Разработка интернетприложений и СУБД / А. Боровский. - М.: БХВ-Петербург, 2014. - 544
c.
11. Вальпа, Олег Borland C++ Builder. Экспресс-курс (+ CD) / Олег
Вальпа. - М.: БХВ-Петербург, 2012. - 224 c.
63
12. Воскобойников, Ю.Е. Основы вычислений и программирования в
пакете MathCAD PRIME: Учебное пособие / Ю.Е. Воскобойников и др.
- СПб.: Лань, 2016. - 224 c.
13. Гавриков, М.М. Теоретические основы разработки и реализации
языков программирования: Учебное пособие / М.М. Гавриков, А.Н.
Иванченко, Д.В. Гринченков. - М.: КноРус, 2010. - 184 c.
14. Примерная длина тормозного пути автомобиля [Электронный ресурс].
URL:
http://ktonaavto.ru/avto-faq/raznoe/primernaya-dlina-tormoznogo-
puti-avtomobilya-tablica.html
15. Дакатт, Дж. Основы веб-программирования с использованием HTML,
XHTML и CSS / Дж. Дакатт. - М.: Эксмо, 2010. - 768 c.
16. Дорогов, В.Г. Основы программирования на языке С: Учебное пособие
/ В.Г. Дорогов, Е.Г. Дорогова; Под общ. ред. проф. Л.Г. Гагарина. - М.:
ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 224 c.
17. Емельянов, В.И. Основы программирования на Delphi. / В.И.
Емельянов. - М.: Высшая школа, 2005. - 231 c.
18. Желонкин, А. Основы программирования в интегрированной среде
Delphi / А. Желонкин. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004. - 236 c.
19. Зыков, С.В. Основы современного программирования. Разработка
гетерогенных систем в Интернет-ориентированной среде: Учебное
пособие / С.В. Зыков. - М.: ГЛТ, 2012. - 444 c.
20. Зыков, С.В. Основы современного программирования: Учебное
пособие для вузов / С.В. Зыков. - М.: ГЛТ , 2012. - 444 c.
21. Карпов, Ю. Теория и технология программирования. Основы
построения трансляторов / Ю. Карпов. - СПб.: BHV, 2012. - 272 c.
22. Макки, Алекс Введение в .NET 4.0 и Visual Studio 2010 для
профессионалов / Алекс Макки. - М.: Вильямс, 2014. - 416 c.
23. Несвижский, Всеволод Программирование аппаратных средств в
Windows / Всеволод Несвижский. - М.: "БХВ-Петербург", 2014. - 528 c.
64
24. Пахомов, Борис Interbase и С++Builder на примерах ( +CD-ROM ) /
Борис Пахомов. - М.: БХВ-Петербург, 2016. - 288 c.
25. Пахомов, Борис Самоучитель C/С++ и С++ Builder 2007 (+ DVD-ROM)
/ Борис Пахомов. - М.: БХВ-Петербург, 2013. - 672 c.
26. Перри, Грег Программирование на C для начинающих / Грег Перри ,
Дин Миллер. - М.: Эксмо, 2015. - 368 c.
27. Прата, Стивен Язык программирования C++. Лекции и упражнения /
Стивен Прата. - М.: Вильямс, 2015. - 445 c.
28. Проскурин А.И. Теория автомобиля. Примеры и задачи: Учебное
пособие/ А.И.Проскурин.- Ростов н/Д : Феникс, 2009.- 200 с. 5.
Стуканов
В.А.
Основы
теории
автомобильных
двигателей
и
автомобиля: Учебное пособие.- М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2008.- 368 с.
29. Секунов, Н. Программирование на C++ в Linux / Н. Секунов. - СПб.:
BHV, 2004. - 368 c.
30. Тарасик В.П. Теория автомобилей и двигателей: Учебное пособие/ В.
П. Тарасик, М. П. Бренч. – Мн.: Новое знание, 2008. – 400 с.
31. Теория и конструкция автомобиля: Учебник для автотранспортных
техникумов/ В.А. Иларионов, М.М. Морин, Н.М. Сергеев [и др.]. – 2-е
изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2007. – 368 с. 8.
Туревский И. С. Теория автомобиля: Учебное пособие/ И. С.
Туревский. – М.: Высш. шк., 2008. – 240 с.
32. Фленов, М.Е. Программирование на C++ глазами хакера. / М.Е.
Фленов. - СПб.: BHV, 2012. - 352 c.
33. Хенкеманс, Д. Программирование на C++ / Д. Хенкеманс, М. Ли. СПб.: Символ-плюс, 2015. - 416 c.
34. Чиртик, А.А. Программирование на C++: Трюки и эффекты / А.А.
Чиртик. - СПб.: Питер, 2010. - 352 c.
65
Приложение А. Исходный код модуля Main.cpp
#include <vcl.h>
#pragma hdrstop
#include "Main.h"
#pragma package(smart_init)
#pragma resource "*.dfm"
TForm1 *Form1;
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)
: TForm(Owner)
{
}
void __fastcall TForm1::TrackBar1Change(TObject *Sender)
{
TrackBar1->SelEnd = TrackBar1->Position;
Label1->Caption = IntToStr(TrackBar1->Position);
}
void __fastcall TForm1::TrackBar2Change(TObject *Sender)
{
TrackBar2->SelEnd = TrackBar2->Position;
Label2->Caption = IntToStr(TrackBar2->Position);
float P = (float(Image6->Left - Image5->Width)) / TrackBar2->Max; //длина
одного деления в пикселях
Image5->Left = float(Image6->Left - Image6->Width) - float(P * TrackBar2>Position);
}
void __fastcall TForm1::Image1Click(TObject *Sender){
RadioButton1->Checked = true;
}
66
Приложение А
продолжение
void __fastcall TForm1::Image2Click(TObject *Sender)
{
RadioButton2->Checked = true;
}
void __fastcall TForm1::Image3Click(TObject *Sender)
{
RadioButton3->Checked = true;
}
void __fastcall TForm1::Image4Click(TObject *Sender)
{
RadioButton4->Checked = true;
}
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
float S;
float KT; //тормозной коэффициент (для легкового автомобиля 1)
float V; //скорость автомобиля
float KS; //коэффициент сцепления с дорогой
KT = 1;
V = TrackBar1->Position;
if (RadioButton1->Checked) KS = 0.7; //сухой асфальт
if (RadioButton2->Checked) KS = 0.4; //мокрый асфальт
if (RadioButton3->Checked) KS = 0.2; //укатанный снег
if (RadioButton4->Checked) KS = 0.1; //обледенелая дорога
S = KT * (V * V) / (254 * KS);
Label3->Caption = "Тормозной путь составил: " + FloatToStrF(S, ffFixed,
10, 1) + " м";
67
if (S < TrackBar2->Position) {
Приложение А
продолжение
Label4->Caption = "Успели остановиться";
Label4->Font->Color = clGreen;
}
else {
Label4->Caption = "Остановиться заблаговременно не удалось";
Label4->Font->Color = clRed;
}
Shape2->Visible = True;
Shape2->Left = Image5->Left + Image5->Width;
float P = (float(Image6->Left - Image5->Width)) / TrackBar2->Max;
Shape3->Visible = True;
Shape3->Left = Shape2->Left + P * S;
//график
int i;
Chart1->Series[0]->Clear();
for (i = 1; i <= TrackBar1->Position; i++) {
S = KT * (i * i) / (254 * KS);
Chart1->Series[0]->AddXY(i, S);
}
}
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender){
RadioButton1->Checked = true;
TrackBar1->Position = 30;
TrackBar2->Position = 200;
Shape2->Visible = false;
Shape3->Visible = false;
68
Chart1->Series[0]->Clear();
Приложение А
продолжение
}
void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender)
{
Application->Title = Caption;}
69
Приложение Б. Исходный код проекта Braking.cpp
#include <vcl.h>
#pragma hdrstop
USEFORM("Main.cpp", Form1);
WINAPI WinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, LPSTR, int){
try
{
Application->Initialize();
Application->CreateForm(__classid(TForm1), &Form1);
Application->Run();
}
catch (Exception &exception)
{
Application->ShowException(&exception);
}
catch (...)
{
try
{
throw Exception("");
}
catch (Exception &exception)
{
Application->ShowException(&exception);
}
}
return 0;}
70
Приложение В. Иллюстрация произведенных испытаний
 Тип покрытия - сухой асфальт
 Скоростной режим - 50 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Рис.В1. Результат исследований 1
 Тип покрытия - сухой асфальт
 Скоростной режим - 100 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
71
Приложение В
продолжение
Рис.В12. Результат исследований 2
 Тип покрытия - сухой асфальт
 Скоростной режим - 150 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Рис.В3. Результат исследований 3
72
Приложение В
продолжение
 Тип покрытия - мокрый асфальт
 Скоростной режим - 50 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Рис.В4. Результат исследований 4
 Тип покрытия - мокрый асфальт
 Скоростной режим - 100 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
73
Приложение В
продолжение
Рис.В5. Результат исследований 5
 Тип покрытия - мокрый асфальт
 Скоростной режим - 150 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Рис.В6. Результат исследований 6
74
Приложение В
продолжение
 Тип покрытия – укатанный снег
 Скоростной режим - 50 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Рис.В7. Результат исследований 7
 Тип покрытия – укатанный снег
 Скоростной режим - 100 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
75
Приложение В
продолжение
Рис.В8. Результат исследований 8
 Тип покрытия – укатанный снег
 Скоростной режим - 150 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
76
Рис.В9. Результат исследований 9
Приложение В
продолжение
 Тип покрытия – обледенелая дорога
 Скоростной режим - 50 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
Рис.В10. Результат исследований 10
 Тип покрытия – укатанный снег
 Скоростной режим - 100 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
77
Приложение В
продолжение
Рис.В11. Результат исследований 11
 Тип покрытия – укатанный снег
 Скоростной режим - 150 км/ч
 Точка начала торможения - 100м
78
Приложение В
продолжение
Рис.В12. Результат исследований 12
79
80
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа