Итоги выполнения государственного задания по разработке новых материалов и цифровых технологий в автомобильном транспорте в 2021 году

Завершен очередной этап выполнения научной работы под руководством д.т.н., профессора Андрея Михайловича Иванова по государственному заданию Министерства науки и высшего образования Российской Федерации FSFM-2020-0010 на тему «Разработка новых материалов и цифровых, интеллектуальных технологий в области автомобильного транспорта для обеспечения безопасности и работоспособности перспективных высокоавтоматизированных колесных транспортных средств».

Научный коллектив из преподавателей и сотрудников пяти кафедр университета: «Автомобили», «Организация и безопасность движения», «Высшая математика», «Химия», «Детали машин и теория механизмов», а также Управления научно-исследовательскими работами МАДИ продолжили исследования, направленные на создание интеллектуальной системы прогнозирования и обеспечения заданного уровня безопасности и работоспособности перспективных высокоавтоматизированных колесных транспортных средств (ВАТС), а также повышение безопасности дорожного движения, увеличение пропускной способности улично-дорожной сети, сокращение издержек на перевозку пассажиров и грузов за счет применения высокоавтоматизированных транспортных средств.

Основные достигнутые результаты научного коллектива в 2021 году следующие:

1. Предложена концепция выбора методов тестирования автомобилей с автоматизированными (автоматическими) системами управления на основе проведение анализа статистики ДТП с оценкой сопутствующих условий (категория дороги, освещенность, состояние дорожного покрытия, видимость и т.д.) и с выявлением дорожных сценариев ДТП, при которых система может снизить количество пострадавших. Показана возможность повышения эффективности предложенных методов с использованием технологий «цифровой двойник».
2. Разработана принципиальная схема прогнозирования и обеспечения заданного уровня безопасности ВАТС.
3. Проведены исследования отдельных блоков предложенной концепции, а именно, набора сценариев оценки, методов виртуальных, полигонных, дорожных испытаний.
4. Произведен анализ технических возможностей сенсоров и моделей управления автомобилем в автоматизированном режиме с заданным уровнем надежности и безаварийности;
5. Разработаны математические модели и алгоритмы движения автомобилей в автоматизированном режиме;
6. Произведено оснащение транспортного средства оборудованием, необходимым для движения в автоматизированном режиме, включая навигационно-связное оборудование, сенсоры, сервоприводы и контроллеры.
7. Разработаны модели динамических систем типа сетей Буслаева с заданными качественными свойствами и проведен анализ типовых сценариев движения колесных экипажей в условиях комбинированного трения.
8. Разработаны методы, алгоритмы и обоснованы логические закономерности относительно свойств геометрических моделей транспортных сетей при различных нагрузочных динамических сценариях.
9. Разработаны методы, алгоритмы и программное обеспечение для проведения видео-мониторинга дорожной инфраструктуры и поведенческих характеристик участников движения для интеллектуальной системы прогнозирования и обеспечения заданного уровня безопасности и работоспособности перспективных высокоавтоматизированных колесных транспортных средств.
10. Исследовано формирование полимер-металлических наноструктур, включающих никельсодержащие наночастицы и макромолекулы.
11. Проведена оценка точности определения размеров сферических наночастиц металлов по данным, полученными методом просвечивающей электронной микроскопии, с помощью различных специализированных компьютерных программ.
12. Изучено влияние внешних факторов на изменения свойств сформированных полимер-металлических наноструктур в процессах дальнейшей их обработки: при экспонировании, в агрессивной среде, при термообработке. Установлено, что в наноструктурах, включающих медьсодержащие наночастицы и поли-N- винилпирролидон происходит высокотемпературное восстановление оксидов меди, присутствующих в образце, до нульвалентной меди.

По итогам работы научного коллектива в 2021 году были опубликованы 33 статьи в журналах, индексируемых в базах Scopus и Web of Science, сделано 22 доклада на международных научных семинарах и конференциях, написаны 3 монографии, оформлены заявки или получены документы по 11 результатам интеллектуальной деятельности, защищена одна диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Полученные результаты и установленные закономерности могут быть использованы в дальнейшем, как в фундаментальных исследованиях научных основ создания новых интеллектуальных транспортных технологий, так и при разработке новых технологических методов производства электронных систем помощи водителю.