MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
reliability estimation
Oparta na stochastycznym rachunku sieciowym metoda estymacji niezawodności czasu transmisji dla przełączanej pokładowej sieci ethernetowej typu AFDX umożliwiającej równoczesną transmisję dwukierunkową
Ocena niezawodności czasu transmisji (czasu opóźnienia) jest niezbędną procedurą gwarantującą komunikację w czasie rzeczywistym za pośrednictwem przełączanej pokładowej sieci ethernetowej typu AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet), która umożliwia równoczesną transmisję dwukierunkową. Stochastyczny rachunek sieciowy (SNC) można stosować do oceny niezawodności przy zadanej górnej granicy opóźnienia. Do tej pory jednak, do ograniczania ruchu telekomunikacyjnego stosowano tylko liniową deterministyczną funkcję obwiedni (traffic envelope), która nie oddaje losowości ruchu telekomunikacyjnego i odbiega dalece od rzeczywistości. W niniejszej pracy zaproponowano rozwiązanie tego problemu wykorzystujące stochastyczną funkcję obwiedni ruchu telekomunikacyjnego. Wyprowadzono nowy algorytm probabilistyczny, który pozwala ocenić niezawodność czasu transmisji na podstawie funkcji obwiedni. Przeprowadzono badanie, w ramach którego testowano zaproponowaną metodę w środowisku testowym AFDX; wyniki testu pokazują, że ocena niezawodności czasu transmisji z wykorzystaniem zaproponowanego przez nas algorytmu jest znacznie bardziej zbliżona do estymacji empirycznej.
A delay reliability estimation method for Avionics Full Duplex Switched Ethernet based on stochastic network calculus
The delay reliability estimation is required in order to guarantee the real-time communication for avionics full duplex switched Ethernet (AFDX). Stochastic network calculus (SNC) can be applied to estimate the reliability with a delay upper bound. However, only linear deterministic traffic envelope function is used to bound its traffic, which cannot represent the traffic randomness and is far from practice. In this paper, a stochastic traffic envelope function, which randomizes the input of SNC, is proposed to solve the problem. A new probabilistic algorithm is derived to estimate the delay reliability based on stochastic envelope functions. A test was conducted to demonstrate our method on an AFDX testbed, and the test results verify that the estimation of delay reliability via our algorithm is much closer to the empirical estimation.
Poprawa i ocena niezawodności opartej na wektorowej metodzie trajektorii Dubinsa dla korekty trajektorii pojazdów autonomicznych
Dla zapewnienia rozwoju konkurencyjnego i zrównoważonego systemu transportowego, oraz w celu rozwiązania problemów związanych z bezpieczeństwem ruchu i środowiskiem, poszukiwane są różne rozwiązania techniczne. Można założyć, że autonomiczne pojazdy są technologią, która zapewni pozytywną zmianę w systemie transportowym. Mimo że wiele badań z powodzeniem dotyczyło realizacji autonomicznych pojazdów, należy jeszcze rozwiązać wiele problemów technicznych i prawnych. W niniejszym dokumencie poruszono problem predefiniowanej wykonalności ścieżki i zaproponowano skuteczną metodologię dla ścieżki do śledzenia ponownego planowania. Proponowana metodologia składa się z trzech części i opiera się na metodzie Dubinsa. Aby zmodyfikować metodę trajektorii Dubinsa i zapewnić optymalną trajektorię, w publikacji rozwiązano zadanie optymalizacji. Sformułowana funkcja celu z różnymi nieliniowymi ograniczeniami. Skuteczność i niezawodność proponowanej metodologii została przeanalizowana i oceniona po przeprowadzeniu eksperymentalnych badań z wykorzystaniem autonomicznego pojazdu badawczego.
Modification and reliability estimation of vector based Dubins path approach for autonomous ground vehicles path re-planning
Due to global purposes to ensure growth of a competitive and sustainable transport system, also to solve traffic safety and environmental problems, various engineering solutions are being sought out. It can be assumed that autonomous vehicles are the technology, which will ensure the positive change in the transport system. Even though many studies successfully advanced toward realisation of autonomous vehicles, a significant amount of technical and policy framework problems still has to be solved. This paper addresses the problem of predefined path feasibility and proposes an effective methodology for a path to follow re-planning. The proposed methodology is composed of three parts and is based on the Dubins path approach. In order to modify the vector based Dubins path approach and to ensure the path feasibility, the optimisation problem was solved. A cost function with different inequality constraints was formulated. The performance and reliability of the proposed methodology were analysed and evaluated by carrying out an experimental research while using the autonomous test vehicle.
Ocena niezawodności propagacji fal radiowych pasm VHF i UHF w różnych warunkach terenowych z wykorzystaniem modelu utraty mocy sygnału
W literaturze przedmiotu, wiele uwagi poświęca się ostatnio znaczącemu wpływowi utraty mocy sygnału (ang. path loss) na niezawodność rozchodzenia się fal tworzących pasma o bardzo wysokiej częstotliwości (VHF) i ultra wysokiej częstotliwości (UHF). Wcześniejsze prace koncentrują się głównie na ocenie niezawodności infrastruktury i podstawowego wyposażenia, nie uwzględniając w pełni niezawodności propagacji fal. W niniejszym artykule zaproponowano nową metodę oceny niezawodności komunikacji bezprzewodowej opartą na analizie tradycyjnych modeli utraty mocy sygnału podczas propagacji fal radiowych w środowisku zewnętrznym. Oceniając niezawodność komunikacji radiowej, w pierwszej kolejności rozważano częstotliwość transmisji, wysokość anteny, typ komórki oraz odległość komunikacyjną. Następnie, za pomocą rozkładu lognormalnego, dopasowano krzywą rozkładu losowego odległości komunikacyjnej, co pozwoliło na analizę związku między wartością utraty mocy sygnału a niezawodnością. W dalszej kolejności, z wartości różnych współczynników korekcji anteny, typu komórki oraz terenu wyprowadzono funkcję rozkładu prawdopodobieństwa oraz dystrybuantę wartości utraty mocy sygnału. Na koniec obliczono wartości niezawodności komunikacji radiowej dla różnych zakresów częstotliwości w oparciu o próg wartości utraty mocy sygnału. Przedstawiona analiza wykracza poza elementarne obliczenia niezawodności na podstawie maksymalnej odległości komunikacyjnej biorąc także pod uwagę wpływ czynników środowiskowych na niezawodność propagacji fal radiowych VHF i UHF.
Reliability evaluation for vhf and uhf bands under different scenarios via propagation loss model
The significant effect of path loss on the reliability of very high frequency (VHF) and ultrahigh frequency (UHF) bands propagation has drawn much attention. Previous works mainly focus on the reliability evaluation for infrastructures and basic equipment, however, its propagation reliability has not been taken into full consideration. This paper proposes a new method for evaluating the reliability of the wireless communication based on the analysis of the traditional outdoor wave propagation loss models. In the reliability evaluation of the radio communication, we firstly consider the transmission frequency, the antenna height, the cell type and the communication distance. Then, we use a lognormal distribution to fit the random distribution curve of the communication distance so that the relationship between the path loss value and the reliability can be analysed. We further derive the probability distribution function (PDF) and the cumulative distribution function (CDF) of the path loss value from different antenna correction factors, cell type correction factors and terrain correction factors. Finally, we calculate the radio communication reliability values at different frequencies based on the threshold of the propagation loss value. Compared with the reliability degree only considering the communication distance threshold, the influence of environmental factors on the reliability of the VHF and the UHF radio propagation has been analysed.
A calibration-based method for interval reliability analysis of the multi-manipulator system
The multiple manipulators can construct a special multi-agent system with the distinction that the type can be serial or parallel according to their cooperative way. We proposed a comprehensive method to handle the problem of reliability estimation. The wide and narrow bound method are applied to calculate the interval reliability respectively when multiple manipulators work as the series system. Aims to decrease the system complexity and enhance the dynamic adjustment capability, the base frame calibration technique is presented to convert the series system to a parallel one, naturally the reliability can be improved significantly. A system composed by three manipulators is utilized as an example to illustrate the feasibility of the proposed method.