Сбор и анализ информации в формуле 1

Сбор и анализ информации в формуле 1
Во время заездов автомобили формула 1 передают в боксы огромное количество информации используя спутниковую связь. Скорость передачи 500kB в секунду уже давно стала нормой. Так как же команды собирают, передают и обрабатывают такой поток информации?
В 2006 году ФИА, в рамках программы по уменьшению расходов, предложила производителям электроники разработать стандартный блок управления электроникой автомобиля(ECU), который будет установлен на всех болидах в 2008, 2009, 2010 годах. Победил проект, представленный McLaren и Microsoft.
ECU обеспечивает сбор данных телеметрии их передачу на центральный сервер баз данных (ATLAS) в боксах, анализирует и перераспределяет информацию на клиентские средства, по выбору команды (McLaren и Microsoft предлагают командам инструменты для анализа информации как в реальном времени, так и для ее последующей обработки).

ECU контролирует работу двигателя, КПП и собирает информацию с более чем 100 датчиков, расположенных на каждой машине. Производительность системы от 100 килобайт до 0,5 мегабайт с секунду, за гонку она способна собрать до 1 гигабайта информации с одного автомобиля. Кроме того, если какие либо данные не могут передаваться, например из-за ограничения пропускной способности, по возвращении в боксы автомобиля они выгружаются из него и автоматически заполняют пробелы на сервере.
Для доступа к информации, на серверах используется реляционная база, а сама информация хранится в специально разработанных файлах, позволяющих увеличить скорость работы с ними. Благодаря этому загрузка информации для анализа проходит мгновенно.

"Для работы в рамках гонки командам необходим быстрый доступ ко всем данным, как текущим, так и к прошлым".
Говорит Питер ван Луны, управляющий директор McLaren Electronic Systems.

"Команды генерируют большое количество информации из аэродинамических труб и систем моделирования. Мы были способны предоставлять отличные данные в режиме реального времени, но нам необходимо было разработать единую систему хранения и доступа ко всей информации, для более эффективного анализа в отношении спектра переменных, связанных с подвеской, коробкой передач, клиренсом, шинами, настройками двигателя."
Решением стала функция FILESTREAM используемая в базе данных Microsoft SQL Server. FILESTREAM объединяет SQL Server Database Engine и NT File System (NTFS). Компонент SQL Server Database Engine используется для создания реляционных баз данных для оперативной обработки транзакций или оперативной аналитической обработки данных. NTFS - формат файлов, позволяющий увеличить скорость загрузки информации из них в программы для обработки и анализа.
Обобщая приведенную выше информацию можно построить следующую последовательность сбора и обработки информации:
ECU. Блок, расположенный в автомобиле. Он собирает информацию с датчиков, зашифровывает ее и передает в боксы.
ATLAS Server. Расшифровывает данные, полученные от ECU и распределяет между программным обеспечением ATLAS, используемым командой (ATLAS Client).
ATLAS Client. Предоставляет, в режиме реального времени, отображение данных с соответствующей графикой. ATLAS Client работает на Windows XP или Windows
Vista.
ATLAS Database. Используется для хранения и поиска информации используя функцию FILESTREAM для более быстрого доступа к ней.
Пример вывода данных телеметрии в реальном времени:
http://miheichf1.blogspot.com/2010/03/1_31.html

2.
Cовременныe машины Ф1 укомплектованы сложнейшими электронными системами, управляющими большей частью ее функций - включая настройку баланса тормозов, регулировку состава топливной смеси и переключение передач. Чтобы все это четко работало, в любой машине уложены километры кабелей, связывающих около сотни датчиков и приводов, контролирующих и отслеживающих работу различных узлов.

ECU
Электронный блок управления (ECU) следит за тем, чтобы различные системы машины работали максимально эффективно. В Монако ECU делает первую часть нажатия на педали более чувствительной, а вторую - менее, и это облегчает работу в бесконечных поворотах.

ДИФФЕРЕНЦИАЛ
ECU контролирует работу электронного дифференциала, который отслеживает разницу в скорости вращения задних колес на входе в повороты и на выходе из них.

ДВИГАТЕЛЬ
Настройки (маппинг) двигателя могут полностью меняться в зависимости от того, на какой трассе предстоит выступать: техничной или скоростной. К примеру, в Монако система помогает гонщику точнее дозировать подачу топлива, делая педаль газа более чувствительной в первой фазе нажатия и менее - во второй. Благодаря этому гонщик точнее работает газом в бесконечных поворотах. А вот в Монце, наоборот, газ, выходя из шикан, нужно прибавлять резко, и акселератор отрегулирован так, чтобы даже при малом ходе педали газа двигатель набирал полные обороты.

Прямой связи между педалью газа и мотором ныне не существует. Датчик «чувствует» положение педали и передает сигнал системе управления двигателем, а она делает все остальное. Кроме педали газа, ECU контролирует момент открытия впускного клапана, систему впрыска топлива и некоторые другие элементы мотора, обеспечивая максимальный крутящий момент.

ТРАНСМИССИЯ
ECU контролирует работу сцепления и КП. Гонщик включает сцепление только один раз - когда стартует. После этого все делает электроника. При переключении передач вверх она позволяет гонщику не снимать ногу с педали газа, а при понижении передачи уменьшает подачу газа, следя за тем, чтобы скорости вращения валов двигателя и трансмиссии были одинаковыми и не было «прихвата».
http://www.rlib.net/tuning/shell/shell-2.htm