Устройство для моделирования процессов движения поездов Советский патент 1983 года по МПК G06G7/52 

усилителя соединен с входами амплитудных дискриминаторов группы, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов И пятой группы, вторые входы которых соединены с выходом первой схемы сравнения и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входов третьего элемента Л четвертой группы элементЬв И, выходы элементов И пятой группы соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы соответственно, выход второго;.элемента И является выходом устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании сложных процессов движения транспортных средств, а также при составлении графиков движения поездов.

Известно устройство для моделирования режимов движения на автомобильных магистралях, содержащее источник стабилизированного напряжения с подключенными к нему задающими резисторами, переключателями иизмерителями тока |1 .

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет моделировать режимы движения транспортных средств с учетом влияния случайных возмущений.

Известно также устройство, содержащее функциональный преобразователь, сумматор, интегратор скорости, инвертор, интегратор пути, записывакядее устройство. Данное устройство служит для определения времени движения поезда по заданному участку пути при проведении тяговых расчетов ..

Однако оно имеет невысокую точность из-за отсутствия возможности имитировать процесс движения поездов с учетом возникающих в реальных условиях движения случайных отклонений скоростей поездов от расчетных нормативов,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для статистического моделирования процессов выполнения системы работ, содержащее источник опорного напряжения, сумматор, эапоминакщее устройство, интегратор, генератор случайного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход сумматора подключен к входу запоминающего устройства СЗ.З.

Недостатком данного устройства является узкая область применения, обуслрвл нная невозможностью моделировать процессы движения попутных поездов на двухпутных железнодорожных участках с учетом ил взаимного влияния, возникающего при случайных отклонениях скоростей движения поездов от расчетных нориатиsoti. Это существенно сужает область применения устройства, снижает точность моделирования и приводит к низкой достоверности получаемых результатов.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для моделирования процессов движения поездов, содержащее первый генератор случайных напряжений, группу сумматоров, группу запоминающих блоков, интегратор, первый запоминающий блок, источник опорных напряжений, выходы которого подключены соответственно к первым входам сумматоров группы, первый триггер, выход первого генератора случайных напряжений соединен с вторым входом первого сумматора группы, дополнительно введены пять групп элементов И по три элемента И в каждой, элемент НЕ, две схемы сравнения второй триггер, -элемент задержки, два элемента И, группу амплитудных дискриминаторов, дифференциальный усилитель и два генератора случайных напряжений, причем выходы второго и третьего генераторов случайных напряжений подключены соответственно к вторым входам второго и третьего сумматоров группы, выходы которых соединены соответственно с прямыми входами элементов И первой группы, инверсные входы которых соединены с выходом элемента заДержки, первыми входс1ми первого и второго элементов И, выходы элементов И первой групы подключены к входам соответствующих запоминающих блоков группы, выходы которых- соединены с первьми входами элементов И второй группы, вторые входы которых подключены соответственно к выходам элементов И третьей группы, выходы элементов И второй группы соединены с входом интегратора, выход которого подклю:чен к первому входу дифференциальног усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого запоминаюшего блока и первым входом первой схемы сравнения, второй вход которо подключен к соответствукедему выходу источника опорных -напряжений и первому входу второй схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом интегратора и информационным входом первого запоминающего .бло ка, вход запуска которого подключен к первому выходу первого триггера и входу элемента задержки, вход останова первого запоминающего блока соединен с вьаходом второй схемы сравнения и вторым входом второго элемента И, второй выход первого запоминающего блока соединен с первьом входом первого триггера, второй вход которого является входом запуска устройства, первые входы элементов И четвертой группы соединены с выходом- элемента задержки, выходы элементов И четвертой группы подключены соответственно к первым входам элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с первым выходом второго триггера, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И, ВЕЛХОД которого соединен с вторым входом третьего элемента И второй группы элементов И, выход дифференциального усилителя соединен с входами амплитудных дискриминаторов группы, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов И пятой группы, вторые входы которых соединены с выходом первой схемы сравнения и входом элемента НЕ, вых которого соединен с вторым входом, третьего элемента И четвертой группы элементов И, выходы элементов И пятой группы соедине«ы с вторьми входами элементов И четвертой групп соответственно, выход второго элемента И является выходом устройства На чертеже представлена схема ус ройства для моделирования процессов движения поездов. Устройство содержит группу генераторов случайных напряжений, группу сумматоров 2, первую группу элементов И 3, первую группу запоминающих блоков 4, четвертую группу элементов И 5, третыб 6 и вторую 7 группу элементов И, интегратор 8, первый запоминающий блок 9, диффере циальный усилитель 10, группу ампли тудных дискриминаторов 11, пятую группу элементов И 12, источник 13 опорных напряжений, вторую 14 и пер вую 15 схемы сравнения, элемент НЕ второй 17 и первый 18 триггеры, пер вый элемент И 19, элемент 20 задерж ки, второй элемент И 21. Устройство для моделирования про цессов движения поездов работает сл дующим образом. Триггер 17 имеет два положения и задает режимы работы устройства. В первом положении на первом выходе триггера 17 имеется единичный сигнал, а на втором - нулевой. При этом устройство имитирует процессы движения поездов с учетом их взаимного влияния, т.е. на различные (зеленые, желтые или красные) показания путевых светофоров. Во втором положении на первом выходе триггера 17 имеется нулевой сигнал, а на втором - единичный. В этом случае устройство моделирует процессы движения поездов на зеленые показания светофорюв. Рассмотрим работу устройства при первом положении триггера 17. Каждый из генераторов 1 вырабатывает значения случайных напряжений, пропорциональные отклонениям от расчетной величины скорости движения поезда на зеленое (Ij), желтое (12) красное показание путевого светофора. Эти напряжения подаются на входы соответствующих сумматоров 2, где происходит суммирование постоянных напряжений, пропорциональных расчетным значениям скорости движения поезда, со случай ными напряжениями, пропорциональными отклонениям скорости поезда от норматива. Б подготовительном такте на выходах триггера 18, элемента 20 задержки, интегратора 8, блока 9, дифференциального усилителя 10, амплитудных дискриминаторов 11, схе№j 14 сравнения имеются нулевые сигналы, а на выходе схемы 15 сравнения единичный сигнал, элементы И 3 открыты по инверсному входу, элементы И 5, 6, 12 и 21 закрыты. При этом случайные напряжения с выходов сумматоров 2 через соответствующие элементы И 3 подаются на блоки 4 запоминания. Единичный сигнал с выхода триггера 17 поступает на вторые входы элементов И 6. В момент времени, соответствующий отправлению j-ro поезда на перегон, запускающий импульс опрокидывает триггер 18 и на его выходе появляется единичЬый сигнал, поступающий на первый вход второго блока 9 памяти и вход элемента 20 задержки. На втором выходе блока 9 начинается воспроизведение реализации напряжения U.-(t) , имитирующего процесс движения j-ro поезда. Напряжение U-(t) подается на второй вход дифференциального усилителя 10 и на первый вход схемы 15 сравнения. На выходе блока 10 определяется разность напряжения U-(t) и напряжения U; (t) с выхода интегратора 8, поступающая на входы амплит дных дискриминаторов ) - U.(t) AU(t) При подаче сигнала на вход элемента 20 задержки им формируется ин тервал времени, пропорциональный ре альному .интервалу времени между моментами отправления J-ro и {у+1)-го поездов. По окончании этого интервала на выходе блока 20 появляется единичны сигнал, поступающий на вторые входы элементов И 3, первые входы элементов И 5, первый вход элемента И второй вход элемента И 21. При подаче этого сигнала на входы элементов И 3 происходит их эапирание. Выходы сумматоров 2 отключаются от входов блоков 4, в которых формируются случайные напря жения, пропорциональные скоростям движения поездов на различные сигналы путевых сфетофоров. В момент появления на выходе бло ка 20 единичного сигнала на выходе блока 10 имеется некоторое напряжение .AU{t) , пропорциональное расстоянию между J-M и (j+l)-M поездаг ми. В зависимости от величины этого напряжения происходит срабатывание соответствующего амплитудного дискриминатора 11, и на его выходе появляется единичный- сигнал. Этот сигнал открывает соответствукицую схему элемента И 12, сигнал его выхода открывает определенный элемент И 5. Единичный сигнал с выхода элемента И 5 подается на первый вход соответствующего элемента И 6, открывая его. При подаче сигнала с выхода элемента И 6 на второй вход определенн го элемента И 7 напряжение с выхода запоминающего блока 4 подается на вход интегратора 8. На выходе интегратора 8 генерируется реализация линейно нарастающего напряжения (t) , имитирукхдая процесс движения (j4-l)-ro поезда На соответствукщее показание путевого светофора Напряжение (t) с выхода блока 8 подается на второй вход блока где происходит его запоминание, а также на вход схемы 14 сравнения, где осуществляется его. сравнение с опорным напряжением 1} пропорциональньвч длине перегона. Вычисленная в блоке 10 разность Напряжений Ui(t) и U/ (t-) поступае на входы амплитудн1Ь1х дискриминаторов 11 и сравнивается с эталонными напряжениями, пропорциональными дли не одного, ДВУХ и трех блок-участко (что соответствует движению поезда соответственно на красное, желтое или зеленое показание светофора). На основании результатов сравнения срабатывает один из амплитудных дискриминаторов блока 11, а сигнал с его выхода, открывая последовательно элементы И 12, 5, 6 поступает на вход соответствующего элемента И 7 и приводит к его замыканию. В момент совпадения значений на- пряжений и и Uj{t), соответствующий прохождению J-M поездом перегона, на выходе схемы 15 сравнения-появляется нулевой сигнал, запирающий элементы И 12, единичный сигнал с выхода элемента НЕ 16 открывает элементы И 5з,б и приводит к замыканию элемента И 7. На вход интегратора 8 при этом подается случайное напряжение, пропорциональное скорости движения поезда на зеленый сигнал, Необходимость этого обусловлена тем, что при прохождении j-м поездом перегона отсутствует его влияние на следующие поезда.. В Момент совпадения значений на- . пряжений Ui.(t) и и,2 соответствующий прохождению (j4-l)-M поездом перегона, на выходе схемы 14 сравнения устанавливается уровень напряжения, соответствующий логической единице. Этот сигнал поступает на третий вход блока 9, прекращая запись реализации Uj+i, (t) , а также на первый вход элемента И 21 и приводит к его срабатыванию. При подаче сигнала на третий вход блока 9 происходит останов записи, и возврат магнитного накопителя в исходное состояние, характеризуемое (t) 0. В момент достижения накопителем исходного состояния на первом выходе блока 9 появляется единичный снгнал, поступающий на первый вход триггера 18 и переводящий устройство в подготовительный такт. Отличие режима работы устройства при втором положении триггера 17 состоит в том, что нулевой сигнал с первого выхода блока .17-закрывает элементы И б, а единичный сигнал с выхода элемента И 19 открывает элемент И 7j на все время моделирования процессовдвижени19 поездов, независимо от разности напряжений o(t) и ,;{t). : Этот режим моделирования используется для имитации процессов движения поездоэ на участках с небольшими размерами движения поездов, а следовательно, при отсутствии их взаимного влияния. После воспроизведения определенного количества peaJ Iзaций случайных процессов движения поездов находят статистические .оценки защержек поездов , характеризующие степень влияния случайных отклонений скоростей днижения от расчетных нормативов на результаты эксплуатационной работы.

Введение в устройство дополнительных блоков позволяет расширить его функциональные возможности и повысить точность за счет учета случайцых отклонений режимов движения поездов от установленных нормативов i.

Применение данного устройства при составлении графиков движения поездов |На участках с интенсивным движением

и незначительньми резервами пропускной способности позволяет значительно повысить точность планирования эксплуатационной работы железных дорог, дает возможность разработки мероприятий по совершенствованию органзации движения поездов в условиях возросшей плотности поездопотока и на их основе синтеза графиков движения поездов, устойчивых к воздействию случайных факторов