Устройство для моделирования динамики транспортного потока Советский патент 1984 года по МПК G06G7/70 

третьим входом устройства, вторые входы второго и пятого элементов И являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, прямой и инверсный выходы второго разряда

реверсивного счетчика, выходы сравнения и несравнения блока сравнения, выход первого элемента И являются соответствующими выходами устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА, содержащее реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, первый и второй элементы И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в устройство, дополнительно введены датчик случайных импульсов, блок сравнения, первый, второй и третий счетчики, регистр, второй и третий элементы ИЛИ, третий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй элементы 2И-ИЖ и элемент ЗИ-ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого элемента 2И-ИЛИ, прямоый выход которого подключен к первому входу элемента ЗИ-ИЛИ, группа входов которого соединена с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу несравнения блока сравнения, выход сравнения которого соединен с установочными входами- первого и второго счетчиков и регистра, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика, прямые, выходы которого подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом сравнения блока сравнения, выход третьего элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика и с суммирующим входов реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход (Л которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, установочные входы регистра соединены с ыходом датчика случайных импульсов, счет.ньй вход второго счетчика соединен с выходом элемента ЗИ-ИЛИ, соответствующие входы которого соединены с выходом пятого элемента И О) и второго элемента 2И-ИЛИ, первый t вход пятого элемента И соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И-ИЛИ и является первым входом устройства, .соответствующие входы первого и второго элементов 2И-ИЛИ объединены и являются первой группой входов устройства, входы третьего элемента ИЛИ являются второй группой входов устройства, второй вход четвертого элемента И является вторым входом устройства, запускающий вход датчика случайных импульсов соединен с входом разрешения записи регистра и является

Изобретение относится к электрон ному моделированию и может быть использовано для исследования транспо ных потоков на железных дорогах, дл определения величины пропускных спо собностей участков, составления и корректировки графиков движения поездов. Известно устройство для моделирования динамики транспортного пото ка, содержащее генератор тактовых импульсов, л накопительных конденса торов, блок задания начальных условий и h блоков управления зарядом и разрядом накопительных конденсаторов, каждый из которых состоит из ключевых элементов, триггеров, элементов И. Устройство также содер жит схему сравнения и стабилизаторы тока в каждом блоке управления зарядом и разрядом накопительного кон денсатора J. Известное устройство позволяет моделировать динамические свойства транспортных средств с невысокой то ностью. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство, содержащее h блоков управления, первые входы которых соедине ны с выходом генератора тактовых им пульсов, блок задания начальных условий, выход которого подключен к второму входу каждого блока управления, третий и четвертый входы каж дого блока управления соединены с первыми вькодами последующего и предьщущего блоков управления, первый выход каждого блока управления подключен соответственно к третьему входу последующего блока управления и к четвертому входу предыдущего блока упрайления. Устройство содержит также реверсивные счетчики Второй выход блока задания начальны условий соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к второму выходу первого блока управ-, ления, выходы каждого реверсивного счетчика подключены к группе входов соответствующего блока управления, : второй выход каждого блока управления соединен с вычитающим входом соответствующего реверсивного счетчика, суммирующий вход которого подключен к третьему выходу предьщущего блока управления, при этом каждый блок управления содержит первый и второй триггеры, выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с первьми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых объедине- , ны и подключены к первому входу блока управления, выход второго элемента И соединен с вторым выходом блока управления, выход третьего элемента И подключен к третьему выходу блока управления. Входы элемента ИЛИ соединены с группой входов блока управления, его выход через элемент НЕ подключен к первьы входам первого и второго триггера, второй вход первого триггера подключен к третьему входу блока управления, вто-рой вход второго триггера соединен с четвертым входом блока управления, первый вход перврго триггера и второй вход второго триггера объединены и подключены к второму входу блока управления 2 J. Указанное устройство не позволяет полностью моделировать организацию движения и управление движением транспортного потока применительно к железнодорожным сетям, поэтому проследить динамику транспортного потока в приложении к движению поездов с учетом случайных отклонений от графиков движения по времени

3

и управления Т1эмснет1ием скорости

движения поездов в процессе их движения по блоку-участку невозможно, В указанном устройстве исключена возможность контроля накопления транспортных средств, что важно для организации движения поездов по железным дорогам.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования динамики транспортного потока содержащее реверсивный счетчик, выхды которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, первый и второй элементы И, дополнительно введены датчик случайных импульсо-в, блок сравнения, первый, второй и третий счетчики, регистр, второй и третий элементы ИЛИ, третий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй элементы 2И-ИЛИ и элемент ЗИ-ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого элемента 2И-ИЛИ, прямой выход которого подключен к первому входу элемента ЗИ-ИЛИ, группа входов которого соединена с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И первый вход которого подключен к выходу несравнения блока сравнения, . вькод сравнения которого соединен с установочными входами первого и второго счетчиков и регистра, выход которого подключены к первой группе входов блока сравнения, вторая-группа входов которого соединена с выходами второго счетчика, прямые выходы которого подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом сравнения блока сравнения, выход третьего элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика и с суммирующим входом реверсивного счетчика,вычитающий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, первый .вход которого соединен с выходо третьего элемента ИЛИ, установочные входы регистра соединены с выходом датчика случайных импульсов, счетный вход второго счетчика соединен с выходом элемента ЗИ-КПИ, соответ6 414

ствующие входы которого соединены с выходом пятого элемента И и вто- рого элемента 2И-И.ПИ, первый вход пятого элемента И соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И-Ш1И и является первым входом устройства, соответствующие входы первого и второго элементов 2И-ИЛИ объединены и являются первой

группой входов устройства, входы третьего элемента ИЛИ являются второй группой входов устройства, вто- рой вход четвертого элемента И является вторым входом устройства,

запускающий вход датчика случайных импульсов соединен с входом разре шения записи регистра и является третьим входом устройства, вторые входы второго и пятого элементов И

являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, прямой и инверсный выходы второго разряда реверсивного счетчика, выходы сравнения и несравнения блока сравнения,

выход первого элемента И являются

соответствующими выходами устройства.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство для моделирования динамики транспортного потока, представляющее собой модель одного блок-участка железной дороги; на фиг. 2 - модель транспортной сети, составленная из моделей блок-участков.

Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 случайных импульсов, регистр 2, блок 3 сравнения, счетчики 4-6, элементы 2И-Ш1И 7-8, элемент ЗИ-ИЛИ 9, элементы И 10-14, элементы ИЛИ 15-17, реверсивный счетчик 18.

Блок 3 сравнения содержит п элементов 2И-ИЛИ 19 и элемент И 20. Кроме того, на фиг. 2 изображены блок 21 выработки сигнала, соответствующего показанию светофора, состоящий из элементов 2И-ИЛИ 7-8 и элемента И 10, блок 22 вьфаботки импульсов движения, состоящий из элементов И 11, ЗИ-ИЛИ 9 и счетчика 5, блок 23 разрешения вьщачи. кода с датчика случайных импульсов и записи в регистр, состоящий из элементов ИЛИ 15 и И 12, блок 24 счетчиков, состоящий из счетчи5 ка 6, реверсивного счетчика 18, элементов ИЛИ 16, 17 и элементов И 13, 14, блок 25 имитации станции или проходного светофора в конце блок-участка, а также генератор 26 тактовых импульсов. Блок 3 сравнения кодов регистра и счетчика, состоящий из п элементов 2И-ИЛИ 19, количество Которых равно числу разрядов регистра 2 и счетчика 4, а также из п -входового элемента И 20, вырабатьгеает сигнал р. , означающий наличие (логический О) или Отсутствие (логическая 1) имитации движения поезда по i-му блок-участку. 21 выработки сигнала, соответствующего показанию светофора вырабатывает один из сигналов, ими , тируюпщх красный К-, желтый (аили зеленый 2 свет светофора на дв жение по -му блок-участку. Сигна имитирующий одно из показаний светофора в данный момент времени, им ет состояние логической 1 этом два других сигнала находятся в состоянии логического О. Сигнал К вьфабатывается в случ если впереди лежащий блок-участок занят, а также в случае, если имитация движения поезда по (i+1)-My блок-участку закончена, а ()-й блок-з асток занят, при этом считается, что (1+1)-й блок-участок занят ожидающим поездом, при условии наличия проходного светофора в конце (i+1)-ro блок-участка. Это сигнал определйется по формуле (Р Р Q С. ) . I, ifi i+2 2,1+1 141/ сигнал с выхода второго разряда реверсивного счетчика 18 (i+ 1)-го блок-участка; сигнал с выхода блока 2 имитирующий наличие ста ции (логическая 1) ил проходного светофора (л гический О) в конце (i+1)-ro блок-участка. Сигнал GI- вырабатывается в случае, если (i+2)-и блок-участок занят, а (н+1)-й свободен и на после нем нет ожидающего поезда для сл чая проходного светофора в конце (i+1)-ro блок-участка, а также в с чае, если (1+2)-й блок-участок занят, (1+1)-й свободен и в конце (i + D-ro блок-участка. имитируется наличие станции. Этот сигнал определяется по формуле й. (Р. -Р. -О . -С. v/P. -р. -С ) 1 141 2,1+4 14-1/ V 1+Г i4-f/ 16 Сигнал Z,- вырабатывается в случае, если два впереди лежащих блок-участка свободны, и определяется по формуле.. Блок 22 выработки импульсов дви жения с частотой, соответствующей скорости движения поезда на установленный свет светофора, в зависимости от наличия одного из сигналов К., Q. или Z с блока 21 выдает последовательность импульсов N. на счетчик 4определенйой частоты. Значения скоростей движения поездов на красный, желтый или зеленый свет впереди стоящего светофора определены, поэтому задавая разрядность счетчика 5, пропорциональной скорости движения поезда, можно имитировать любое значение скорости движения однотипных поездов. Последовательность импульсов определяется след тощим образом: ft.i r--RKH)i(i, , ,..-Л:г-,, . где R, ,i - сигналы с M,i .i- m,i выходов счетчика 5. При необходимости моделировать движение разнотипных поездов в схем у вводятся аналогичные счетчики. I Последовательность импульсов Ъ , поступающая на счетный вход счетчика 5, формируется на элементе И 11 при наличии разрещающего сигнала с блока 3 сравнения . U. PJ ТИ, где ТИ - последовательность импульсов с генератора 26 тактовых имг пульсов. Блок 23 разрещения вьщачи кода с датчика случайных импульсов и записи в регистр вьдает разрешающий сигнал (логическая 1) на движение по следующему блокучастку при условии, что последний свободен и в реверсивном счетчике 18 имитируется наличие хотя бы одного поезда ,Л,.где Q . ,Q,, ,... ,рц - сигналы с выходов соответственно 1,2,...,(J -го разр1гдов реверсивного счетчика 1.8 i-ro блок-участка. 7 Формирование импульсов, поступа ющих на входы реверсивного счетчика 1 8 и счетчика 6 блока 24 счетчиков происходит на элементах ИЛИ 17 и элементах И 13, 14, при этом импульс СИ . , поступающий на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 и счетныйвход счетчика 6, вы рабатьшается (логическая 1) при условии, что имитация движения поезда по i-му блок-участку закончена и обнуление счетчика А еще не Произошло. Импульс СИТ, поступающий на вычитающий вход реверсивного счетчика 18, вьфабатывается аналогично при условии, что имитация движения поезда по (i+1)-My блокучастку закончена (,.v...vB,.), где В ,3 -,...,В . - сигналы с выходов соответственно 1,2,..., п-го разрядов счетчика 4 и i-го блокучастка. Блок 25 имитации станции или проходного светофора в конце блок гчастка имеет выходные сигналы С и С и построен на триггере, состояние которого устанавливается от ту блера в положение, соответствующее наличию станции (логическая 1) ил проходного светофора (логический О перед началом моделирования по заданной последовательности станций и проходных светофоров в конце блок участков . Устройство работает следующим о разом. После установки маршрута движения поездов на блоках 25 с датчика случайных импульсов при разрешении с элемента И 12 предьщущего блокучастка поступает код числа, соответствующего закону распределения времени движения поезда по данному блок-участку с учетом случайных факторов, и записывается в И -разр ньй регистр 2 по тому же сигналу р решения. Выбор числа пдзрядов регистра 2 и счетчика 4 позврляет ус тановить любую точность числа, соответствующего закону распределени времени движения поезда по блок-уч стку. Последовательность импульсов ТИ, поступающая с генератора такто вых импульсов на первый вход элемента И 11, при наличии одного из сигналов с элементов 2И-ИЛИ 7,8 и элемента. И 10, имитирующих соответ 18 стпонно красный, желтый и зеленый света светофора, формируется на элементе И 11, счетчике 5 и элементе ЗИ-ИПИ 9 в последовательность импульсов N,- определенной частоты, пропорциональной скорости движения поезда на установленный свет светофора. Сигнал разрешения выработки импульсов движения формируется на блоке 3 сравнения кодов регистра 2и счетчика 4 и поступает на второй вход элемента И 11 , ес/ти коды регистра 2 и счетчика 4 не совпащают, т.е. при имитации движения поезда по блоку-участку . Содержимое счетчика 4 в процессе имитации движения поезда увеличивается за счет импульсов N- , поступающих с элемента ЗИ-ИЛИ 9. В момент, когда коды регистра 2 и счетчика 4 совпадут, блоком 3 сравнения вырабатывается сигнал запрета на выработку импульсов движения N-, т.е. движение поезда по блок-участку закончено. Этот сигнал при разрешении с элемента ИЛИ 17 через элемент И 14 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 и на счетный вход счетчика 6, определяющего пропускную способность блок-участка, увеличивая содержимое этих участков на единицу, а также при разрешении с элемента ИЛИ 16 через элемент И 13 - на вычитающий вход реверсивного счетчика 18 позади лежащего блок-участка, уменьшая его содержимое на единицу. В реверсивных счётчиках 18 каждого блок-участка происходит подсчет импульсов, имитирующих количество поездов, находящихся в данный момент на блок-уча-. стке, а на счетчике 6, определяющем пропускную способность блокучастка, количество поездов, прошедших по блок-участку за исследуемый промежуток времени. Кроме это го, в случае имитации наличия станции в конце блок-участка возможно . накопление поездов, что регистрируется в реверсивном счетчике 18. По сигналу запрета с блока 3 сравнения также происходит сброс содержимого регистра 2 и счетчиков 4,5. Предлагаемое устройство благодаря наличию новых элементов и связей между ними позволяет повысить точность моделирования динамики транспортных потоков и поездов на железных дорогах.

(Риг,