Устройство для моделирования транспортной системы Советский патент 1986 года по МПК G06G7/48 

I

Изобретелие относится к области вычислительной техники и может быть применено для исследо вания качества функционирования транспортных систем, представляющих собой цепочку из пяти ветвей, из которых третья и четвертая ветви соединены параллельно.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет перераспределения потоков в узлах при отказах ветвей транспортной системы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для моделирования транспортной системы; на фиг. 2 - транспортная система , на фиг. 3 - функциональная схема модели ветви транспортной системы.

Устройство содержит пять генераторов 1 случайных напряжений,, источник 2 опорного напряжения, пять схем 3 сравнения, первый 4 и второй 5 генераторы импульсов, пять моделей 6 ветвей транспортной системы, первый 7 и второй 8 делители частоты, первы 9 и второй 10 одновибраторы, элемент ИЛИ 11, источник 12 единичного напряжения. Каждая модель 6 ветви содержит первый 13 и второй 14 элементы И реверсивньй счетчик 15, дешифратор 16, одновибратор 17, шифратор 18 и счетчик 19.

Устройство работает следующим об разом.

Предварительно обнуляются счетчики 15 и 19 всех моделей 6. Каждый генератор 1 вырабатывает реализацию стационарного случайного процесса изменения напряжения, мгновенные значения которого имеют заданный закон распределения, и выдает напряжение на второй вход соответствующей схемы 3 сравнения, на первый вход которой поступает опорное напряжение с выхода источника 2, Сигнал на выходе каждой схемы 3 сравнения имеет уровень логической 1, когда напряжение на втором входе больше напряжения на первом входе, и уровень логического О в противном случае. Сигналы 1 и О воспроизводят соответственно работоспособное и неработоспособное состояние каждой ветви системы и поступают на третьи входы дешифр)ато- ров 18 моделей 6,

Генератор 4 выдает прямоугольные импульсы постоянной и достаточно высокой частоты следования на входы

2297742

счетчиков 19 моделей 6, генератор 5

вьщает на второй вход второго элемента И 14 модели 6, прямоугольные

10

3

I

импульсы с частотой следования, пропорциональной интенсивности транспортного потока на входе транспортной- сети. Ка;ждая модель 6 воспроизводит работу определенной ветви транспортной сети, причем, если ветвь единственная между узлами, то на пятый вход шифратора 18 подается сигнал логической 1. Возможные состояния входов и выхода шифратора 18 лриве- дены в таблице. I

Примечание. X - произвольное состояние входа,

В исходном состоянии содержимое реверсивного счетчика 15 равно нулю. При этом на первом выходе дешифратора 16 присутствует уровень логической 1, на втором - уровень логического О, на первом, третьем, четвертом и пятом входах шифратора 18 - уровень логической 1, на втором входе.шифратора 18 - уровень логического О, на выходе шифратора 18 и выходе элемента И 13 - уровень логического О.

Прямоугольные импульсы, поступающие на второй вход элемента И 14 с выхода генератора 5, проходят на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, так как на первом входе элемента И 14 присутствует уровень логической 1. После отсчета счетчиком

15 М импульсов (Mj - максимальное количество движущихся транспортных едннип, которые могут находиться в пределах ветви 6, ) дешифратор 16 выдает единичный сигнал на второй вход шифратора 18;, с выхода которого единичный сигнал поступает на первый вход элемента И 13.

На вход счетчика 19, работающего в качестве делителя частоты, с выхода генератора 4 поступают прямоугольные импульсы с постоянной частотой . следования. Сигналы на выходе счетчика 19 представляют собой последовательность прямоугольных импульсов, частота следования которых пропор- гщональна максимальной интенсивности транспортного потока на выходе ветви 6j. Импульсы через элемент И 13 поступают на вход одновибратора 17, который выдает последовательность импульсов, задержанных во времени по отношению к импульсам на входе. Если частоты следования импульсов на суммирующем и вычитающем входах счетчика 15 равны, то содержимое этого счетчика остается постоянным и равным Mj. Так имитируется функционирование ветви 6i транспортной системы в нормальном режиме.

При имитации отказа ветви 6j на третий вход шифратора 18 поступает нулевой сигнал. На выходе шифратора 18 также формируется сигнал нулевого уровня, блокирующий работу элемента И 13, поэтому реверсивный счетчик 15 работает только в режиме суммирования. После отсчета М импульсов (М М) счетчиком 15 дешифратор 16 выдает по первому выходу нулевой сигнал, сигнал на втором выходе не меняется. Число М соответствует максимальному количеству остановившихся друг за другом транспортных единиц, которые могут находиться на ветви 6 в ожидании восстановления ее работоспособного состояния. При этом элемент И 14 блокирует поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, содержимое которого не увеличивается в течение времени восстановления работоспособного состояния ветви 6j . Таким образом имитируется накопление транспортных единиц в отказавшей ветви 6j и возникновение разрыва графика движения.

При восстановлении работоспособного состояния ветви 6 сигнал на третьем входе шифратора 18 меняет свое значение с нулевого на еди2297744

ничный. в этот же момент сигнал на первом выходе дешифратора 16 имеет уровень логического О, на втором выходе - уровень логической I. 5 Если сигналы на четвертом и пятом входах шифратора 18 имеют единичное значение, то при такой комбинации сигналов на входах шифратора 18 сигнал на его выходе принимает еди- 10 ничное значение. На выходе элемента И 13 появляются прямоугольные импульсы. Эти импульсы, задержанные одновибратором 17, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчи- J5 ка 15, содержимое которого уменьшается на единицу с приходом каждого импульса, имитируя процесс рассасывания остановившихся транспортных единиц вследствие их перехода в сле- 20 дующую ветвь. Когда содержимое счетчика 15 уменьшится до величины Mj, начнется имитация функционирования ветви 6| в нормальном режиме. Так имитируется восстановление графика 5 движения. Когда последующая ветвь 6j исследуемой системы не способна принимать транспортные единицы, то на четвертый вход шифратора 18 поступает уровень логического О. При этом на выходе шифратора 18 появляется логический О, что приводит к заполнению реверсивного счетчика -15 до значения М, аналогично тому, как это происходит при имитации отказа ветви 6, . Так имитируется распрост- -5 ранение разрыва графика движения.

Модель ветви 6, моделирует разветвление транспортного потока на две составляющих.На второй вход элемента И 14 поступают прямоугольные импульсы с частотой следования, пропорциональной интенсивности транспортного потока на входе ветрн 6. Работоспособное состояние этой ветви транспортной системы имитируется, если на третий вход шифратора 18

поступает единичный сигнал, неработоспособное состояние - если нулевой сигнал. При имитации работоспо собного состояния на выходе одно- 0 вибратора 17 появляются прямоугольные импульсы, частота следования которых пропорциональна интенсивности транспортного потока на выходе ветви 6,j . Импульсы на выходе одновибра- 5 тора 17 модели 6 отсутствуют, когда на выходах дешифраторов 16 моделей 6j и 6ц присутствует нулевой потенциал. Таким образом имитируется не0

возможность приема транспортных единиц ветвями 6, и 6i, . На втором выходе модели 6 присутствует нулевой сигнал при имитации работоспособного состояния ветви 6, единичный сигнал на этом же выходе появляется при имитации состояния, когда ветвь 6 не способна принимать транспортные единицы. Выход одновибратора 17 модели 6 соединен с информационными входами делителей 7 и 8 частоты, коэффициент деления каждого из которых обратно пропорционален интенсивности транспортного потока на входах ветвей 63 и 6ц соответственно. Прямоугольные импульсы с вькода каждого из делт1телей 7 и 8 частоты поступают на входы одновибраторов 9 и 10 соответственно. Одновибраторы 9 и 10 используются для формирования и вьща чи коротких прямоугольных импульсов.

функционирование моделей 6j и 6 в основном аналогично функционированию модели.6, . Если сигнал на втором выходе моделей 6j или 6i, имеет единичное значение, то коэффициент деления соответствующего делителя 7 или 8 частоты равен заданному. При нулевом значении этого же сигнала . коэффициент деления соответствующего делителя 8 или 7 частоты уменьшается до единицы. Это соответствует тому, что при отказе и заполнении ветви 63 (6j ) весь транспортный поток направляется через ветвь 6 (6). Третий вход модели б соединен с выходом элемента ИЛИ 11.

Частота следования импульсов на выходе элемента ИЛИ 11 пропорциональна сумме интенсиБНОстей транспортных потоков на входе ветви 6. По интенсивности транспортного потока на выходе системы можно судить о качестве ее функционирования.

Изменение во времени интенсивности транспортного потока на выходе исследуемой системы в процессе моделирования регистрируется стандартной аппаратурой, например шлейфовым осциллографом Н0115. Результаты моделирования обарабытваются на ЭВМ с использованием стандартных программ вычисления характеристик качества функционирования транспортных систем, например среднего значения параметра потока отказо% системы.

,-

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Формула изобретения

Устройство для моделирования транспортной системы, содержащее пять генб .раторов случайных напряжений, источник опорного напряженик и пять схем сравнения, первые входы которых соединены и подключены к выходу источника опорного напряжения, а выходы генераторов случайных напряжений соединены с вторыми входами одноименных схем сраннения, отли чаю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет перераспределения потоков в узлах при отказах ветвей транспортной системы, в него введены два генератора импульсов, два делителя частоты, два одновибратора, элемент ИЛИ и пять моделей ветвей, каждая из ко- Toptjx состоит из двух элементов И, счетчика, реверсивного счетчика, дешифратора, одновибратора и шифратора, причем в модели ветви выход шифратора подключен к первому, а выход счетчика - к второму входу первого элемента И, выход которого соединен - с входом одновибратора, выход которого подключен к вычитающему, а выход второго элемента И - к суммирующему входам реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого подключен к одноименным входам второго элемента И и шифратора, второй выход дешифратора соединен с одноименным входом шифратора, третий вход шифратора каждой модели ветви подключен к выходу соответствующей схемы сравнения, входы счетчиков моделей ветвей подключены к выходу первого генератора импульсов, второй вход второго элемента И первой модели петви соединен с выходом второго генератора импульсов, выход одновибратора пятой модели ветви является выходом устройства, четвертый вход шифратора, первой модели ветви подключен к выходу дешифратора второй модели ветви, пятые входы шифраторов первой, третьей, четвертой и пятой моделей ветвей соединены и подключены к -источнику единичного потенциала, выход одновибратора первой модели ветви соединен с вторым входом второго элемента И второй модели ветви, четвертый вход шифратора которой соединен с входом задания коэффициента деления второго делителя частоты и подключен х выходу дешифратора третьей модели ветви, пятый вход шифратора второй модели ветви соединен с входом задания коэффициента деления первого делителя частоты и подключен к выходу шифратора четвертой модели ветви, информационные входы делителей частоты подключены к выходу одновибратора второй модели ветви, выходы первого и второго делителей частоты соединены с входами одноимен

ных одновибраторои, выходы которых подключены к вторым входам вторых элементов И третьей и четвертой моделей ветвей соответственно, четвертые йходы шифраторов третьей и четвертой моделей ветвей соединены и подключены к выходу дешифратора пятой модели ветви, выходы одновибрато- ров третьей и четвертой моделей ветвей соединены с входами элемента ИЛИ выход которого подключен к второму входу второго элемента И пятой модели ветви.

о ff

%

WnJ

Составитель А.Шеренков Редактор Л.Гратиллс Техред Г,Гербер Корректор В.Бутяга

Заказ 2451/49 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для исследования качества функционирования транспортных систем, представлякмцих собой цепочку из пяти ветвей, из которых третья и четвертая ветви соединены параллельно. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей за счет перераспределения потоков в углах при отказах ветвей транспортной системы. Устройство содержит пять генераторов случайных напряжений источник опорного напряжения, пять схем сравнения, два генератора импульсов, пять моделей ветвей транспортной системы, два делителя частоты, два одновибратора, элемент ИЛИ , и источник единичного напряжения. По интенсивности транспортного потока, моделируемого устройством, судят о качестве функционирования транспортной системы. 3 ил. (Л to ю со