Обучающее устройство Советский патент 1986 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к техничесим средствам обучения и могсет быть спользовано для обучения и тренировл и операторов систем диспетчерского правления дорожным движением и опеаторов систем автоматизированного правления дорожным движением (АСУД).

. Цель изобретения - расширение идактических возможностей устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - блок оценки; на фиг. 3 - цикловый автомат ;

Устройство содержит блок ввода информации, выполненный в виде пульта 1 оператора с , расположенными в нем; эпементами 2 ввода ответных действий оператора и переключателями 3, формирователь 4 импульсов, первый блок 5 задания программы обучения, блок 6 оценки (результатов тренажа), блок 7 предъявления учебной информации, имеющий цифровые индикаторы 8 и сигнальные индикаторы 9, блок 10 задания уровней напряжения и временнр гх интервалов, блок 11 задания режимов работы и второй блок 12 задания программы обучения, содержащий после- довательно соединенные формирователь 13 временных интервалов и коммутатор 14.

Блок 11 задания режимов работы содержит цикловые автоматы,15, тумблер 16, интегратор 17, компараторы 18, ключевые элементы 19 и источник 20 питания.

Блок 6 оценки содержит генераторы 21, ключи 22, реверсивные счетчики 23, сумматор 24 и индикатор 25,

Элементы 2 используются для задания оператором разрешенных и запрещенных направлений движения на каждом имитируемом перекрестке при обучении ручному дистанционному диспетчерско- му управлению двюкением или его реализации совместно с другими способами управления ;виженнем с использованием, например, светофорной ситпа- лизации. Переключатели 3 являются элементами выбора одного из трех реализуемых, в устройстве способов управления дорожным движением с использованием светофорной сигнализации: ручного дистанци-онного (диспетчерского) управления; синхронного координированного регулирования; прогрессивного координированного регулирования (зеленой волны),

5

0

5

0

5

0

5

Формирователь 4 предназначен для управления выборкой информации блока 5. Эта информация представляет собой значения очередей транспортных, средств на подходах к перекресткам, имитируемым в тренажере. Формирователь 4 содержит, например, источник напряжения, органы управления - замыкающие контакты совокупность элементов задержки и формирователей коротких импульсов, входы элементов задержки соединены с выходами переклю- чателей 3, выходы элементов задержки подключены к входам формирователей, а выходы формирователей соединены с входами синхронизации реверсивных счетчиков блока 6 и связаны через замыкающие контакты с источником напряжения .

Блок 5 задания программы обучения предназначен для формирования и выдачи пространственной программы обу- , представляющей собой распределение величин очередей транспортных средств у перекрестка на улично-до- рожной сети. Данное распределение задается преподавателем и может быть задано с целью, например, усложнения тренажа и самоконтроля обучающимся.

Блок 5 содержит совокупность регистров памяти с параллельной записью информации, задатчик уставок на величину очереди у перекрестка, распре- делитель уставок по регистрам и элемент синхронизации записи в регистры, например замыкающий контакт, соеди-ненный с источником напряжения и входами синхронизации регистров памяти..

Блок 6 позволяет получить как локальную информап 1ю о транспортном процессе, например текущее значение очереди транспортных средств у каждого из перекрестков, так и интегральную, например суммарное значение очереди на улично-дорожной сети.

Блок 7 выполнен в виде мнемосхемы улично-дорожной сети с установленными на ней цифровыми индикаторами 8

50 и сигнальными индикаторами 9. Каждому перекрестку соответствует комбинация из цифровых индикаторов 8 для отображения текущих значений очереди транспортных средств на кон55 фликтных направлениях перекрестка и сигнальных индикаторов 9 на мнемосхеме, число которых равно числу переключателей 3.

3

Блок 10 служит для задания пара- метров координированного регулирования и содержит органы настройки ла раметров цикла светофорного регулирования для плана синхронной координации, например задатчик длительности запрещающего сигнала, задатчик длительности предупреждающего сигнала, задатчик длительности разрешающего сигнала, соединенные тремя линиями связи, объединенными на фиг, 1 в одну информационную шину с формирователем 13 и выполненные в виде переключателей. Блок 10 содержит также органы настройки параметров плана прогрессивной координации, например задатчик скорости транспортных средств на магистрали, выполненный в виде регулятора напряжения, выход которого соединен с тумблером 16, за .датчики длины перегонов магистрали, выполненные в виде регуляторов напряжения, выходы которых подключены к входам компараторов 18, и органы настройки параметров цикла светофорного регулирования для перекрестков координируемой магистрали, например задатчики длительности запрещающего, предупреждающего и разрешающего сигналов, выполненные в виде переключателей и связанные с входами цикловых автоматов 15 линиями связи. При этом каждый цикловой автомат 15 связан с задатчиками длительности сигналов тремя линиями связи, объединенными в одну информационную шину Таким образом, последние задатчики определяют такие параметры плана прогрессивной координации сигналов светофоров на перекрестках имитируемой магистрали, как длительность горения красного, желтого и зеленого сигналов светофоров.

Блок 11 предназначен для формировния режима прогрессивной координации работы сигналов светофоров по принципу зеленая волна. Цикловые автоматы 15 представляют собой программные устройства, предназначенные для генерации временных последовательносте импульсов управления на включение синальных индикаторов 9. Информационными выходами цикловых автоматов 15 являются разрешающий, предупреждающий и запрещающий сигналы, поступающие по линиям связи, объединенным на фиг.1 в одну информационную шину для каждого из автоматов 15. Выходы

495664

цикловых автоматов 15 образуют выходы блока 11.

Каждый цикловой автомат 15 содер- жит например, генератор 26, блок 27 5 счетчиков, коммутатор 28 и тель 29, первые входы которых являются входами питания, объединены и подключены к выходу ключевого элемента 19. Второй вход блока 27 соединен 10 с выходом генератора 26. Выход блока 27 подключен к второму входу коммутатора 28, третий вход коммутатора 28 образует информационный вход автомата 15 и.связан с выходом блока 10. ts Выход коммутатора 28 подключен к второму входу усилителя 29, выход которого образует информационный выход автомата 15 и подключен к переключателю 3. В качестве автоматов 15 в уст- 20 ройстве могут использоваться, например j серийные светофорные контроллеры УК-1 и УК-2.

Блок 12 предназначен для формирования временной программы чередова- 25 НИН разрешающего, предупреждающего и запрещающего сигналов светофоров, имитируемых индикаторами 9 на каждом перекрестке. Блок 12 содержит последовательно соединенные формирователь 30 13 временных интервалов, входы которого являются входами блока 12 и коммутатор 14, выходы которого являются выходами блока 12.

Формирователь 13 содержит, например, источник питания, генератор импульсов, блок счетчиков, коммутатор и усилитель. Выход генераторов импульсов подключен к первому входу блока счетчиков, выход которого связан с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к первому выходу блока 10, а выход соединен с первым входом усилителя, выход которого подключен к входу коммутатора 14, при этом выход источника питания подключен к двум входам генератора импульсов, блока счетчиков, коммутатора и усилителя. Длительность тактов светофорного регулирования и соответствующие им длительности запрещающего, предупреждающего и разрешающего сигналов обеспечиваются путем выбора нужного положения переключателей В блоке 10 и коммутации соответствующих цепей в коммутаторе формирователя 13. В качестве формирователя 13 в тренажере может быть использован, например, серийный светофорный контроллер УК-1.

5

5

0

Коммутатор 14 выполнен, например, в виде штекерной коммутационной панели и используется для задания комбинации разрешенных и аапре1ценнЪ1х направлений движения для каждого перекрестка.

Устройство функционирует следующим образом.

Исходное состояние транспортного процесса задается в виде набора значений величины очереди у перекрестка. Это осуществляется в блоке 5 с помощью зада:тчика и -распределителя установок. Это состояние может быть изменено и в процессе тренажа путем смены .положений задатчика и распределителей и записи нового состояния в регистры с помощью элемент ручной синхронизации, управляемого преподавателем или обучающимся..

Задачей обучающегося является минимизация величин очередей у перекрестков и в целом по улично-до- рожной сети за наименьшее время, но с наибольшим уровнем автоматизации управления. Это достигается им путем выбора с помощью переключателей 3, индивидуально для каждого перекрестка, одного из следующих способов управления: ручного дистанционного, при этом в первом положении переключателя 3 элементами 2 задаются разрешенные и запрещенные направления движения, индицируемые на мнемосхеме блока 7 с помощью индикаторов 9; прогрессивного координированного, при этом во втором положении ряда переключателей 3 для соответствующих перекрестков вводится в режим управления по принципу зеленая волна, а параметры режима должны быть выбраны обучающимся и заданы с помощью блока 10 (за;дание параметров координированного регулирования), причем разрешенные и запрещенные направления движения индицируются на мнемос.хе- ме блока 7 в соответствии с алгоритмом зеленая волна ; синхронного координированного или локального регулирования, при этом в третьем положении переключателей 3 к сигналным индикаторам 9 подключены выходы зеленой и красной фаз формирователя 13 через коммутатор 14., задающий план синхронной координации или переводящий перекресток в режим локального регулирования, параметры

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

цикла регулирования устанавливаются обучающимся в блоке 10, а план синхронной координации формируется им в блоке 12 путем установки перемычек на коммутационной панели; в данном случае подключенные сигнальные индикаторы 9 функционируют с одним циклом, фазы же для каждого перекрестка заданы планом координации, а их смена происходит одновременно.

Формирование и отработка-режима управления по принципу зеленая волна происходит на тренажере следующим образом. При включении тумблера 16 на вход интегратора 17 подается от блока 10 напряжение, пропорциональное расчетной скорости движения транспортных средств по магистрали, где вводится режим зеленая волна. Процесс изменения напряжения на выходе интегратора 17 имитирует процесс продвижения группы транспортных средств по координируемой магистрали при наличии разрешенных сигналов на перекрестках.

Это напряжение передается на первые входы компараторов 18, на вторые входы которых от блока.10 поданы напряжения, величины.которых пропорциональны длинам перегонов магистрали от ключевого перекрестка до остальных. В момент равенства напряжений с выхода интегратора 17 и выходов блока 10 компараторы 18 изменяют свое состояние и открывают ключевые элементы 19, благодаря чему от источника 20 питающее напряжение подается на цикловые автоматы 15 и запускает их. Цикловые автоматы 15 после включения питания начинают функционировать с зеленой фазы (подавая разрешающие сигналы на сигнальные индикаторы 9 тех перекрестков, которые включены в режим зеленая волна) и с циклом, определяемым блоком 10, в котором обучающимся устанавливаются также длительности основных тактов (разрешающего и запрещающего сигналов) для каждого перекрестка, исходя из значений очереди транспортных средств и на основе квалификации и навыков оператора.

Оценка эффективности действия оператора производится в блоке 6. При этом при подаче разрешающих сиг- 1налов через переключатели 3 на индикаторы У, они поступают и на управляющие входы ключей 22 блока 6, для соответствующих перекрестков устанавливается режим вычитания реверсивных счетчиков 23 со скоростью, пропорциональной скорости разгрузки очереди. Текущее состояние каждого счетчика 23, соответствующее величине очереди, индицируется на цифровом индикаторе 8 данного перекрестка на мнемосхеме.

При подаче запрещающих сигналов от одного из элементов 2 и блоков 12 через переключатели 3 режим вычитания реверсивных счетчиков 23 запрещается и в них по сигналу синхронизации формирователя 4 записывается информация из запоминающего устройства блока 5, чем модулируется образование очереди транспортных средств на каждом перекрестке.

Запись информации в счетчики 23 происходит по сигналу формирователя 4 при замыкании кон-такта элемента синхронизации преподавателем или обучающимся, а также при появлении на выходах переключателей 3 запре- щающих сигналов, по переднему фронту которых в-формирователе 4 формируются короткие импульсы синхронизации, задержанные на время, достаточное для завершения предшествующих пере- ходных процессов, и обеспечивающие автоматическую запись величин имитируемых очередей автомобилей в счетчики 23 в каждом цикле регулирования

Суммирование состояний реверсив- ных счетчиков 23 в блоке 6 с помощью сумматора 24 через определенный период времени, например ежесекундно, позволяет получить текущие интегральные значения очереди транспортных средств в целом по модулируемой сети и отображать его на индикаторе 25 блока 6 оценки.

Таким образом, манипулируя пере- ключателями 3 (выбора способов уп- равления), органами задания парамет- ров режима работы в блоке 10,контролируя состояние транспортного процесса с помощью индикаторов 8, 9 и 25, оператор получает навыки взаи- модействия со светофорными объектами и имитируемым транспортерным процессом в процессе диспетчерского или автоматизированного управления, веде целенаправленную деятельность по оптимизации транспортного процесса и оценивает скорость и эффективность своих действий.

Устройство допускает возможность достижения наибольшего уровня автоматизации управления (отношение числа вторых и третьих положений переключателей 3 к числу их первых положений) и периодическую коррекцию исходного плана очередей, хранимого в блоке 5, обучающимся оператором в направлении его усложнения. Коррекция осуществляется, например, после достижения минимальной суммарной очереди на сети.

Таким образом, обеспечивается возможность имитации в реальном времени спосо.бов управления, распространенных в диспетчерских и автоматизированных системах управления дорожным движением, возможность организации переходов с одного способа управления на другой для каждого моделируемого перекрестка, возможность перестройки заданий и управляющих параметров в процессе тренажа, которая применяется для модификации и усложнения процесса тренажа путем изменения картины очередей транспортных средств на подходах к перекресткам улично-дорожной сети, а также возможность оперативной локальной и интегральной оценки действий оператора по управлению моделью улично- дорожной сети, являющейся объектом тренажа.

Устройство предназначено для интенсификации процесса обучения управлению дорожным движением, повьштения его эффективности и наглядности.

Формула изобретения

1. Обучающее устройство, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов и первый блок задания программы обучения, пульт оператора, состоящий из элементов ввода.ответных действий оператора, блок оценки и блок предъявления учебной информации, отличающееся, тем, что, с целью расширения дидактических возможностей, в него введены второй блок задания программы обучения, состоящий из последовательно включенных формирователя временных интервалов и коммутатора, последовательно соединенные блок задания уровней напряжения и временных интервалов и блок задания режимов работы, а в пульт оператора введены переключатели, первые входы .которых соединены с выходами соответствующих элементов ввода ответных действий оператора, вторые входы - с соответствующими выходами блока за- Дания режимов работы, третьи входы - с соответствующими выходами коммутатора, а выходы - с соответствующими входами формирователя импуль.сов и с соответствующими входами первых ю групп входов блока предъявления учебной информации и блока оценки, входы второй группы входов которого подключены к соответствующим выходам первого блока задания программы обучения, j входы третьей группы входов -г к соответствующим выхбдам группы выходов формирователя импульсов, а выходы - к соответствующим входам второй группы входов блока предъявления учебной 2о

12495661Q

информации, вход формирователя временных интервалов соединен с выходом блока задания уровней напряжения и временных интервалов.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что в нем блок оценки содержит последовательно соединенные сумматор и индикатор и цепочки из последовательно включенных генераторов, ключей и реверсивный счетчиков, вторые и третьи входы котврых являются соответствующими входами.второй и третьей; групп входов блока соответственно, а выходы являются соответствующими выходами блока и соединены с соответствующими входами сумматоров, вторые входы ключей являются соответствующими входами первой группы входов блока.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что в нем блок оценки содержит последовательно соединенные сумматор и индикатор и цепочки из последовательно включенных генераторов, ключей и реверсивный счетчиков, вторые и третьи входы котврых являются соответствующими входами.второй и третьей; групп входов блока соответственно, а выходы являются соответствующими выходами блока и соединены с соответствующими входами сумматоров, вторые входы ключей являются соответствующими входами первой группы входов блока.

фиг.1

физ.1

фиг.З

Изобретение относится к устройствам для обучения управлению дорожным движением. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройств а. Сущность изобретения основана на интенсификации процесса обучения за счет имитации в реальном масштабе времени различных способов управления, распространенных в диспетчерских и автоматизированных системах управления дорожным движением, возможности оперативной перестройки учебно-оперативных ситуаций с усложнением процесса тренажа путем изменения картины очередей транспортных средств на под- ходах к перекресткам и с оценкой правильности действий оператора.,j 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с со сл с ю .. сд а G5