Устройство для моделирования процессов движения поездов

 

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для прогнозирования численных значений показателей надежности транспортной магистрали и позволяет повысить достоверность моделирования процессов движения поездов. С первого выхода блока 8 управления дается разрешение на запись в интеграторы 3-7 начальных значений моделируемых параметров , поступающих с выходов блока 1 генераторов случайных напряжений . После появления единичного сигнала на втором выходе блока 8 интеграторы 3 и 6 начинают работать. Нат пряжение с выходов интеграторов -6 и 7 через пороговые элементы 12 и 13 и элемент И 18 приводят к срабатыванию либо электронного ключа 10, либо ключа 11 через элемент НЕ 20. Напряжения с выходов ключей 10 и 11 сравниваются на элементе 14 сравнения с напряжением с выхода интегратора 3. Сигнал с выхода элемента 14 сравнения поступает на счетчик 25 для регистрации количества остановок в ««.7

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИХ (ю 4 С 06 С 7/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ (21) 3844899/24-24 (22) 10.12.84 (46) 15.07.86.3юл. 11 26 (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного трано спорта (72) Г.В.Дружинин, В.М.Крылов, U.Ç.ÁàðHöêèé и А.В.Потапов

" (53) 681.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 164439, кл. G 06 G 7/52, 1963.

Авторское свидетельство СССР

Р 1018130, кл. С 06 G 7/52, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 110ДЕЛИРОВАНИЯ . ПРОЦЕССОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ. (57) Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для прогнозирования численных значений показателей надежности транспортной магистрали и позволяет повы„„SU, 1244680 А 1 сить достоверность моделирования процессов движения поездов. С первого выхода блока 8 управления дается разрешение на запись в интеграторы 3-7 начальных значений моделируемых параметров, поступающих с выходов блока 1 генераторов случайных напряжений. После появления единичного сигнала на втором выходе блока 8 интеграторы 3 и 6 начинают работать. Нат пряжение с выходов интеграторов б и

7 через пороговые элементы 12 и 13 и элемент И 18 приводят к срабатыванию либо электронного ключа 10, либо ключа 11 через элемент НЕ 20. Напряжения с выходов ключей 10 и 11 сравниваются на элементе 14 сравнения с напряжением с выхода интегратора 3.

Сигнал с выхода элемента 14 сравнения поступает на счетчик 25 для регистрации количества остановок в

1244680 мент И 16 на счетчик 22 для регистрации количества опоздавших транспортов, а через элемент И 17 — на счетчик 23 для регистрации колипути транспортов, а через элемент

НЕ 21 управляет работой ключа 9, который пропускает напряжение с интегратора 4 на второй информационный ших своевременно.С третьего выхода блока 8сигнал поступает насчетчик 24для регистрации количествареализаций.2ил. нения определяет момент прихода транслорта на конечный пункт и выдает сигнал через элемент НЕ 19 и элеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования численных значений показателей надежности транспортной магистрали.

Целью изобретения является повы-. шение достоверности моделирования процессов движения поездов.

На фиг.l представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема интеграторов.

Устройство (фиг.!) содержит блок

1 генераторов случайного напряжения, блок 2 источников опорного напряжения, пять интеграторов 3-7, блок 8 управления, три электронных ключа 911, два пороговых элемента 12 и 13, два элемента сравнения 14 и 15, эле менты И 16-18, три элемента НЕ 19 — 21„ четыре счетчика 22 — 25. В блок 8 уп-. равления входят тактовый генератор

26, сдвиговый регистр 27, элемент

ИЛИ 28.

Интеграторы 3-? состоят из типовых неинвертирующих интеграторов (см.фиг.2) с цепями управления, содержащих два операционных усилителя

29 и 30, два электронных ключа 31 и 32, .конденсатор 33, шесть резисторов 34-39.

Блок 1 генераторов случайного напряжения состоит из двух стабилизированных источников с регулируемым выходным напряжением.

Блок 8 управления представляет собой типовой распределитель импульсов, состоящий иэ тактового генератора 26 и сдвигового регистра 27, к части выходов которого подключен элемент ИЛИ 28.

Устройство предназначенс для прогнозирования численных значений пока-, зателей надежности транспортной магистрали с учетом отказов и восстановлений ее участков. Магистраль считается находящейся в состоянии отказа, если отправленное транспортное средство не имеет возможности в течение фиксированного времени при— быть на конечный пункт из-за отказа участка магистрали. Решающее значение имеют отказы тех участков, которые в момент отказа расположены между транспортным средством и .концом магистрали. Отказы участков после г..рохождения их транспортным средствсм на надежность магистрали влияния не оказывают.

Устройство работает следующим образом.

На выходах блока 1 генераторов случайных напряжений формируются случайные процессы изменения положительных напряжений, мгновенные значения которых распределены по заданному закону. Мгновенные значения напряжения на первом выходе блока 1 пропорциональны скорости движения транспортного средства на магистрали.

Случайные напряжения на втором выходе блока 1 имеют равномерный за30

35 кон распределения и служат для за,цания места (участка) отказа транспортной магистрали. Данный тип распределения выбран исходя из условия равнонадежности всех участков магистрали. На третьем выходе блока 1 значение случайного напряжения пропорционально промежутку времени до появления отказа участка магистрали.

Напряжение на четвертом выходе бло4О ка 1 пропорционально длительности восс:;ановления работоспособности ъчастка.

1 вход интегратора 3. Элемент 5 срав- чества опоздавших транспортов, прибыв1244680

Перед началом каждой реализации случайного процесса прохождения транспортного средства по магистрали на первом выходе блока 4 управления появляется импульс единичного уровня.

По этому сигналу, поступающему на вторые вхоqa> интеграторов 3-7, первые ключи интеграторов кратковременно открываются. На конденсаторах 33 оказываются записанными мгновенные значения напряжений, поступающих на первые входы соответствующих интеграторов 3-7.

На выходе интегратора 4 напряжение пропорционально средней скорости движения транспортного средства, на выходе интегратора 5 — месту (оп— ределенному частку) отказа магистрали, на выход интегратора 6 — времени до наступления отказа данного участка, на выходе интегратора 7 — времени восстановления отказавшегося уча-. стка. Напряжение на выходе интегратора 3 пропорционально пути, пройденному транспортным средством (на конденсаторе этого интегратора оказывается записанным нулевое напряжение, т.к. его первый вход подключен к нулевому проводу) .

После записи начальных условий интегрирования начинается реализация случайного процесса прохождения транспортного средства по магистрали.

При этом на втором выходе блока 4 управления присутствует сигнал единичного уровня, который поступает на третьи входы интеграторов 3 и 6 и открывает их вторые ключи 32.

Напряжения с выходов интеграторов

6 и 7 поступают на входы пороговых элементов 12 и 13 соответственно. На выходе элемента 12 единичный сигнал появляется в том случае, если входное напряжение принимает отрицательное значение, на выходе элемента 13— при положительном значении входного напряжения. В начале реализации на выходах интеграторов 6 и 7 присутствуют положительные напряжения, поэтому на выходе порогового элемента

:Э

12 нулевой сигнал, на выходе элемента И 18 — также нулевой сигнал. Этот сигнал поступает на управляющий вход ключа 10, который при этом закрыт и через инвертор 20 на управляющий вход ключа 11. Ключ 11 открыт, и на выходе оказывается отрицательное напряжение с первого выхода блока 2.

50 напряжению на его втором входе, на выходе элемента сравнения 14 появляется единичный сиги и. Этот сигнал, пройдя через инвертор 21, закрывает ключ 9, и напряжение на выходе интегратора 3 перестает возрастать, что равносильно ожиданию транспортным средством восстановления отказавшего участка магистрали.

Это напряжение поступает на второй вход элемента (4 сравнения. 3:re

14 сравнения выдает единичный i.игнал лишь при совпадении по уровню на— пряжений на втором и первом входах.

На первый вход элемента 14 поступает положительное напряжение с выхода интегратора 3, поэтому на выходе элемента 14 сравнения присутствует нулевой сигнал. Этот сигнал, пройдя через инвертор 21, открывает ключ 9.

На четвертый вход интегратора 3 поступает напряжение с выхода интегратора 4, которое пропорционально средней скорости движения транспортного средства по магистрали. Напряжение на выходе интегратора 3 линейно возрастает, что соответствует перемеще— нию транспортного средства по маги— страли.

Одновременно с этим положительное напряжение, записанное на конденсаторе 33 интегратора 6, уменьшается за счет интегрирования отрицательного напряжения с первого выхода блока

2. Как только напряжение на выходе интегратора 6 станет меньше нуля,на выходе порогового элемента 12 появится единичный сигнал, который в соче— танин с единичным сигналом на выходе элемента 13 приводит к открытию ключа 10, закрытию ключа 11, а также к открытию второго ключа 32 интегратора 7. Интегратор 7 начинает интегрировать напряжение, поступающее с первого выхода блока 2.

K второму входу элемента 14 оказывается подключенным выход интегратора 5, напряжение на котором задает место (участок) отказа магистрали.

Если во время восстановления отказавmего участка транспортное средство оказывается в месте отказа, то оно останавливается вплоть до восстановления работоспособного состояния участка.

Данная ситуация имитируется следующим образом. Напряжение на первом входе элемента 14 становится равным!

24468С

Сигнал с выхода элемента 14 сравнения поступает на вход счетчика 25 и регистрируется им. В это время напряжение на выходе интегратора 7 постепенно уменьшается за счет интегрирования отрицательного напряжения, и как только оно становится равным нулю (участок магистрали восстановлен), на выходе порогового элемента

13 появляется нулевой сигнал, что приводит к дальнейшему росту напряжения на выходе интегратора 3. Это моделирует дальнейшее перемещение транспортного средства после восста— новления отказавшего участка. 1S

Если за время восстановления уча— стка магистрали местоположение транспортного средства не совпало с координатой отказавшего участка, то движение транспортного средства осуществляется безостановочно на протяжении всей реализации. В этом случае I l элемент !4 сравнения не срабатывает .и возрастание напряжения на выходе интегратора 3 происходит непрерывно на протяжении данной реализации.

Регистрация результатов прохождения транспортных средств по магистрали производится следующим образом.

После окончания каждой реализации З0 (единичный сигнал на втором выходе блока 8 управления меняется на нулевой) и появляется единичный сигнал на третьем выходе блока 8. Этот сигнал поступает на входы элементов 35

И 17 и 16, а также на вход счетчика

24, который фиксирует количество реализаций (количество отправленных транспортных средств).

Регулируемым напряжением на вто- 40 ром выходе блока 2 задается длина транспортной магистрали. Это:напряжение. поступает на второй вхо,ц элемента 15 ° На выходе элемента 15 сравнения появляется единичный сигнал в 45 тот момент, когда напряжение на первом входе элемента 14 превосходит напряжение на его втором входе, что моделирует hpибытие транспортноro средства в конец магистрали. 50

Если транспортное средство прибыло в конец магистрали до истечения контрольного срока, т.е. до появления импульса на третьем выходе блока

8 управления, то содержимое счетчи- 55 ка 23 увеличивается на единицу. В противном случае на единицу увеличивается содержимое счетчика 22.

Таким образом, в счетчике 23 фиксируется количество К 2 своевременно прибывших транспортных средств, в счетчике 22 — число К 1 опоздавших транспортных средств, в счетчике 25 — количество транспортных средств, остановившихся на маги1 страли за счет отказа ее участка, в счетчике 24 — количество реализаций.

После проведения достаточного количества реализаций случайного процесса,цвижения транспортного средства по магистрали вычисляются численные значения показателей надежности магистрали, а именно вероятность своевременного прибытия транспортно— го средства

К2

Р ey К вероятность опоздания транспортного средства из-за ненадежности магист— рали

К1

Р оь вероятность остановки транспортного средства перед отказавшим участком

К4

Р ост K где K 4 — число, записанное в счетке 25.

Формула изо бре т ения

Устройство для моделирования процессов движения поездов, содержащее блок генераторов случайных напряжений, блок источников опорного напряжения, блок управления, интегратор, два элемента сравнения, три элемента И, первый элемент НЕ, причем второй вход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, выход первого интегратора соединен с первым входом первого элемента сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования, в устройство введены четыре интегратора, два элемента НЕ, три электронных ключа, четыре счетчика и два пороговых элемента, причем первый, второй, третий и четвертый выходы блока генераторов случайных на1244680 риа2

Составитель В. Копылов

Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 3920/53 Тираж 671 Подписное

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 пряжений соответственно соединены с первыми информационными входами вто-рого, третьего, четвертого и пятого интеграторов, выходы которых соединены с вторыми информационными входами первого и второго электронных ключей и с входами первого и второго пороговых элементов соответствен †но, первый выход блока управления соединен с первыми управляющими входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого интеграторов, второй выход — с вторыми управляющими входами первого и четвертого интеграторов, третий выход — со счетным входом третьего счетчика и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, а первый вход — с выходом второго элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй вход — с вторым выходом блока источников опорного напряжения, первый выход которого соединен с вторыми информационными входами четвертого и пятого интеграторов и информационным входом третьего электронного ключа, выход которого соединен с выходом второго электронного ключа и вторым входом первого элемента сравнения, выход которого соединен со счетным входом четвертого счетчика и входом третьего элемента НЕ, выход которого

10 соединен с управляющим входом первого электронного ключа, выход которого соединен с вторым информационным входом первого интегратора, первый информационный вход которого зазем15 лен, выходы первого и второго пороговых элементов соединены соответственно с первым и вторым вхбдами третьего элемента И„ выход которого соединен с вторым управляющим вхо- .

20 дом пятого интегратора, с управляющим входом второго электронного ключа и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с управляющим входом третьего электронного ключа, выход первого элемента Р соединен со счетным входом первого счетчика.