Устройство для моделирования динамики транспортного потока

 

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 входамипервого 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„!! 16441

G 06 G 7/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTQPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3567707/18-. 24 (22) 10.02.83 (46) 30.09.84. Бюл. Р 36 (72) Н.М.Кузнецова и В.В.Мусатов (71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 758199, кл. G 06 G 7/70, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР к 851427, кл. Q 06 G 7/70,,1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДИНАМИКИ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА, содержащее реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ,первый и второй элементы

И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности мо" делирования, 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-ИЛИ и элемент

ЗИ-ИЛИ, причем выход первого эле мента 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 груп- пе 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 выходом третьего элемента ИЛИ, установочные входы регистра соединены с выходом датчика случайных импульсов, счет.ный вход второго счетчика соединен с выходом элемента ЗИ-ИЛИ, соответствующие входы которого соединены с выходом пятого элемента И и второго элемента 2И-ИЛИ, первыйвход пятого элемента И соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И-ИЛИ и является первьм 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 третьим входом устройства, вторые входы второго и пятого элементов И являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, прямой и инверсный выходы второго разряда

1116441 реверсивного счетчика, выходы сравнения и несравнения блока сравнения, выход первого элемента И являются соответствующими выходами устройства.

Изобретение относится к электронному моделированию и может быть использовано для исследования транспортных потоков на железных дорогах, для определения величины пропускных спо- 5 собностей участков, составления и корректировки графиков движения поездов.

Известно устройство для моделирования динамики транспортного потока, содержащее генератор тактовых импульсов, ь накопительных конденсаторов, 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 содержит схему сравнения и стабилизаторы тока в каждом блоке управления зарядом и разрядом накопительного конденсатора (1 ).

Известное устройство позволяет моделировать динамические свойства транспортных средств с невысокой точ-25 ностью

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст. ройство, содержащее и блоков управления, первые входы которых соедине ЗО ны с выходом генератора тактовых импульсов, блок задания начальных условий, выход которого подключен к второму входу каждого блока управления, третий и четвертый входы каж- 35 дого блока управления соединены с первыми выходами последующего и предьдущего блоков управления, первый выход каждого блока управления подключен соответственно к третьему входу последующего блока управ. ления и к четвертому входу предьдущего блока упраВления. Устройство содержит также реверсивные счетчики.

Второй выход блока задания начальных

2 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 предьдущего блока управления, при этом каждый блок управления содержит первый и второй триггеры, выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с первыми 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 соФ единены с группой входов блока управления, его выход через элемент

НЕ подключен к первым входам первого и второго триггера, второй вход первого триггера подключен к третьему входу блока управления, второй вход второго триггера соединен с четвертым входом блока управления, первый вход первого триггера и второй вход второго триггера объединены и подключены к второму входу блока управления (2 ).

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

11164

50

3 и управления изменением скорости движения поездов в процессе их движения по блоку-участку невозможно.

В указанном устройстве исключена возможность контроля накопления

5 транспортных средств, что важно для организации движения поездов по железным дорогам.

Цель изобретения — повышение точности моделирования. 1О

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования динамики транспортного потока, содержащее реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, первый и второй элементы И, 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-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 ко30 торого 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 З5 с установочными входами первого и второго счетчиков и регистра, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с вы- 40 ходами 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 выходом третьего элемента ИЛИ, установочные входы регистра соединены с выходом 55 датчика случайных импульсов, счетный вход второго счетчика соединен с выходом элемента ЗИ-ИЛИ, соответ41 4

Гтвующпе входы которогo соединены с выходом пятого элемента И и второго элемента 2И-ИЛИ, первый 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 случайньм импульсов соединен с входом разрешения 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-ИЛИ 7-8, элемент ЗИ-ИЛИ 9, элементы И 10- t4 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 выработки импульсов движения, состоящий из элементов И 11, ЗИ-ИЛИ 9 и счетчика 5, блок 23 разрешения выдачи. кода с датчика случайных импульсов и записи в регистр, состоящий из элементов ИЛИ 15 и Й 12, блок

24 счетчиков, состоящий из счетчика 6, реверсивного счетчика 18, элементов ИЛИ 16, 17 и элементов

И 13, 14, блок 25 имитации станции или проходного светофора в конце

1116441

Z =P P

1+1 1+2

L,.=Р. ТИ, 1

S блок-участка, а также генератор

26 тактовых импульсов.

Блок 3 сравнения кодов регистра и счетчика, состоящий из и элементов 2И-ИЛИ 19, количество Которых равно числу разрядов регистра 2 и счетчика 4, а также иэ и -входового элемента И 20, вырабатывает сигнал Р, означающий наличие

11 (логический 0 ) или отсутствие (логическая "1") имитации движения поезда по i-му блок-участку.

Блок 21 выработки сигнала, соответствующего показанию светофора, вырабатывает один из сигналов, имитирующих красный К,„, желтый 4, или зеленый 2„ свет светофора на движение по 1-му блок-участку. Сигнал, имитирующий одно из показаний светофора в данный момент времени, имеет состояние логической "1", при этом два других сигнала находятся в состоянии логического "0".

Сигнал К. вырабатывается в случае, если впереди лежащий блок-участок занят, а также в случае, если имитация движения поезда по (i+1)-му блок-участку закончена, а (i +2)-й блок-участок занят, при этом считается, что (i+1)-й блок-участок занят "ожидающим поездом", при условии наличия проходного светофора в конце (i +1)-ro блок-участка. Этот сигнал определяется по формуле

К.=Р. ч(P. P. 8 . С.

1+1 (i4-1 1 2 2,1+1 М1 гдев . — сигнал с выхода второго

2111+1 разряда реверсивного счетчика 18 (1 + 1)-ro блок-участка;

С ° — сигнал с выхода блока 25, 40

i%1 имитирующий наличие станции (логическая "1") или проходного светофора (логический "0") в конце .(i +1)-ro блок-участка. 45

Сйгнал „. вырабатывается в случае, если (i+2)-й блок-участок занят, а (1+1)-й свободен и на последнем нет ожидающего поезда" для случая проходного светофора в конце 50 (1+1)-го блок-участка, а также в случае, если (i+2)-й блок-участок занят, (1+1)-й свободен и в конце (1+1)-го блок-участка. имитируется наличие станции. Этот сигнал опре- 55 деляется по формуле

G. IP. P. Q . С. 1v/P. р. С.

i i+1 М2 2,i+1 1+1/ 1 1+1 ii2 1+1)

Сигнал Z,. вырабатывается в случае, если два впереди лежащих блок-участка свободны, и определяется по формуле

Блок 22 выработки импульсов движения с частотой, соответствующей скорости движения поезда на установленный свет светофора, в зависимости от наличия одного из сигналов

К, („. или ; с блока 21 выдает

1 последовательность импульсов N. на

1 счетчик 4 определенной частоты. Значения скоростей движения поездов на красный, желтый или зеленый свет впереди стоящего светофора определены, поэтому задавая разрядность счетчика 5> пропорциональной скорос ти движения поезда, можно имитировать любое значение скорости движения однотипных поездов. Последо1 вательность импульсов определяется следующим образом: м,.=(к,: а„.,:p,.) г. ч(а„р, .....р„...:я„.).

lunik выходов счетчика 5.

При необходимости моделировать движение разнотипных поездов в схему вводятся аналогичные счетчики.

Последовательность импульсов Ъ.

1 поступающая на счетный вход счетчика 5, формируется на элементе И 11 при наличии разрешающего сигнала с блока 3 сравнения где ТИ вЂ” последовательность импульсов с генератора 26 тактовых им-, пульсов.

Блок 23 разрешения выдачи кода с датчика случайных импульсов и записи в регистр выдает разрешающий сигнал F „ (логическая "1") на движение по следующему блокучастку при условии, что последний свободен и в реверсивном счетчике

18 имитируется наличие хотя бы одного поезда р. =R,(а .V> "" " ii, ) где 0 .,02., Д вЂ” сигналы с выходов соотве гственно 1,2,..., 11 -го разрядов реверсивного счетчика 1,8

i -ro блок-участка.

7 11164 формирование импульсов, поступающих на входы реверсивного счетчика 18 и счетчика 6 блока 24 счетчиков происходит на элементах ИЛИ 16, 17 и элементах И 13, 14, при этом импульс СИ 1, поступающий на сум+ мирующий вход реверсивного счетчика 18 и счетный- вход счетчика 6, вырабатывается (логическая "1 ) при условии, что имитация движения по- 1О езда по i-му блок-участку закончена и обнуление счетчика 4 еще не произошло. Импульс СИ!, поступающий на вычитающий вход реверсивного счетчика 18, вырабатывается анало- 1S гично при условии, что имитация движения поезда по (i+1)-му блокучастку закончена

CU,=,.(8„.vе„.v... 6„,), 1 где В11,В2,,ВФ вЂ”. Сигналы с вы1 11 и 1

I ходов соответственно 1,2,..., n -ro разрядов счетчика 4 и i-го блокучастка.

Блок 25 имитации станции или проходного светофора в конце блокучастка имеет выходные сигналы С и

С и построен на триггере, состояние которого устанавливается от тумблера в положение, соответствующее 30 наличию станции (логическая "1") .или проходного светофора (логический "0") перед началом моделирования по заданной последовательности станций и проходных светофоров в конце блокучастков.

Устройство работает следующим образом.

После установки маршрута движения поездов на блоках 25 с датчика 1

40 случайных импульсов при разрешении с элемента И 12 предыдущего блокучастка поступает код числа, соответствующего закону распределения времени движения поезда по данному

45 блок-участку с учетом случайных факторов, и записывается в rI --разрядный регистр 2 по тому же сигналу разрешения. Выбор числа разрядов регистра 2 и счетчика 4 позволяет уе50 тановить любую точность числа, соответствующего закону распределения времени движения поезда по блок-участку. Последовательность импульсов

ТИ, поступающая с генератора тактовых импульсов на первыи вход эле55 мента И 11, при наличии одного из сигналов с элементов 2И-ИЛИ 7,8 и элемента. И 10, имитирующих соответ41 8 ственно красный, желтый и зеленый светл светофора, формируется на элементе И 11, счетчике 5 и элементе ЗИ-ИЛИ 9 в последовательность импульсов М; определенной частоты, пропорциональной скорости движения поезда на установленный свет свето,фора. Сигнал разрешения выработки импульсов движения N; формируется на блоке 3 сравнения кодов регистра

2 и счетчика 4 и поступает на второй вход элемента И 11, если коды регистра 2 и счетчика 4 не совпадают, т.е. при имитации движения поезда по блоку-участку . Содержимое счетчика 4 в процесс е имитации движения поезда увеличивается за счет импульсов М, 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 двнжения N., т,е. движе1 ние 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, опведеляющего 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 счетчиках 18 каждого блок-участка происходит подсчет импульсов, имитирующих количество поездов, находящихся в данный момент на блок-участке, а на счетчике 6, определяющем пропускную способность блокучастка, количество поездов, прошедших по блок-участку за исследуемый промежуток времени. Кроме этого, 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.

1116441

1116441

Составитель А.Колчин

Редактор Л.Алексеенко Техред C,Мигунова Корректор О.Тигор

Заказ 6931/39 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4