Устройство для моделирования процессов движения поездов

3 СОВЕТСКИХииииилииии ии иРЕСПУБЛИК 0 А,1018 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССии иии и и ииииииииии и ииииии Е ИЗОБРЕТ И Й ВТОУСНОМУ(21) 3384899/18-24 - первой группы, инверсные входы ко- (22) 21.01,82 торых соедйнены с выходом элемента . (46) 15.05.83. Бюл. У 18 задержки, первьми входами первого и (72) Г.В,Дружинин, Л.АЛарпов, второго э)цементов И, выходы, элемен- В.И.Крылов и В.И.Грибковтов И первой группы подключены к . (71) Московский ордена Лен входам соответствукюцих запоминающих ордена Трудового Красного блоков группы, выходы которых соеинститут инженеров железно дииены с первыми входами элементов И . транспорта второй группы, вторые входы которых (53) б 81322(0888) подключены соответственно к выхо- (56) 1. Авторское свидетельство СССР 1 дам элементов И третьей группы, вы- В 451164, кл. 6 Об 6 7/7 б, 1972. ходы элементов И второй группы сое 2. Гурский Л.Н, и др. Тяга по- динены с входом интегратора, выход ездов и тяговые расчеты. И., Транс- которого подключен к первому входу портф, 1971. дифференциального усилителя, второй3. Авторское свидетельство СССР вход которого соединен с выходом В 1 б 4439, кл. 6 Об 6 7/52, 1963 . первого запоминающего блока н первьи (прототип) . входом первой схемы сравнения, второй вход которой подключен .к соответ (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДБЛИРОВА ствующему выходу источника опорных ния ОРОцБссОВ ДВижения пОездОВ, со- . (напряжений и первому входу второйдержащЕе первый генератор случайных схемы сравнения, второй, вход которбй ,напряжений, группу сумматоров, груп- соединен с выходом интегратора и ин- Я пу запоминающих блоков, интегратор,формационньи входом первого запомина" первый запоминающий блок, источник кщего блока, вход запуска которого опорных;напряжений, выходы которого подключен к первому выходу первого подключены соответственно к первым триггера и входу элемЬнта задержки, входам сумматоров группы, .первый триг- .вход останова первого запоминающего гер, выход первого генератора случай-блока соединен с выходом второй схеных напряжений соединен с вторж,вхо- мы сравнения и вторым входом второго дом первого .сумматора группыо т- элемента И, второй выход первого зал и ч а ю щ е е с я тем, что, с помииающего блока соединен с первьак целью повыщении точности моделиро- , входом первого триггера, второй вход ванин, оно дополнительно содержиткоторого евляется входом запуска устпять групп элементов И по три зле- . Ройства, первые входы элементов И мента И в каждой, элемент НЕ, две четвертой группы соединены с выхо схемы сравнения, второй триггер, эле- дом элемента. задержки, выходы элемент задержки, два элемента И, груп- ментов И чеуверто группы подклюпу амплитудных дискриминаторов, диф- . ченысоответственно к первым вхоФеренциальный усилитель и два гене- .дам элементов И третьей. группы, вто" ратора случайных напряжений, причем Рые входы которых соединены с первыходы второго и третьего,генерато- вым выходом второго триггера, второй ров случайных напряжений подключены выход которого подключен.к второму соответственно к вторым входам вто- ,входу пеРвого элемента И, выход корого и третьего сумматоров группы, , ХоРого соединен с вторим входом треы которых соединены соответст- .тьего элемента И второй группы элес прямыаи входами элементов И ментов И, выход дифференциального ина иЗнаменидорожного выход венно. 1018130 усилителя соединен с входами амплитудных дискриминаторов группы, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов Ипятой группы, вторые входы которыхсоединены с выходом первой схемысравнения и входом элемента НЕ, вы 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании сложныхпроцессов движения транспортныхсредств, а также при составлении 5графиков движения поездов,Известно устройство для моделирования режимов движения на автомобилыных магистралях, содержащее источникстабилизированного напряжения с подключенными к нему задающими резисторами, переключателями и измерителями тока 1 .Недостатком известного устройстваявляется то, что оно не позволяетмоделировать режимы движения транспортных средств с учетом влияния случайных возмущений.Известно также устройство, со держащее функциональный преобразователь, сумматор, интегратор скорости, инвертор, интегратор пути,записывающее устройство. Данное устройство служит для определения времени движения поезда по заданномуучастку пути при проведении тяговых 25расчетов 2.Однако оно имеет невысокую точность из-за отсутствия воэможностиимитировать процесс движения поездов с учетом возникающих в реальных 30условиях движения случайных отклонений скоростей поездов от расчетных нормативов,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является уст-З 5ройатво для статистического моделирования процессов выполнения систе-мы работ, содержащее источник опорного напряжения, сумматор, запоминающее устройство, интегратор, гене Оратор случайного напряжения, выходкоторого соединен с первым входомсумматора, второй вход которого является входом опорного напряжения,выход сумматора подключен к входу за"поминающего устройства 3 .45Недостатком данного устройстваявляется узкая область применения,обусловленная невозможностью моделировать процессы движения попутных поездов на двухпутных железно-50дорожных участках с учетом и.; взаход которого соединен с вторым входоьтретьего элемента И четвертой группыэлементов И, выходы элементов И пятой группы соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы соответственно, выход .второго; элементаИ является выходом устройства. 2имного влияния, возникающего при случайных отклонениях скоростей движения поездов от расчетных нормативод. Это существенно сужает область применения устройства, снижает точность моделирования и приводит к низкой достоверности получаемых результатов.Цель изобретения - повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования процессов движения поездов, содержащее первый генератор случайных напряжений, группу сумматоров, группузапоминающих блоков, интегратор, первый запоминающий блок, источник опорных напряжений, выходы которого подключены соответственно к первым входам сумматоров группы, первый триггер, выход первого генератора случайных напряжений соединен с вторым входом первого сумматора группы, дополнительно введены пять групп элементов И по три элемента И в каждой, элемент НЕ, две схемы сравнения, второй триггер,.элемент задержки, два элемента И, группу амплитудных дискриминаторов, дифференциальный усилитель и два генератора случайных напряжений, причем выходы второго и третьего генераторов случайных на" пряжений подключены соответственнЬ к вторым входам второго и третьего сумматоров группы, выходы которых соединены соответственно.с прямыми входами элементов И первой группы, инверсные входы которых соединены с выходом элемента задержки, первыми входами первого и второго элементов И, выходы элементов И первой груп пы подключены к входам соответствующих запоминающих блоков группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых подключены соответственно к выходам элементов И третьей группы, выходы элементов И второй группы соединены с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу дифференциальногс усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого запоминаюТриггер 17 имеет два положения изадает режимы работы устройства.В первом положении на первом выходе триггера 17 имеется единичныйсигнал, а на втором - нулевой.При этом устройство имитируетпроцессы движения поездов с учетом ихвзаимного влиянию, т.е. на различные(зеленые, желтые йли красные) показания путевых светофоров.Во втором полоФении на первомвыходе триггера 17 имеется нулевойсигнал, а на втором - единичный. Вэтом случае устройство моделируетпроцессы движения поездов на зеле ные показания светофоров.Рассмотрим работу устройства припервом положении триггера 17.Каждый из генераторов 1 выра.батывает значения случайных напря жений, пропорциональные отклонениям от расчетной величины скоростидвижения поезда на зеленое (1 3),желтое (12), красное показание путевого светофора. Эти напряжения 25 подаются на входы соответствующихсумматоров 2, где происходит суммирование постоянных напряжений, пропорциональных расчетным значениямскорости движения поезда, со случай- ными напряжениями, пропорциональными,отклонениям скорости поезда от норматива. щего блока и первым входом первойсхемы сравнения, второй вход которойподключен к соответствующему выходу источника опорных .напряжений ипервому входу второй схемы сравнения, второй вход которой соединен свыходом интегратора и информационным входом первого запоминающего .блока, вход запуска которого подклю-чен к первому выходу первого триггера и входу элемента задержки, входостанова первого запоминающего блокасоединен с выходом второй схемысравнения и вторым входом второгоэлемента И, второй выход первого запоминающего блока соединен с первым входом первого триггера, второйвход которого является входом запуска устройства, первые входы элементов И четвертой группы соединень 1 свыходом элемента задержки, выходыэлементов И четвертой группы подключены соответственно к первым входамэлементов И третьей группы, вторыевходы которых соединены с первьм выходом второго триггера, второй выход которого подключен к второмувходу первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И второй группы элементов И, выход дифференциальногоусилителя соединеН с входами амплитудных дискриминаторов группы, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов Ипятой группы, вторые входы которыхсоединены с выходом первой схемысравнения и входом элемента НЕ, выходкоторого соединен с вторым входом,третьего элемента И четвертой груп- .пы элементов И, выходы элементов Ипятой группы соединены с вторымивходами элементов И четвертой группысоответственно, выход второго элемента И является выходом устройства. На чертеже представлена схема устройства для моделирования процессовдвижения поездов,Устройство содержит группу генераторов 1 -1 З случайных напряжений,группу сумматоров 2, первую группуэлементов И 3, первую группу запоминающих блоков 4, четвертую группу элементов И 5, третью 6 и вторую7 группу элементов И, интегратор 8,первый запоминающий блок 9, дифференциальный усилитель 10, группу амплитудных дискриминаторов 11, пятуюгруппу элементов И 12, источник 13опорных напряжений, вторую 14 и первую 15 схемы сравнения, элемент НЕ 16второй 17 и первый 18 триггеры, первый элемент И 19, элемент 20 задерж-ки, второй элемент И 21,Устройство для моделирования про":цессов движения поездов работает следующим образом. 35 40 45 50 55 60 65 В подготовительном такте на выходах триггера 18, элемента 20 задержки, интегратора 8, блока 9, дифференциального усилителя 10, амплитудных дискриминаторов 11, схемы 14 сравнения имеются нулевые сигналы, а на выходе схемы 15 сравнения - единичный сигнал, элементы И 3 открыты по инверсному входу, элементы И 5, б, 12 и 21 закрыты. При этом случайные напряжения с выходов сумматоров 2 через соответствующие элементы И 3 подаются на блоки 4 запоминания.Единичный сигнал с выхода триггера 17 поступает на вторые входы элементов И 6.В момент времени, соответствующий отправлению )-го поезда на перегон, запускающий импульс опрокидывает триггер 18 и на его выходе появляется единичйый сигнал, поступающий на первый вход второго блока 9 памяти и вход элемента 20 задержки. На втором выходе блока 9 начинается воспроизведение реализации напряжения О (Ф), имитирующего процесс движения )-го поезда.Напряжение 0 (1) подается .на второй вход дифференциального усилителя 10 и на первый вход схемы 15 сравнения На выходе блока 10 определяется разность напряжения 0 (С) н напряжения 11 (1) с выхода йнтегра 1018130тора 8, поступающая на входы амплитудных дискриминаторовд 0 = 0- 0,При подаче сигнала на вход элемента 20 задержки им Формируется интервал времени, пропорциональный реальному.интервалу времени между моментами отправления ) -го и (+1)-го поездов.По окончании этого интервала на 10 выходе блока 20 появляется единичный сигнал, поступающий на вторые входы элементов И 3, первые входы элементов И 5, первый вход элемента И 19, второй вход элемента И 21. 15При подаче этого сигнала на входы элементов И 3 происходит их запирание. Выходы сумматоров 2 отключаются от входов блоков 4, в которых Формируются случайные напря О жения, пропорциональные скоростям движения поездов на различные сигналы путевых сфетофоров.В момент появления на выходе блока 20 единичного сигнала на выходе 25 блока 10 имеется некоторое напряжение,д 0, пропорциональное расстоянию между -м и (у+1)-м поезда; ми, В зависимости от величины этого напряжения происходит срабатывание соответствукщего амплитудного дискриминатора 11, и на его выходе появляется единичный сигнал.Этот сигнал открывает соответствующую схему элемента И 12, сигнал с его выхода открывает определенный элемент И 5.Единичный сигнал .с выхода элемента И 5 подается на первый вход соответствующего элемента И 6, открывая его. 40При подаче сигнала с выхода элемента И 6 на второй вход определенного элемента И 7 напряжение с выхода запоминающего блока 4 подается на вход интегратора 8. На выходе ин тегратора 8 генерируется реализация линейно нарастающего напряжения О( (1), имитирующая процесс движения +1)-го поезда на соответствукщее показание путевого светофора.Напряжение О.,; (й) а выхода бло-ка 8 подается на второй вход блока 9, где происходит его запоминание, а также на вход схемы 14 сравнения, где осуществляется его. сравнение с опорным напряжением 0, пропорцио" нальным длине перегона.Вычисленная в блоке 10 разность напряжений 0.)(й)и 0"(М поступает на входы амплитудных дискриминато-. ров 11 и сравнивается с эталонными О напряжениями, пропорциональными длине одного, двуМ и трех блок-участков (что соответствует движению поезда соответственно на красное, желтое или зеленое показание светофора). 65 На основании результатов сравнения срабатывает один из амплитудных дискриминаторов блока 11, а сигнал с его выхода, открывая последовательно элементы Й 12, 5, 6 поступаетна вход соответствующего элементаИ 7 и приводит к его замыканию.В момент совпадения значений напряжений 0 и 0, соответствующийпрохождению -м поездом перегона,на выходе схемы 15 сравнения появляется нулевой сигнал, запирающийэлементы И 12, единичный сигнал свыхода элемента НЕ 16 открывает элементы И 53,6 з и приводит к замыканию элемента И 7, На вход интегратора 8 при этом подается случайноенапряжение, пропорциональное скорости движения поезда на зеленый сигнал,Необходимость этого обусловлена тем,что при прохождении -м поездомперегона отсутствует его влияние наследующие поезда,В МоМент совпадения значений на-,пряжений 0+(С) и 02 соответствующий прохождению (+1)-м поездом перегона, на выходе схемы 14 сравненияустанавливается уровень напряжения,соответствующий логической единице.Этот сигнал поступает на третийвход блока 9, прекращая запись реализации 0+ (М, а также на первыйвход элемента И 21 и приводит к егосрабатыванию.При подаче сигнала на третийвход блока 9 происходит останов записи, и возврат магнитного накопителяв исходное состояние, характеризуемое 0+ (С) =О.В момент достижения накопителемисходного состояния на первом выходе блока 9 появляется единичный сигнал,. поступакв(ий на первый входтриггера 18 и переводящий устройство в подготовительный такт.Отличие режима работы устройства при .втором положении триггера 17состоит в том,. что нулевой сигналс первого выхода блока .17 закрываетэлементы И б, а единичный сигнал свыхода элемента И 19 открывает элемент И 7 на все время моделирования процессовдвижение поездов, независимо от разности напряжений0 и 0 (М.Этот режим моделирования используется для имитации процессов движения поездов на участках С небольшими размерами движения поездов, аследовательно, при отсутствии ихвзаимного влияния. После воспроизведения определенного количества реализаций случайных процессов движения поездов находят статистические .оценки задержек поездов, характеризующие степень влияния случайных отклонений скоростей движения от расчетных нормативов на ре=- зультаты эксплуатационной работы.Введение в устройство дополнительных блоков позволяет расширить его функциональные возможности и повысить точность за счет учета случай- ных отклонений режимов движения поездов от установленных нормативов.Применение данного устройства при составлении графиков движения поездов ра участках с интенсивньм движением и незначительньии резервами пропускной способности позволяет значительно повысить точность планирования эксплуатационной работы железных до" рог, дает возможность разработки ме .роприятий по совершенствованию организации движения. поездов в условиях возросшей плотности поездопотока и на их основе синтеза графиков движения поездов, устойчивых к воздей ствию случайных факторов.1018130 Редакт Заказ 46/48 Тираж.7 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, ЖОб Подписи го комитета СССРий и открытий Раушская наб., д, 4/5 илиал ППП Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В,фукалов Л;Алексеенко ТехредЕ.Харитончик Корректор С.Шекмар