Лекція 4 Види та призначення геометричних моделей плану колійного розвитку станцій. Вхідна модель
Геометричні моделі станцій (ГМ) використовуються для забезпечення графічного введення в ЕОМ їх немасштабних схем, автоматизації параметричного синтезу планів колійного розвитку, побудови креслень і підготовки даних для функціонального моделювання.
Для вирішення задачі синтезу планів колійного розвитку станцій сформовано систему геометричних моделей, що використовуються на окремих його етапах (вхідні, внутрішні, вихідні), а також методи їх перетворення. В основу моделей покладено представлення схем станцій у вигляді орграфів, вершинам і дугам яких ставляться у відповідність необхідні параметри.
Вхідна модель станції забезпечує можливість графічного введення немасштабної схеми з його візуальним контролем, який дозволяє уникнути трудомісткого ручного кодування і виключити появу помилок. Графічне введення доповнюється параметризацією окремих елементів, яка виконується з використанням принципу умовчання (замість нерегламентованих параметрів використовуються їх найвірогідніші значення – марки стрілочних переводів, радіуси кривих, вставки і т.д.). Вхідна модель забезпечує можливість її автоматичного перетворення у внутрішню модель станції.
Внутрішня модель станції відображає склад елементів станції (колії, стрілочні переводи, сполучні криві, граничні стовпчики, сигнали і ін.), їх взаємне розташування і взаємозв'язок, а також необхідні розміри. Дана модель призначена для автоматичного розрахунку основних параметрів колійного розвитку. Вона включає канонічну модель станції і модель її горизонтальних колій і використовується для розрахунку плану колійного розвитку.
Канонічна модель відображає топологічну структуру станції і може бути представлена у вигляді зваженого орграфа. Вершинам орграфа ставляться у відповідність характерні точки плану колійного розвитку станції, а кожна його дуга відповідає дільниці колії між вказаними точками.
Горизонтальні колії станції представляються вершинами деревовидного графа, ребрам якого поставлені у відповідність задані міжколійя.
Після закінчення розрахунків внутрішня модель перетворюється у вихідну та відображає взаємне розташування елементів колійного розвитку станції в просторі і їх геометричну форму та розміри. Вихідна ГМ призначена для візуалізації результатів розрахунку плану в інтерактивному режимі, а також для побудови креслень. Крім того, на базі вихідної ГМ визначаються будівельні і повні довжини колій, за допомогою яких можуть бути визначені показники якості проекту. Вихідна модель може служити основою для вирішення широкого круга задач, у тому числі і для функціонального моделювання станцій з метою отримання їх техніко-технологічної оцінки.
У цілому інтегроване сімейство ГМ забезпечує ітераційний процес синтезу раціональних планів станцій із заданими властивостями і якнайкращими характеристиками. З цією метою передбачено можливість інтерактивної зміни моделей. При цьому редагування схеми станції (структурний синтез) виконується на рівні вхідної ГМ, а окремих її параметрів (параметричний синтез) – на рівні внутрішньої ГМ. Вказані моделі володіють універсальністю, дозволяючи виконувати конструювання і розрахунок станцій, а також побудову їх масштабних планів для аналізу роботи за допомогою методів імітаційного моделювання.
Розробка
схеми станції і створення її вхідної
моделі характеризується найбільшим
рівнем взаємодії проектувальника і
ЕОМ. На даному етапі схема колійного
розвитку представляється у вигляді
множини графічних об'єктів
.
При цьому виділяються наступні типи
об'єктів: дільниця колії (
),
центр стрілочного переводу (
),
вершина кута повороту (
),
номер колії (
),
міжколійя (
),
сигнал (
).
Кожному об'єкту ставиться у відповідність
тип, екранні координати характерних
точок
і список конструктивних параметрів.
Дільниця колії (об'єкт LINE) описується наступною структурою
(1)
де
– початкова і кінцева точки відрізка;
– метод
визначення довжини дільниці
;
– параметр,
що характеризує довжину дільниці
.
Довжина
дільниці колії визначається у відповідності
зі встановленим методом
(
):
0 – довжина визначається автоматично на основі аналізу схеми;
1 – довжина визначається по різниці координат суміжних точок;
2 – довжина визначається чисельним значенням ;
3 – довжина визначається шириною міжколійя ;
4, 5, 6 – довжина визначається за умови забезпечення корисної довжини даної колії парку відповідно в парному, непарному і в обох напрямах.
Центри стрілочних переводів (об'єкти SWITCH) і вершини кутів повороту кривих (об'єкти CURVE) описуються структурами
(2)
(3)
де
–
екранні координати відповідно центру
стрілочного переводу
і вершини кута повороту;
– відповідно
номер стрілочного переводу і вершини
кута повороту кривої;
– марка
хрестовини;
– тип
рейки;
– наявність
електричної централізації;
– радіус
кривої, м;
– метод
визначення кута (0 – визначається
автоматично на основі аналізу схеми; 1
– задано чисельне значення; 2 – скорочене
з’єднання);
– величина
кута повороту;
– номер
розрахункової вершини при розрахунку
параметрів кінцевого з'єднання.
Номери колій і міжколійя (об'єкти відповідно WAY і MIDWAY) представляються структурами
(4)
(5)
де
–
координати точки вставки номера колії
і міжколійя;
– номер
колії;
– ширина
міжколійя.
Сигнали (об'єкти SIGNAL) описуються структурою
(6)
де
– координати вставки сигналу;
– номер
сигналу;
– напрям
дії сигналу (0 – в напрямі, протилежному
напряму орієнтації дуг, 1 – у напрямі
орієнтації дуг);
– тип
сигналу (0 – щогловий, 1 – карликовий, 2
– карликовий спарений та ін.).
У пам'яті ЕОМ кожний графічний об'єкт представляється за допомогою асоціативного списку
де
–
ключі, що є цифровим кодом параметрів,
що входять в структури (1)-(6) (табл. 1);
– дані,
що пов'язані з ключами.
У цілому вхідна модель станції є списком графічних об'єктів, які записуються в порядку введення схеми в ЕОМ. На рис. 1 наведено фрагмент схеми станції, а у табл. 2 відповідний йому список графічних об'єктів.
Таблиця 1 – Список цифрових кодів параметрів об'єктів вхідної моделі
Ключ |
Параметр |
Ключ |
Параметр |
0 |
Тип об’єкта |
31 |
|
1 |
|
32 |
|
10 |
Координати
точок
|
33 |
|
11 |
Координати
точки
|
40 |
|
20 |
|
41 |
|
21 |
|
50 |
|
22 |
|
60 |
|
30 |
|
61 |
|
,
,
,
,
,
,
,
,
Рисунок 1 – Фрагмент схеми колійного розвитку
Таблиця 2 – Вхідна модель фрагменту схеми станції
Список |
Примітка |
(((0 SWITCH) (1 1) (10 5 5) (20 0) (21 0) (22 1)) |
Центр переводу 1 |
((0 CURVE) (1 201) (10 20 15)(30 300) (31 0) (32 0)) |
Вершина кута повороту 201 |
((0 LINE) (10 0 5) (11 5 5)(40 0)(41 0)) |
Відрізок 101-1 |
((0 LINE) (10 5 5) (11 50 5)(40 0)(41 0)) |
Відрізок 1-103 |
((0 LINE) (10 5 5) (11 20 15)(40 0)(41 0)) |
Відрізок 1-201 |
((0 LINE) (10 20 15) (11 50 15)(40 0)(41 0)) |
Відрізок 201-102 |
((0 WAY) (1 1) (10 30 15)) |
Номер колії 1 |
((0 WAY) (1 2) (10 25 5)) |
Номер колії 2 |
((0 MIDWAY) (10 40 10)(50 5.3)) |
Міжколійя 2-1 |
((0 SIGNAL) (1 Ч2) (10 20 10) (60 0) (61 0))) |
Сигнал Ч2 |