VDO_Lab7
.pdfЛабораторна робота №7.
Тема: Моделювання пропуску поїздів через перехрещення залізничних колій.
Завдання до роботи.
1.Виконати моделювання пропуску поїздів через перехрещення протягом 3 годин у ручному та автоматичному режимах керування, порівняти отримані результати.
2.Намалювати схему перехрещення у момент закінчення моделювання.
3.Побудувати графік пропуску поїздів через перехрещення.
4.Виконати моделювання пропуску поїздів через перехрещення протягом доби при різній кількості вантажних
поїздів, дослідити її вплив на час пробігу поїздів та експлуатаційні витрати. Дані до роботи наведені в табл.1 та 2.
Таблиця 1
Добова кількість поїздів
Група |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nпас |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
Nвант |
205 |
200 |
195 |
190 |
180 |
170 |
160 |
Таблиця 2
Параметри Ерланга потоків пасажирських та вантажних поїздів.
Номер |
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
07 |
08 |
09 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кпас |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
4 |
Квант |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Схема перехрещення наведена на мал.1; пасажирські поїзди відправляються з пасажирської станції на А, вантажні – з сортувальної станції на Б.
Б
|
|
|
|
|
С14 |
|
|
Рейковий ланцюг |
С13 |
|
|
Пас |
|
пересічення |
|
|
|
|
|
С12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
|
|
|
|
А |
С2 |
С3 |
С5 |
С6 |
С7 |
|
|
|
|
С10 |
|
|
|
|
|
|
Ділянки віддалення |
|
Сорт |
|
С9 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
С8 |
|
Клавіші керування світлофорами |
|
|
|
|
|
|
|
в ручному режимі
Рис.1 Схема перехрещення.
Порядок виконання роботи.
1.Підготувати вихідні дані для моделювання.
Таблиця 3
|
Дані |
|
|
Експерименти |
|
|
|||
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
Варіант моделювання |
001 |
002 |
|
003 |
|
003 |
003 |
||
Пасажирські |
|
Кількість Νпас |
|
|
|
|
|
|
|
поїзди |
|
Параметр Ерланга Κпас |
|
|
|
|
|
|
|
Вантажні |
|
Кількість Νвант |
|
|
|
|
|
|
|
поїзди |
|
Параметр Ерланга Κвант |
|
|
|
|
|
|
|
Всі дані, крім Νвант, вибрати з табл. 1 та 2 згідно з номером групи та студента. Кількість вантажних поїздів Νвант у експериментах 1-3 вибрати згідно з табл. 1; у експериментах 4 та 5 взяти відповідно 115та 130 відсотків від заданої кількості.
2.Виконати моделювання при ручному керуванні світлофорами С3 та С10 (експеримент 1):
-увести програму моделювання UZEL.EXE;
-увести дані згідно з табл.3;
-керувати пропуском поїздів через перехрещення за допомогою цифрових клавіш “1” та “2”, які відкривають відповідно вхідні світлофори С3 та С10. При цьому намагатися не затримувати пасажирські поїзди, та якнайменше затримувати вантажні поїзди.
-по закінченні моделювання виписати з файла ХХХХ_001.TXT кількість пропущених пасажирських та вантажних поїздів, а також середній час пробігу Τ та вартість пробігу С одного поїзда (зразок див. у табл.4).
3.Виконати моделювання при автоматичному керуванні світлофорами (експеримент 2). При цьому керування вхідними світлофорами виконує програма. Результати моделювання записуються в файл ХХХХ_002.TXT.
4.По закінченню моделювання в експерименті 2 намалювати схему перехрещення, на якій показати положення поїздів та
показання усіх світлофорів знаками ( |
- З, |
-Ж, |
- -Ч), або відповідними кольорами. |
5.Надрукувати результати моделювання в експерименті 2 (файл ХХХХ_002.TXT); виписати середні результати (зразок див. у табл.5).
6.Порівняти результати моделювання при ручному (табл.4), та автоматичному (табл.5) режимах керування, зробити висновки.
7.По надрукованим результатам моделювання при автоматичному режимі побудувати графік пропуску 15 поїздів через перехрещення в період його найбільшого завантаження. Масштаб часу: 10 хв. - 10 мм. При побудові графіку використовувати умовні позначення, показані на мал. 2.
Пас |
0 |
|
|
5 |
Тзан′′ |
|
10 |
|
|
|
15 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тзан′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Перехре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щення |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твих′′ |
|
|
Тсиг(1) |
Т(1)вх |
′ |
Тсиг(2) |
Т(2)вх |
Твих′ (2) |
Твих′′ (2)=Тсиг(3) |
Т(3)вх |
Твих′ |
(3) |
(3) |
|
|
|
|
Твих(1) |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вант |
|
|
|
Т0 |
|
|
Т0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- заняття ділянки наближення; починається в момент відкриття вхідного |
|
|
|
|
|
|||||||
сигналу Тсиг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- заняття рейкового ланцюга перехрещення; починається в момент Твх , закінчується в момент Т′вих.
- заняття ділянки віддалення; закінчується в момент Т′′вих.
Т(2)вх
2 |
- графік руху поїзда 2; відправлення в момент Т0. |
Т0
Рис. 2 Фрагмент графіка пропуску поїздів через перехрещення.
Звернути увагу на те, що перехрещення звільнюється в момент Tвих′ , якщо слідуючий поїзд рухається по перехрещуючій лінії, (поїзди 1-2), або в момент Tвих′′ , якщо слідуючий поїзд рухається в попутному напрямку (поїзди 2-3).
8.Виконати моделювання пропуску поїздів через перехрещення за добу при різній кількості вантажних поїздів (експерименти 3-5). Після кожного експерименту зафіксувати в таблиці фактичну кількість пасажирських та вантажних поїздів, що прослідували через перехрещення за добу, а також середній час T та вартість C пробігу цих поїздів (файл
ХХХХ_003.TXT), зразок див. у табл.6.
9.По результатам моделювання п. 8 побудувати графіки залежності часу пробігу та його вартості від кількості вантажних поїздів (Т=f(N), C=φ(N)). Виконати аналіз графіків, зробити висновки.
Приклад виконання роботи.
1.Вихідні дані для моделювання:
-кількість пасажирських поїздів Nпас=60;
-кількість вантажних поїздів Nвант=160;
-параметр Ерланга потоку пасажирських поїздів Кпас=1;
-параметр Ерланга потоку вантажних поїздів Квант=1.
2.Моделювання при ручному керуванні світлофорами (експеримент 1).
Таблиця 4
Середні результати пропуску поїздів через перехрещення за період 3 години (ручне керування світлофорами).
Категорія поїздів |
N |
Час пробігу Т, год |
Вартість пробігу С, грн. |
|
|
|
|
Пасажирський |
8 |
0,088 |
6,04 |
Вантажний |
18 |
0,170 |
15,71 |
3.Моделювання при автоматичному керуванні світлофорами (експеримент 2).
3.1.Схема перехрещення в момент закінчення моделювання (на 180 хвилині)-див. мал. 1.
3.2.Результати моделювання (файл ХХХХ_002.ТХТ).
Результаты моделирования Дата: 18.4.2001 г. *** 17:32
П Е Р Е С Е Ч Е Н И Е Период моделирования 180 мин Параметры входящего потока:
Пасс.: N= 60, M[T]=24.0 мин, Tmin=5.0 мин, Kэрл=1 Груз.: N= 160, M[T]=9.0 мин, Tmin=4.8 мин, Kэрл=1
Примечание:
Автоматический режим моделирования, 3 часа
П Kт |
To |
Tсиг |
Tвх |
T'вых |
T''вых |
T'зан T''зан |
Tx |
||
1 |
П |
0.00 |
0.00 |
3.00 |
3.37 |
3.97 |
3.37 |
3.97 |
5.23 |
2 |
Г |
4.80 |
5.30 |
10.10 |
11.73 |
12.87 |
6.43 |
7.57 |
10.07 |
4 |
П |
22.14 |
15.83 |
25.17 |
25.53 |
26.13 |
9.70 |
10.30 |
5.26 |
6 |
П |
30.44 |
26.13 |
33.47 |
33.83 |
34.43 |
7.70 |
8.30 |
5.26 |
3 |
Г |
19.44 |
33.83 |
34.43 |
36.13 |
37.27 |
2.30 |
3.43 |
19.82 |
8 |
П |
41.53 |
36.13 |
44.57 |
44.93 |
45.53 |
8.80 9.40 5.27 |
||
5 |
Г |
24.86 |
44.93 |
45.50 |
47.20 |
48.37 |
2.27 |
3.43 |
25.48 |
7 |
Г |
35.33 |
48.37 |
51.20 |
52.87 |
54.03 |
4.50 |
5.67 |
20.70 |
9 |
Г |
50.39 |
54.03 |
55.77 |
57.37 |
58.53 |
3.33 |
4.50 |
10.15 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24 |
Г |
158.97 |
161.00 |
164.27 |
165.90 |
167.03 |
4.90 |
6.03 |
10.07 |
27 |
П |
172.11 |
165.90 |
175.13 |
175.50 |
176.10 |
9.60 |
10.20 |
5.26 |
Общее время занятия пересечения 146.03 мин, в т.ч.пасс |
52.13 мин |
||
Cредние результаты по 17 грузовым поездам: |
Rт=0.0889 тыс ткм |
||
m= 57ваг Qп=4484 т Rм=0.2281 тыс ткм |
Rс=0.0613 тыс ткм |
||
G=0.784 тыс кВтч |
T=0.232ч L=7.89км |
|
|
Ср стоимость пробега 1поезда 16.19 |
|
|
|
Cредние результаты по 8 пассажирским поездам: |
Rт=0.0000 тыс ткм |
||
m= 18ваг Qп=1126 т Rм=0.0792 тыс ткм |
Rс=0.0345 тыс ткм |
||
G=0.483 тыс кВтч |
T=0.087ч L=6.76км |
|
|
Ср стоимость пробега 1поезда 6.00
Втаблиці результатів прийняти позначення:
П– порядковий номер поїзда (в порядку вступу в систему); Кт – категорія поїзда; Тх – загальний час руху поїзда у вузлі.
Позначення інших величин наведені на мал. 2.
Укожному рядку підкреслені момент звільнення перехрещення поїздом та час його зайняття.
3.3Порівняння результатів моделювання при ручному та автоматичному режимах керування.
Таблиця 5 Середні результати пропуску поїздів через перехрещення за період 3 години (автоматичне керування світлофорами).
Категорія поїздів |
N |
Час пробігу Т, год |
Вартість пробігу С, грн. |
|
|
|
|
Пасажирський |
8 |
0,087 |
6,00 |
Вантажний |
17 |
0,232 |
16,19 |
Порівняння табл.4 та 5 показує, що при ручному керуванні пропуском були допущені незначні затримки пасажирських поїздів, що привело до деякого збільшення часу та вартості їх пробігу. В той же час ручне керування дозволило значно (більше ніж на 25%) зменшити час пробігу вантажних поїздів; вартість пробігу вантажних поїздів при цьому зменшилася незначно (близько 3%).
4.Графік пропуску поїздів через перехрещення (фрагмент).
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
|
4 |
|
6 |
|
8 |
|
|
3 |
|
5 |
|
7 |
|
|
|
|
|
Рис. 3 |
|
|
5.Результати моделювання пропуску поїздів через перехрещення за добу.
Втабл. 6 наведені середні результати моделювання пропуску поїздів через перехрещення при різній кількості вантажних поїздів (експерименти 3, 4, 5).
Таблиця 6
Результати пропуску поїздів через перехрещення за добу
|
Середньодобові |
|
Показники пропуску поїздів через перехрещення |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Експери |
розміри руху |
|
Пасажирські |
|
|
Вантажні |
|
||
мент |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nпас |
Nвант |
Nпас |
Т, год |
|
С, грн |
Nвант |
Т, год |
С, грн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
60 |
160 |
62 |
0,087 |
|
6,00 |
154 |
0,221 |
16,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
60 |
184 |
62 |
0,087 |
|
6,00 |
181 |
0,272 |
16,27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
60 |
208 |
62 |
0,087 |
|
6,00 |
210 |
0,455 |
17,12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
По результатам моделювання, наведеним в табл. 6, побудовані графіки залежності показників, що характеризують |
|||||
якість пропуску вантажних поїздів, від розмірів їх руху (мал. 4). |
Як видно з графіків Т=f(N), та C=f(N), якість |
|||||
|
Т, |
С, |
|
|
||
|
|
|
пропуску вантажних поїздів погіршується при |
|||
|
год |
грн |
|
|
зростанні їх кількості, і, відповідно, при збільшенні |
|
|
0,9 |
17,2 |
|
|
завантаження перехрещення. Причиною вказаного |
|
|
|
|
|
|
|
погіршення є різке зростання кількості затримок |
|
0,8 |
17,0 |
|
|
вантажних поїздів, яке призводить як до збільшення |
|
|
|
|
|
C=ϕ(N) |
|
загального часу пробігу Т, так і його вартості С |
|
0,7 |
16,8 |
|
|
внаслідок додаткових витрат на гальмування та розгін |
|
|
|
|
|
|
|
поїздів. |
|
0,6 |
16,6 |
|
|
|
|
|
0,5 |
16,4 |
T=f(N) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,4 |
16,2 |
|
|
|
|
|
0,3 |
16,0 |
|
|
|
|
|
0,2 |
15,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
200 |
N |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Рис. 4 Графіки залежності часу пробігу Т та вартості С від кількості вантажних поїздів.