Модель сортувальних колій

Модель гіркової горловини може бути представлена у вигляді орієнтованого бінарного дерева з корінням . В дереві виділено три підмножини вершин: , і . Вершини є ЦП, – ВКП кривих на спускній частині гірки, вершини – ВКП кривих на сортувальних коліях. Прийнято, що корінням дерева повинна бути головна стрілка горловини ( ).

Дуга дерева позначається впорядкованою парою, що складається з початкової і кінцевої вершин; напрям заданий від вершини до вершини . Прийнято, що всі дуги орієнтовані зліва направо.

Напівступені результату вершин залежать від їх типу. Для більшості стрілочних переводів (вершини ) . Виняток становить головна стрілка (коріння дерева ), для якої , якщо вона пошерстна. Для пошерстних стрілок, які можуть укладатися для забезпечення виходу з крайніх колій сортувального парку в обхід горба гори, також . Для ВКП на спускній частині гірки ( ) , на сортувальних коліях ( ) – . Напівступені заходу всіх вершин, окрім коріння, за визначенням бінарного дерева рівні одиниці ( ); для коріння . Таким чином, для ідентифікації вершин дерева недостатньо інформації про їх напівступені результату і заходу; для розділення безлічі вершин дерева на підмножини , і використовуються нумерація вершин.

Нумерація вершин дерева здійснюється в наступному порядку. Спочатку вершини і об'єднують в одну загальну групу і кожній з них привласнюють порядковий номер ( ). При цьому головна стрілка повинна бути в списку вершин першою ( ); решта вершин може бути розташована в довільному порядку. Потім для ідентифікації типу вершин номера ВКП ( ) збільшують на 100, так щоб , .

Колії сортувального парку нумерують послідовними номерами ( – число колій в парку), починаючи з самого віддаленого від осі парку. ВКП на сортувальних коліях ( ) привласнюють номери відповідних колій, збільшені на 200 ( ). Приклад нумерації вершин горловини наведений на рис. 5.

Для представлення дерева в ЕОМ використовуються списки інцидентності. Враховуючи, що є орієнтованим бінарним деревом, кожній його вершині інцидентні не більше двох дуг ( і ). При цьому у всіх випадках необхідно розрізняти ліву і праву вершини, суміжні з вершиною . Орієнтація здійснюється за напрямком кута повороту у вершині (куту повороту проти годинникової стрілки відповідає дуга ).

Рисунок 5 – Схема гіркової горловини

Кожній вершині дерева поставлений у відповідність вектор параметрів ( , і ), компоненти якого визначаються типом вершини:

а) стрілочний перевід ( ):

,

де – довжина прямолінійної частини відповідно дуг і ;

б) ВКП на спускній частині ( ):

,

де – абсолютна величина кута повороту; якщо , це є ознакою необхідності розрахунку кута програмою;

– довжина прямолінійної частини дуги ( );

– радіус кривої;

– ознака включення довжини кривої в довжину відрізку (при задана довжина відрізку зменшується на довжину кривої ( ); при задана довжина відрізку зберігається незалежно від довжини кривої );

в) ВКП на сортувальній колії ( ):

,

де – ордината колії щодо осі сортувального парку;

– радіус кривої.

Внутрішню модель гіркової горловини, що зображена на рис. 5, наведено в табл. 7.

Необхідно помітити, що задані на першому етапі вершини є умовними і використовуються для опису топології проектованої схеми. Насправді в кінцевих з'єднаннях на деяких коліях парку на наступному етапі проектування доводиться укладати додаткові криві (ВКП ). ВКП вказаних кривих ( ) ділять відповідні дуги ( , ), , на дві нові дуги: ( , ) і ( , ). Додатковим вершинам привласнюються номери основних вершин, збільшені на 100 ( ). Зазвичай вказані вершини і пов'язані з ними параметри з'являються вже в процесі проектування і в початковий опис конструкції горловини не включаються. Проте, в деяких випадках, наприклад, на проміжних етапах проектування, додаткові вершини включають в опис схеми. В цих випадках вектор включає компоненти:

,

де – кут повороту додаткової кривої з урахуванням знаку (знак плюс при повороті проти годинникової стрілки);

– радіус додаткової кривої;

– довжина додаткової прямої вставки, що укладається між хрестовиною останнього стрілочного переводу і початком додаткової кривої; за відсутності вставки приймається .

Таблиця 7 – Внутрішня модель гіркової горловини

						10,56
						40,16
						10,56	10,56
						6,95
							6,95
						10,56	23,97
						23,97	23,97
						10,56	10,56
						10,56	10,56
						10,56	10,56

Слід помітити, що довжина вставки між основною і додатковою кривими не задається, оскільки вона може бути розрахована за рештою відомих даних.

Кожній вершині кута повороту на сортувальній колії ставиться у відповідність вектор параметрів :

,

де – ордината колії щодо осі сортувального парку;

– радіус кривої.

Слід помітити, що радіуси кривих на розрахункових коліях з скрутними умовами вписування звичайно приймають рівними мінімальному значенню 180 м.

Список вказаних параметрів для гіркової горловини, схема якої показана на рис. 5, наведений в табл. 8.

Для прив'язки гіркової горловини до існуючої системи координат повинні бути задані координати головної стрілки в цій системі , . В практиці проектування гіркових горловин прийняті наступні угоди. Гіркова горловина ділиться віссю сортувального парку на дві частини – ліву і праву, проектування яких виконується, як правило, незалежно. Проектування ведеться в прямокутній системі координат в першій четверті; якщо гіркова горловина розташована по іншому, то вона заздалегідь відповідним чином розвертається. За вісь абсцис ОХ прийнята вісь сортувального парку; вісь ординат проходить через головну стрілку горловини (див. рис. 5).

Таблиця 8 – Модель сортувальних колій гіркової горловини

ВК
	35,05
	29,75
	24,45
	19,15
	13,85
	8,55
	3,25

При прийнятій деревовидній структурі представлення горловини за наявності в її конструкції перехресного з'їзду як початковий приймається звичайно вихідний (пошерстний) стрілочний перевід цього з'їзду (коріння дерева). В зв'язку з цим для збереження загальноприйнятого початку координат передбачається можливість завдання координат ( , ) початкової стрілки в системі OХУ.

Для розрахунків кутів нахилу до осі ОХ всіх елементів горловини повинен бути заданий кут нахилу базисного елементу горловини до осі ОХ; як базисний елемент прийнята вісь симетрії початкового стрілочного переводу.

Для визначення положення паркових гальмових позицій необхідно вказати мінімальну ширину міжколійя , при якій можна встановлювати уповільнювачі на паркових коліях.

ЛЕКЦІЯ 8

Вихідні моделі плану колійного розвитку станцій

Вихідна модель колійного розвитку станцій повинна містити сукупність параметрів, необхідних для вирішення поставленої задачі. Система геометричних моделей може бути використана для вирішення достатньо широкого круга задач – побудови масштабних планів і схем станцій, підготовки технічної документації, організації інтерактивного синтезу планів колійного розвитку станцій складної конструкції, створення функціональних моделей для імітаційного моделювання і ін.

8.1. Розрахункові параметри плану колійного розвитку

Універсальною формою вихідної моделі є сукупність розрахункових параметрів плану колійного розвитку станцій, яка включає дані про криві, що сполучають, відстані між характерними точками плану і їх координати.

Інформація про параметри кривих, що сполучають, представляється структурами:

де – номер вершини ;

– кут повороту кривої в градусах, хвилинах, секундах;

– радіус кривої;

– тангенс кривої;

– довжина кривої;

– число кривих на плані.

Дані про відстані між характерними точками плану (центрами стрілочних переводів, вершинами кутів повороту, кінцями колій) представляються структурами:

де – номери, відповідно, лівої і правої точок відрізка;

– загальна відстань між точками;

– довжина прямої вставки;

– число відрізків плану.

Координати характерних точок плану представляються структурами:

де – номер вершини;

– координати точки в локальній системі;

– число точок на плані.

Для розрахунку показників проекту за даними вихідної моделі визначаються будівельна і повна довжини колій

де – повна довжина стрілочного переводу.

Вихідна модель гіркової горловини містить списки параметрів кривих, що сполучають, на спускній частині гірки і на сортувальних коліях, дані про відстані між точками і координати центрів стрілочних переводів. Крім того, для гіркових горловин вихідна модель додатково включає координати точок, що визначають місця можливої установки уповільнювачів на сортувальних коліях, а також суми кутів повороту на маршрутах скочування відчепів.

Дані про можливе розташування паркових уповільнювачів представляються структурами:

де – номер сортувальної колії;

– координати точки, що знаходиться між коліями ( ) і видаленої від них на відстань , при якій допускається установка паркових уповільнювачів;

– число сортувальних колій в парку.

Інформація про суми кутів повороту по маршрутах скочування відчепів з гірки, необхідна для вибору розрахункової важкої колії при визначенні висоти гірки, представляється списком структур:

де – суми кутів повороту на маршруті скочування відчепів на колію , відповідно, на спускній частині гірки, на сортувальній колії і загальна.

8.2. Модель для інтерактивного проектування крупних станцій

Система геометричних моделей забезпечує розрахунок плану колійного розвитку окремої горловини або щодо нескладних станцій з прямолінійними горизонтальними коліями. Крупні станції, що складаються з декількох парків, а також станції, які цілком або частково розташовуються на кривих, необхідно розбити на базові елементи (блоки), в межах яких колії залишаються прямолінійними і горизонтальними. Для кожного блоку виконуються попередні розрахунки, результати яких представляються у вигляді вихідної моделі певної структури. Надалі вихідні моделі блоків використовуються для їх об'єднання в загальному плані станції, яке здійснюється в інтерактивному режимі. Вказаний режим забезпечує можливість вибору і оперативної зміни положення кожного блоку на плані станції. При цьому всяке об'єднання блоків можна знову розглядати як окремий блок, використовуючи його для продовження процесу автоматизованого проектування крупних станцій.

Таким чином, план колійного розвитку крупної станції може бути представлений сукупністю блоків B₁, B₂, ..., B_n, де n – число блоків. Кожний блок представляється вихідною моделлю B_i, що містить дані про його елементи:

де – орієнтований граф схеми колійного розвитку блоку;

– базова вершина (опорна точка).

Орієнтований граф представляється множиною вершин , кожна з яких характеризується вектором

де – номер вершини;

, – номер вершини відповідно по прямій і боковій коліях;

– координати вершини в локальній системі координат блоку;

– список конструктивних параметрів.

Значення параметрів списку залежать від типу вершини: для ЦП даний список містить тип стрілочного переводу, для ВКП – значення радіусу кривої, для КК – тип закінчення (0 – кінець колії, 1 – упор).

Для розміщення блоку на загальному плані йому необхідно привласнити номер (ім'я) N_б і вказати його положення в глобальній системі координат; ці дані для кожного блоку представляються структурою

де – номер (ім'я) блоку;

– кут повороту блоку щодо початку координат глобальної системи;

– координати точки розміщення початку координат блоку в глобальній системі координат.

Параметри ( ) є змінними величинами і можуть інтерактивно змінюватися в процесі проектування.

У процесі побудови плану станції певні колії пари об'єднуваних блоків B_i, B_j сполучаються круговими кривими. Для реалізації вказаної процедури для колій, що сполучаються, повинен бути заданий список структур:

де – номери об'єднуваних блоків;

– номери вершин КК ( ), що обмежують колії, які сполучаються, в блоках;

– радіус кривої, що сполучає;

– число пар колій, що сполучаються.

Список літератури

1. Бобровский, В.И. Модели, методы и алгоритмы автоматизированного проектирования железнодорожных станций [Текст] : монография / В.И. Бобровский, Д.Н. Козаченко, Р.В. Вернигора, В.В. Малашкин. – Днепропетровск: Маковецкий, 2010. – 156 с.

2. Головнич, А.К. Автоматизация проектирования железнодорожных станций [Текст] / А.К. Головнич. – Гомель: Белгут, 2001. – 201 с.

3. Правдин, Н.В. Основы автоматизации проектирования железнодорожных станций [Текст] : монография / Н.В. Правдин, А.К. Головнич, С.П. Вакуленко; под общ. ред. Н.В. Правдина. – М.: Маршрут, 2004. – 400 с.

4. Негрей, В.Я. Автоматизация проектирования железнодорожных станций и узлов [Текст] / В.Я. Негрей, М.Н. Луговцов, Я.А. Перегуд. – Гомель: БелГУТ, 1998. – 78 с.

5. Сологуб, Н.К. Автоматизированное проектирование железнодорожных станций [Текст] / Н.К. Сологуб, А.Т. Осьминин. – Куйбышев, 1990. – 83 с.

6. Огарь, А.Н. Автоматизированное проектирование железнодорожных станций и узлов [Текст]: конспект лекций, ч.2 / А.Н. Огарь, Д.С. Лючков, Е.С. Щурова. – Харьков: УкрГАЖТ, 2009. – 78 с.