Разработка методов и средств интерактивного моделирования асинхронных систем роспуска железнодорожных составов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.16, кандидат технических наук Павлов, Андрей Юрьевич

• Павлов, Андрей Юрьевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Павлов, Андрей Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РОСПУСКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СОСТАВОВ НА СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРКАХ

1.1. Технологический процесс роспуска железнодорожных составов

1.2. Автоматизация технологического процесса роспуска на сортировочных горках

1.3. Основные задачи роспуска составов на сортировочной горке

1.3.1. Управление маршрутами движения

1.3.2. Регулирование скорости надвига

1.3.3. Регулирование скорости скатывания отцепов

1.4. Формализация процесса роспуска составов на сортировочной горке

1.5. Методы исследования систем управления технологическим процессом роспуска

1.6. Имитационная технология исследования систем управления технологическим процессом роспуска

Выводы и основные результаты

ГЛАВА2. ИМИТАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РОСПУСКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СОСТАВОВ НА СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРКАХ

2.1. Основные концепции объектно-ориентированного подхода

2.1.1. Инкапсуляция

2.1.2. Наследование

2.1.3. Полиморфизм

2.2. Имитация систем с параллельно функционирующими и асинхронно взаимодействующими процессами

2.3. Определение и основные понятия сетей Петри

2.4. Методика представления СУ ТП РЖС

2.5. Родовые классы

2.5.1. Класс объектов "Object"

2.5.2. Класс объектов "StreamStorage"

2.5.3. Класс объектов "Container"

2.5.4. Класс объектов "Window"

2.6. Слой управления

2.6.1. Класс объектов "Фишка"

2.6.2. Класс объектов "Место"

2.6.3. Класс объектов "Переход"

2.7. Слой элементов системы управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов

2.7.1. Классы объектов системы управления роспуском, наследуемые из класса "Фишка"

2.7.2. Классы объектов системы управления роспуском, наследуемые из класса "Место"

2.7.3. Классы объектов системы управления роспуском, наследуемые из класса "Переход"

Выводы и основные результаты

ГЛАВА 3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПОДДЕРЖКИ ИМИТАЦИОННОЙ СРЕДЫ

3.1. Управление имитацией

3.1.1. Пересчет времени

3.1.2. Схема поведения динамических компонентов

3.2. Инструментальные средства имитации

3.2.1. Редакторы

3.2.2. Система исполнения

Выводы и основные результаты

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ СУ ТП РЖС

4.1. Достоверность имитации

4.2. Оптимизация работы сортировочной горки

4.2.1. Оптимальный надвиг состава

4.2.2. Оптимальное скатывание отцепов в стрелочной зоне

4.2.3. Оптимальное движение отцепов на сортировочных путях

4.3. Разработка индивидуальных рекомендаций по автоматизации управления сортировочной горкой

4.3.1. Методика проведения имитационного эксперимента

4.3.2. Имитация свободного скатывания отцепа

4.3.3. Имитация скатывания отцепов с управлением стрелками и скоростью надвига

4.3.4. Имитация скатывания отцепов с управлением I и II тор-

мозными позициями

4.3.5. Имитация скатывания отцепов с управлением III тормозной позицией

Выводы и основные результаты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Работы автора по теме диссертации

Другие источники

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Спецификация классов предметной области

«Сети Петри»

Приложение 2. Спецификация классов ПО "Автоматизированная система управления технологическим процессом роспуска

железнодорожных составов"

Приложение 3. Акты внедрения результатов диссертации

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

АСУ ТП РЖС - автоматизированная система управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов

ПО - предметная область

ГАЦ - горочная автоматическая централизация

АЗСР - автоматическое задание скорости роспуска

АРС - автоматическое регулирование скорости

СУГС - система управления горочным светофором

ИСУ - измеритель скорости и ускорения

СУКС - схема управления-контроля стрелки

СКЗП - схема контроля занятости путей

СУЗ - схема управления замедлителем

АСУ СС - автоматизированная система управления сортировочной станцией

ГОЗУ - горочное оперативное запоминающее устройство

ТГЛ - телеуправление горочным локомотивом

РИС - радиолокационный измеритель скорости

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и средств интерактивного моделирования асинхронных систем роспуска железнодорожных составов»

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация систем управления, осуществляемая с целью повышения производительности, часто не приводит к желаемым результатам, и используемые автоматизированные системы управления, хотя и повышают по сравнению с ручным управлением эффективность функционирования объекта управления, не решают должным образом всех эксплуатационных задач, связанных с обеспечением высокой производительности и требуемой безопасности работы такого объекта. В этом случае повысить производительность и безопасность функционирования таких систем можно за счет использования полученных опытным путем управляющих воздействий, оптимизирующих управление требуемым объектом.

Ярким примером автоматизированных систем управления, требующих использования опытных управляющих воздействий, являются автоматизированные системы управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов (АСУ ТП РЖС). Внедрение этих систем позволило лучше использовать техническое оснащение сортировочных горок, увеличить их перерабатывающую способность, сократить межоперационные интервалы между роспусками составов, сократить объем работы по осаживанию вагонов на сортировочных путях и повысить культуру работы. Однако, имеющиеся в настоящее время АСУ ТП РЖС характеризуются невысокой точность задания и реализации регулирующих скоростей, высокими скоростями соударения отцепов на путях сортировочного парка, большими "окнами" между отцепами [А2,1,2,39,40]. Поэтому, для осуществления безопасного и эффективного роспуска необходимо, чтобы в процессе расформирования состава использовались бы такие скорости надвига и погашаемые на тормозных позициях энерге-

тические высоты, которые бы позволили на заданной сортировочной горке, для данной автоматизированной системы управления провести роспуск состава с оптимальной скоростью, с сохранением "окон", достаточных для разделения маршрутов отцепов, и обеспечением допустимых скоростей соударения отцепов с вагонами, стоящими на сортировочных путях.

Определение скоростей надвига и погашаемые на тормозных позициях энергетических высоты возможно лишь опытным путем. Проведение опытов с реальной сортировочной горкой опасно и экономически нецелесообразно, поэтому определение оптимальных скоростей надвига и погашаемых на тормозных позициях энергетических высот осуществляется путем моделирования систем управления роспуском на ЭВМ.

Система управления технологическим процессом роспуска (СУ ТП РЖС) — это сложная динамическая система реального времени, характеризующаяся непредсказуемостью воздействия на нее внешних факторов, статистической зависимостью параметров компонентов, параллельностью их функционирования и асинхронностью взаимодействия происходящих в ней процессов.

На сегодняшний день методологической основной анализа СУ ТП РЖС является имитационное моделирование с использованием дифференциальных уравнений скатывания отцепов [2, 11, 23, 24, 73, 74, 79, 119]. Программирования и отладка имитационной модели системы управления роспуском задача неординарная, требующая разработки гибкой компьютерной технологии, предоставляющей пользователю автоматизированные средства создания моделей, проведения экспериментов на этих моделях и анализа результатов, полученных в экспериментах. Попытки по созданию такой системы предпринимались научными коллективами под руководством В.Н. Иванченко, Ю.А. Мухи, В.А.

Буянова, Е.А. Сотникова, П.С. Грунтова, Г.А. Красовского. Однако, несмотря на значительные успехи в этом направлении в целом задача осталась нерешённой.

Следовательно, задача разработки гибкой открытой технологии исследования систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожного состава на сортировочных горках, обеспечивающей создание, отладку и анализ моделей, не требующей от пользователя специальных знаний в области программирования и дающей возможность изучать и оптимизировать работу сортировочной горки, является актуальной.

Из всех известных на сегодняшний день декомпозиций: алгоритмической, потоковой и объектной, при реализации имитационной модели СУ ТП РЖС до сих пор применялась лишь алгоритмическая.

Учитывая же тот что, СУ ТП РЖС, как сложная система, имеет разлагаемую на составляющие иерархическую структуру, а это является главным фактором, позволяющим понять, описать и даже "увидеть" систему в целом и её подсистемы, в разрабатываемой компьютерной технологии исследования предлагается использовать объектную декомпозицию.

Объектно-ориентированная модель позволяет отразить статическую структуру СУ ТП РЖС и показать объекты, отношения между объектами, атрибуты и операции каждого класса объектов системы управления роспуском.

Кроме того, объектный подход, как средство описание предметных областей позволяет инкапсулировать в имитационную среду любые схемы поведения моделей, в частности, схему дискретно-событийного управления. Дискретно-событийное управление, в рамках которого функционирование системы во времени отождествляется с последовательностью событий, возникающих в

модели исследуемой системы в соответствии с закономерностями её функционирования, широко используется для программной имитации систем с параллельно функционирующими и асинхронно взаимодействующими процессами. Наиболее часто при этом используются сети Петри, систематическому изучению которых посвящены работы П. Штарке, В. Райзига, Дж. Питерсона, В.Е. Котова и ряда других ученых.

Для представления СУ ТП РЖС предлагается объединить сети Петри и объектную декомпозицию в единое интегрированное целое посредством инкапсуляции базовых понятий и управляющих элементов сетей Петри в иерархию классов объектов, определенных в предметной области роспуска железнодорожных составов. Определенное таким образом, управление моделью образует отдельный слой предметной области, который естественно вписывается в структуру пакета моделирования систем роспуска. При этом абстрактные понятия, присущие моделям Петри (фишка, переход, место), сохраняя способность описывать параллельно функционирующие и асинхронно взаимодействующие процессы, приобретают дополнительные свойства, наследуемые предметными классами объектов системы роспуска, и таким образом трансформируются в объекты, атрибуты и поведение которых присущи элементам системы роспуска (колесная пара, замедлитель, стрелка, соединительный путь, отцеп и т.п.).

Основной целью диссертационной работы является создание гибкой компьютерной технологии исследования технологического процесса роспуска железнодорожных составов на сортировочной горке, предоставляющей пользователю новые возможности создания моделей, проведения имитационных экспериментов, анализа их результатов, и осуществляющей определение управляющих воздействий на отцеп, обеспечивающих надежное

расформирование железнодорожных составов на сортировочной горке.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решались следующие задачи исследования:

1) анализ проблем, возникающих при проведении технологического процесса роспуска железнодорожных составов на сортировочных горках,

2) обоснование выбора имитационного моделирования, как наиболее рационального подхода к исследованию и оптимизации технологического процесса роспуска железнодорожных составов на сортировочной горке,

3) выбор и обоснование объектной декомпозиции для представления компьютерного моделирования технологического процесса роспуска железнодорожных составов,

4) обоснование использования схемы асинхронного управления, применяемой для описания динамических свойств процесса роспуска,

5) разработка ассоциативного дерева классов объектов, описывающих основные элементы систем роспуска,

6) разработка имитационной среды, обеспечивающей интерактивное моделирование процессов роспуска железнодорожных составов,

7) программная реализация инструментальных классов объектов и имитационной среды,

8) разработка методики формирования рекомендаций по автоматизации конкретной сортировочной горки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1)применение объектной декомпозиции для представления компьютерных моделей систем роспуска,

2)использование в качестве схемы асинхронного управления обобщенной сети Петри,

3 разработка интегрированной компьютерной имитационной среды для решения практических задач управления процессом роспуска,

4)разработанная в диссертационной работе информационная технология позволяет проводить исследование систем роспуска в условиях, максимально приближенных к реальным, что способствует получению в качестве результатов исследования практически значимых технологических решений.

Основные положения, выносимые на защиту и развиваемые в диссертационной работе:

1. С целью определения оптимальных скоростей надвига и погашаемых на тормозных позициях энергетических высот необходимо проведение большого числа опытов, что возможно лишь при использовании имитации процесса роспуска на ЭВМ.

2. Для представления при имитационном моделировании систем роспуска необходимо использовать объектную декомпозицию, позволяющую структурировать систему в виде иерархии предметно-ориентированных классов объектов.

3. В качестве схемы асинхронного управления моделью систем роспуска целесообразно использовать модель сети Петри, введённую в структуру дерева наследования.

4. Необходимость проведения имитационных экспериментов по исследованию технологического процесса роспуска железнодорожных составов на сортировочных горках требует разработки удобных графических средств, обеспечивающих создание и редактирование имитационных моделей и анализ

результатов моделирования.

ГЛАВА1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РОСПУСКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СОСТАВОВ НА СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРКАХ

Для создания компьютерных методов и средств, позволяющих проводить анализ систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов на сортировочных горках с целью выработки рекомендаций по автоматизации горки, прежде всего необходимо иметь представление о процессах, протекающих в этих системах, предпринимавшихся способах автоматизации систем, основных задачах роспуска и формализуемости процессов расформирования-формирования железнодорожных составов.

1.1. Технологический процесс роспуска железнодорожных составов

Массовая переработка вагонов и формирование технических маршрутов участковых, сборных и передаточных поездов по назначениям, установленным планом формирования, на железных дорогах выполняется на сортировочных станциях. Для осуществления сортировочных работ на этих станциях проектируются сортировочные горки.

Сортировочная горка (рис. 1.1) — это устройство, предназначенное для расформирования-формирования железнодорожных составов. Горка состоит из надвижной и спускной частей. Сопряжение надвижной и спускной частей горки образует перевальную часть горки. Вершиной горки считается начало вертикальной сопрягающей кривой спускной части.

Надвижная часть представляет собой участок в пределах вытяжного пути или парка приема и его продолжения в сторону сортировочного парка.

Она служит для размещения состава перед расформированием и подачи его на вершину сортировочной горки. Участок рельсового пути в пределах надвижной части сортировочной горки называется путем надвига. На некоторых горках с целью повышения производительности вводят дополнительный путь надвига и производят параллельный роспуск сразу двух составов.

Спускная часть горки предназначена для отрыва вагонов от состава, их разгона под действием силы тяжести и направления на сортировочные пути в соответствии с назначением.

Надвижная часть 1тп Спускная часть п Штп

пп ПУ п СУ УТП СЗ СП

ПП - парк приема; ПУ - противоуклон; П - площадка;

СУ - скоростной участок; УТП - участок тормозных позиций;

СЗ - стрелочная зона; СП - сортировочные пути.

Рис.1.1. Схема сортировочной горки.

Профиль спускной части горки состоит из скоростного участка, участка тормозных позиций, стрелочной зоны и сортировочных путей. На скоростном участке осуществляется разгон отцепа. Посредством тормозных позиций регулируется интервалы между отцепами, необходимые для разделения их маршрутов, и обеспечивается прицельное торможение отцепов с целью равно-

мерного заполнения сортировочных путей и предотвращения порчи вагонов и грузов. Разделительными стрелками задается маршрут отцепа, при движение по которому отцеп достигает намеченного сортировочного пути. На сортировочных путях в процессе роспуска формируются составы на какое-либо направление.

Роспуск составов на сортировочной горки производится следующим образом. Маневровым локомотивом состав надвигается на вершину горки. На вершине горки от состава последовательно в соответствии с сортировочным листом отцепляется группа вагонов. Перевалив через вершину горки, отцепленные вагоны (отцеп) под действием собственной силы тяжести катятся вниз и в соответствии с положением разделительных стрелок попадают на сортировочные пути. Положение стрелок, при котором отцеп попадает на назначенный ему сортировочный путь, называется маршрутом. Подготовка маршрута осуществляется вручную оператором горки или автоматически и требует управление разделительными стрелками.

Во время роспуска на спускной части горки одновременно находятся несколько скатывающихся отцепов. Если бы все эти отцепы двигались с одинаковой скоростью, то интервал между следующими друг за другом отцепами в любом пункте горки был бы равен начальному интервалу между ними, который образовался при проходе вершины горки. В действительности удельное сопротивление движению вагонов, дальность пробега их в сортировочный парк и ряд других факторов, влияющих на скорость отцепа, различны, поэтому скорости отцепов, катящихся с горки, не одинаковы. Когда впереди идущий отцеп следует с меньшей скоростью, чем отцеп, катящийся за ним, интервал между отцепами будет уменьшаться. Если он уменьшится до такой величины, что между

последовательно скатывающимися отцепами нельзя будет перевести разделительную стрелку, то вагоны будут попадать на пути других назначений, появятся «чужаки» и потребуется дополнительная маневровая работа, чтобы переставить их на пути своего назначения, либо, что еще хуже, если отцеп нагоняется позади идущим отцепом, происходит их столкновение, приводящее к порче вагонов и груза. По этим причинам необходимо регулировать скорость надвига состава и скорости скатывания отцепов с горки.

Для безопасной и эффективной работы горки должен быть сохранен минимальный интервал между отцепами на разделительных стрелках, чтобы пропустить впереди идущий бегун и перевести за ним стрелку для бегуна, идущего вслед. Кроме того, при подходе к вагонам на сортировочных путях скорость скатывающегося отцепа не должна превышать допустимой скорости соударения. Иначе, как и в случае нагона отцепа другим отцепом, происходит повреждение вагонов и грузов. Выполнение этих условий требует эффективного торможения отцепа. Однако, чрезмерное торможение плохого бегуна приводит к образованию на сортировочных путях большого интервала ("окна") между стоящими на путях вагонами, что требует проведения дополнительных маневровых работ для формирования состава.

1.2. Автоматизация технологического процесса роспуска на

сортировочных горках

Увеличение перерабатывающей способности сортировочных горок возможно главным образом за счет интенсификации процесса расформирования составов, при которой повышаются скорости расформирования составов, пол-

нее используется режим переменной скорости роспуска составов, организуется параллельный роспуск двух составов.

В связи с интенсификацией сортировочного процесса значительно уменьшаются интервалы между расформировываемыми составами и интервалы между скатывающимися с горки смежными отцепами, увеличивается число отцепов, находящихся одновременно в зоне регулируемого скатывания и др. Другими словами, с интенсификацией сортировочного процесса повышается вероятность возможных неразделений и запусков отцепов, высоких скоростей их соударения и больших "окон" на сортировочных путях и др.

В этих условиях необходимо стремиться к существенному повышению качества регулирования интервалов между отцепами и скоростей их движения на сортировочных путях.

В работе горочного оператора, даже на механизированной горке, совмещены функции, свойственные оператору-технологу (реализация программы роспуска), оператору дистанционного управления движущимися объектами (регулирования скорости скатывания отцепов) и оператору-диспетчеру (выполнения горочных маневровых операций). Хронометраж времени работы горочного оператора и экспертные оценки показывают [1], что он оперирует с большим потоком информации, поступающей непосредственно в ходе технологического процесса роспуска (30%), от сигнальных устройств на пульте управления (40%) и хранимой в памяти (30%).

На операции, связанные с управлением скоростью скатывания отцепов (замедлителями), стрелками, горочными сигналами и другой маневровой работой в среднем приходится на механизированной горке с электрической централизацией (ЭЦ) - 80% общего числа выполняемых операций и с горочной

автоматической централизацией (ГАЦ) - 60%. На выполнение же операции контроля за правильностью роспуска отцепов, оценки величины интервалов между ними и их ходовых свойств, на контроль точности работы технических устройств, правильности маневровых передвижений, движения вагонов, имеющих особые признаки, операторами затрачивается на горке с ЭЦ всего 20% рабочего времени, а на горке с ГАЦ - 40%. Такой перекос в сторону управления, а также отклонения от нормального хода роспуска (изменения программы роспуска; нерасцеп или саморасцеп вагонов; нагон одних отцепов другими в распределительной зоне; переполнение подгорочных путей; появление вагонов, запрещенных к роспуску без локомотива; неправильно переданные или ошибочно воспринятые команды; плохая видимость управляемых объектов; снижение тормозного эффекта замедлителей вследствие попадания на их шины влаги, смазки, краски; отказ в работе устройств) зачастую приводят к ошибкам операторов. Следствиями этих ошибок могут явиться: направление отцепов на неспециализированные пути, то есть появление "чужаков"; преждевременная остановка отцепов и образование больших "окон" между вагонами формируемого состава; непроизводительные простои горки; задержки локомотивов; создание угрозы безопасности движения и охране труда; повышение допустимой скорости соударения вагонов и повреждений грузов; повреждение применяемых технических средств; сход подвижного состава с рельсов и т.д. [1]. Таким образом, работа горочного оператора очень трудоемка и ответственна, требует большого опыта и высокой квалификации. В настоящее время существуют реальные проблемы с подбором и подготовкой кадров на эти должности.

Перечисленные факторы делают неслучайным то внимание, которое уделяется вопросам автоматизации процессов роспуска составов на сортировочной горке у нас в стране и за рубежом.

Рис 1.2. Схема взаимодействия автономных подсистем горочной

автоматики.

Широко применяются на сортировочных станциях сети железных дорог горочная автоматическая централизация (ГАЦ) [101, 102, 106, 107], разработаны и эксплуатируются локальные системы автоматического задания скорости роспуска составов (АЗСР) [2], автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС) [2] и ряд других локальных систем.

На рис. 1.2 представлена схема взаимодействия автономных подсистем горочной автоматики, внедренной на сортировочной станции Орехово-Зуево Московской железной дороги еще в 1974 году [2].

В ГАЦ осуществляется задание маршрутов в маршрутном и программных режимах. В маршрутном режиме установка маршрута осуществляется оператором для каждого очередного отцепа непосредственно перед скатыванием его с горба горки. В случае необходимости оператор имеет возможность изме-

нить маршрут следования отцепа в процессе роспуска путем перевода стрелочной рукояткой на пульте управления. При работе ГАЦ в программном режиме информация о предварительно набранных оператором маршрутах поступает из накопителей горочного оперативного запоминающего устройства (ГОЗУ) или из своего оперативного накопителя. В подсистеме допускается также возможность индивидуального управления стрелками. Подсистема ГАЦ включает в себя узлы формирования, регистрации и трансляции маршрутных заданий, а также блоки управления стрелками и устройствами рельсовых цепей. В системе ГАЦ перевод стрелки для очередного отцепа осуществляется автоматически при его поступлении на предыдущую стрелку. Соответствующая стрелочная рельсовая цепь при этом должна быть свободна. Для исключения перевода стрелки под длиннобазным вагоном (расстояние между внутренними колесными парами тележек более 12,5 м) для фиксации занятости стрелки кроме рельсовой цепи используются фотоэлектрические или радиотехнические датчики. Трудоемкая настройка этих датчиков, отсутствие контроля качества роспуска, устаревшее оборудование и отсутствие алгоритмической связи с другими подсистемами, в том числе с АСУ СС, - узкие места подсистемы ГАЦ.

Развитием системы ГАЦ является система с контролем роспуска (ГАЦ -КР) [73,92] и аналогичная по функциям децентрализованная АСУ маршрутами движения на горках (АСУ МД) [101]. Эти системы, обеспечивая связь с АСУ СС, осуществляют контроль продвижения каждого отцепа и формируют отчет о результатах роспуска, выделяя информацию о "чужаках" (отцепах, направленных на пути, отличные от заданных). Кроме того, они автоматически корректируют программу роспуска (сортировку) при неправильных расцеплениях вагонов. В случае единовременного отрыва двух или более смежных отцепов

маршрутные задания для последующих отцепов сбрасываются. Если от состава отделилось меньшее число вагонов, чем предусмотрено программой роспуска, то выдается дополнительное маршрутное задание по занятию головной стрелки оставшимися от отцепа вагонами. Подсистемы с данными функциями имеются и в комплексных системах автоматизации [2, 86,102].

Подсистема автоматического задания скорости роспуска (АЗСР) на основе информации из ГОЗУ об отцепах распускаемого состава рассчитывает скорость очередного отцепа. Информация об этом посредством горочной автоматической локомотивной сигнализации поступает на подсистему телеуправления горочным локомотивом (ТГЛ), автоматически реализующую переменную скорость роспуска. Подсистема ТГЛ содержит постовые, напольные и локомотивные устройства.

На горочном посту устанавливаются шифратор, в котором осуществляется кодирование заданной скорости, и передатчик, состоящий из генератора несущей частоты и модулятора. Локомотивная аппаратура включает в себя: локомотивную антенну, приемник и дешифратор; блок автоматического регулирования скорости локомотива; датчик скорости локомотива; пульт контроля с индикаторами заданной и фактической скоростей; пульт задания скорости для ручного управления движением локомотива. Скорости роспуска каждого отцепа, формируемые подсистемой АЗСР, передаются в дешифратор, преобразующий команды в частотно-модулированный сигнал. Этот сигнал, принятый локомотивной антенной, поступает в приемник, где происходит его усиление и демодуляция, а затем - в дешифратор, формирующий задания в виде пропорционального скорости роспуска напряжения. В блоке автоматического регулирования скорости локомотива производится сравнение заданной и фактической

скоростей, в соответствии с чем вырабатываются команды для воздействия на схему управления локомотивом. Кроме того команда о скорости роспуска для каждого отцепа поступает от АЗСР в автоматическое устройство переключения горочного светофора и на пульт оператора горки [2].

Подсистемы автоматического управления не реализованы в известных отечественных системах комплексной автоматизации роспуска, хотя как показывает зарубежный опыт (например, станция Машен (ФРГ)), наличие радиоуправления позволяет повысить среднюю скорость роспуска на 10-20% [34]. Решение задачи управления скоростью надвига в условиях отечественных железных дорог должно проводиться с учетом ограничений, определяемых современным состоянием связи с горочным локомотивом, инерционностью процессов роспуска и невозможности (в общем случае) выбирать индивидуальную скорость надвига для каждого отдельно взятого отцепа.

Система АРС, внедренная совместно с другими автономными подсистемами автоматики на станции Орехово-Зуево в 1974 году [73], была одной из первых систем регулирования скорости. Подсистема АРС работает следующим образом. В начале свободного скатывания отцепа производится измерение ускорения его движения, весовой категории и количества вагонов в нем. Эти данные поступают в счетно-решающее устройство, куда приходит также информация о степени заполнения сортировочного пути, на который движется отцеп, и о сопротивлении среды. Вычислительные значения скоростей выхода отцепов с тормозных позиций передаются в соответствующие устройства управления замедлителями, в которых осуществляется также корректировка этих значений, исходя из требований интервального торможения. Корректировка работы замедлителей производится с учетом фактической скорости, из-

меренной радиолокационным скоростемером.

Эти принципы работы подсистем регулирования скорости применяются в большинстве отечественных и зарубежных автоматизированных систем роспуска составов [1, 2, 7, 10, 11, 39, 40, 45, 48, 57, 72, 84]. Так в системе КГМ [47] фактическая скорость отцепа в замедлителях на всех тормозных позициях определяется с помощью радиолокационного измерителя скорости РИС-В2 или РИС-ВЗ [2], а расстояние до последнего вагона на подгорочном пути, для обеспечения прицельного торможения с помощью системы контроля заполнения пути (КЗП) [73] и тех же радиолокационных измерителей. Измеритель скорости РИС-В2 для систем горочной автоматики был разработан в начале 80-х годов. В 1988 г. Лосиноостровский электротехнический завод МПС приступил к выпуску третьей модификации РИС-В2. Скоростемер эксплуатировался в составе горочного микропроцессорного комплекса КГМ-РИИЖТ на станциях Красный Лиман, Батайск и Пенза-Ш.

Для измерения скорости также применяются измерители скорости на базе магнитных педалей ПБМ-56. Будучи установленными по несколько штук на входе и на выходе тормозной позиции датчики измеряют скорость прохождения осей, т.е. фактически скорость отцепов.

В задаче расчета скорости выхода отцепов из парковой тормозной позиции, кроме ходовых характеристик, первостепенными являются информация о заполнении пути и результатах движения предыдущего отцепа по данному маршруту, т.е. доехал ли отцеп до конца или нет, если доехал и был удар то какова была скорость в момент удара. Последняя информация используется в качестве обратной связи т.е. учитывается, при коррекции расчетной скорости применительно к конкретным условиям маршрута. Лучший из существующих

отечественных комплексов контроля заполнения путей: КТС-КЗП разработанный институтом "Гипротранссигналсвязь" [73]. Несмотря на значительную громоздкость (на 8 путей - это шкаф аппаратуры весом более 300 кг, содержащий более чем 100 блоков) этот комплекс не только не обеспечивает информацией о характере движения отцепа, но и задачу, ради которой он проектировался, решает не на должном уровне. Характер работы аппаратуры не позволяет прослеживать движение более чем одного отцепа на маршруте и тем самым значительно снижает пропускную способность на контролируемом маршруте. Величина заполнения пути выдаваемая аппаратурой КТС-КЗП достоверна лишь при полной остановке отцепа на контролируемом пути, причем этот момент сама аппаратура не может отследить. Учитывая то, что отцеп перед остановкой движется очень медленно, это приводит к дополнительным потерям времени. Большое количество субблоков КЗП (на 8 путей свыше 100) означает еще и большое количество межсоединений, сложное обслуживание и регулирование комплекса. Еженедельно электромеханик должен производить запись выходных сигналов КТС-КЗП, так как любые изменения проводимости как балласта так и изоляции, а следовательно э.д.с. датчиков на отдельных участках могут привести к ложным показаниям заполнения пути. Ремонт комплекса кроме общеупотребительных приборов требует еще и 7 стендов для проверки плат. Однако несомненным достоинством КТС-КЗП является способность работать в широком диапазоне климатических воздействий и вибраций.

В зарубежных системах автоматизации роспуска показатели подсистем регулирования скорости значительно выше. Это достигается использованием на I и II ТП более совершенных замедлителей (в ФРГ это гидравлические замедлители Т\¥ и Т\У~и [58]), имеющих до 15 ступеней нажатия. Для предот-

вращения повреждения вагонов и грузов, устранения "окон" между вагонами в сортировочном парке используются неуправляемые точечные замедлители Dowty или Thyssen и (или) осаживающие устройства [58].

1.3. Основные задачи роспуска составов на сортировочной горке

Анализ технологических процессов ручного, механизированного и автоматизированного роспуска железнодорожных составов (на станциях Безымян-ка, Октябрьск, Сызрань, Кинель, Пенза-3 Куйбышевской железной дороги), проекты систем автоматизации [1, 2, 7, 10, И, 39, 40, 45, 48, 57, 72, 84] и их зарубежная [7, 10, 50, 58, 75, 86] и отечественная [39, 73, 74, 82] реализации

Рис. 1.3.Информационная взаимосвязь основных задач АСУ ТП РЖС.

показывают, что задача роспуска разбивается на три во многом независимые задачи (рис.1.3): управление маршрутами движения отцепов, регулирование скорости надвига составов и регулирование скорости движения отцепов, которая разбивается еще на две задачи: регулирование скорости движения отцепов с целью поддержания интервалов между смежными отцепами, необходимых для разделения отцепов на стрелках (интервальное торможение) и регулирование скорости движения отцепов на сортировочных путях для обеспечения допустимых скоростей соударения вагонов (прицельное торможение).

1.3.1. Управление маршрутами движения

Задача маршрутизации заключается в своевременном переводе стрелки для отцепа с целью направления его на требуемый сортировочный путь. Обеспечение своевременного перевода стрелки затрудняется необходимостью поддержания высокой скорости движения отцепов в стрелочной зоне с одной стороны и инерционностью переключения стрелки с другой стороны. С целью снижения инерционности переключения стрелок на сортировочных горках применяются быстродействующие стрелочные электроприводы (время перевода стрелки 0,5 - 0,6 с [92]), что существенно снижает вероятность запуска отцепов.

1.3.2. Регулирование скорости надвига

Скорость надвига состава на сортировочных горках при различных показаниях горочных светофоров устанавливается начальником дороги в зависимости от профиля и технического оснащения горки. Наиболее распространенны-

ми являются нормативы скорости до 10 км/час (для длинных, последних в составе отцепов, отцепляемых от локомотива машинистом) при движении под зеленый (установленная скорость) и до 5 км/час под желтый огонь светофора (уменьшенная скорость). Кроме того, светофор может выдавать сочетание желтого и зеленого огней, что означает разрешение роспуска с промежуточной скоростью, или красный огонь, означающий остановку роспуска [92]. Максимальная скорость надвига состава (5-10 км/час) ограничена необходимостью его расцепления на противоуклоне горки и регулирования начальной скорости отцепов.

В соответствии с техническими указаниями (ТУПС), проектируемые сортировочные горки должны обеспечить расчетную скорость надвига составов 5 км/ч при неблагоприятном сочетании одиночных (вагонов) отцепов (П-Х-П) в неблагоприятных зимних условиях [92].

Однако, опыт работы многих сортировочных станций сети показывают, что в других условиях работы сортировочной горки, а также в зависимости от условий и режимов скатывания смежных отцепов имеется возможность увеличивать скорость надвига составов.

Возможны следующие основные режимы регулирования скорости надвига:

- надвига каждого состава со своей постоянной скоростью, которая устанавливается по наиболее неблагоприятному сочетанию отцепов данного конкретного состава;

- надвига составов с постоянной, но дифференцированной по длине состава скоростью, т.е. отдельные части состава надвигаются каждая со своей постоянной скоростью;

- надвига всех составов с переменной скоростью в зависимости от условий и режимов скатывания смежных отцепов.

Оптимальная загрузка горки, максимальная скорость роспуска и перерабатывающая способность горки достигается благодаря переменной скорости надвига. Расчет этой скорости определяется целым рядом факторов и зависит в первую очередь от длины отцепов, места разделения их маршрутов, ходовых свойств отцепов. Кроме того, регулирование скорости надвига связано с рядом существенных трудностей, которые обусловлены техническими и технологическими ограничениями.

Во-первых, при регулировании скорости надвига составов необходимо, чтобы горочный локомотив на участках регулирования (I (от момента отрыва одного отцепа да момента отрыва последующего) имел возможность за время образующегося интервала t разогнать надвигаемый состав или снизить его скорость до требуемой величины. Выполнение этого условия осложняется тем, что продолжительность регулирования 1рег в действительности всегда меньше интервала поскольку в любой системе имеет место запаздывание ее реакции на отрыв отцепов. К тому же реализация скорости надвига составов ограничивается рядом технических ограничений, обусловленных недостаточной мощностью эксплуатируемых на горках маневровых локомотивов и мощностью их тормозных средств. Так, при разгоне состава сила тяги может быть ограничена по сцеплении, по допускаемым динамическим нагрузкам, по необходимости последовательной проработки схемы управления локомотивом по соответствующим позициям, условиями выжимания легковесных вагонов и др. Мощность локомотива при разгоне состава должна нарастать плавно. Аналогичные ограничения имеют место и при торможении состава, которое осуществляется,

как правило, только локомотивом. Допускаемые ускорения-замедления определены в границах 0,05 - 0,2 м/с [51]. Кроме того, работа в режиме постоянных разгонов-замедлений связана со значительной дополнительной затратой механической работы и, следовательно, дополнительными, эксплуатационными расходами.

Во-вторых, необходимое ускорение движения состава при его разгоне соизмеримо по своей величине с ускорением свободного скатывания отцепа после его отрыва от состава. Это обстоятельство, с одной стороны, приводит к тому, что отрыв отцепа затягивается, так как и надвигаемый состав, и отрывающийся отцеп, двигаясь на некотором отрезке пути с одинаковым ускорением, будут за одно и то же время проходить одинаковый путь, а в некоторых случаях надвигаемый состав при разгонах будет догонять уже оторвавшиеся отцепы.

С другой стороны, при регулировании скорости надвига (разгонах) происходит резкое сокращение образующихся за счет скоростного участка интервалов (расстояний) между смежными отцепами, которые необходимы для их разделения на стрелках.

1.3.3.Регулирование скорости движения отцепов

Регулирование скорости движения отцепов на спускной части горки это наиболее важная, ответственная и сложная по своему техническому решению задача сортировки [73].

Способ регулирования (рис. 1.4) скорости скатывания отцепа зависит от характера воздействия на отцеп и технических средств, применяемых для регу-

лирования.

По характеру воздействия способы регулирования делятся на способы воздействия, основанные только на торможении отцепов и на способы комбинированного воздействия: ускорении и замедлении.

В первой группе способов выделяются способы торможения с помощью

Рис.1.4.Способы регулирования скорости скатывания отцепов на

сортировочной горке

стационарных и подвижных замедлителей. В последнем случае могут исполь-

зоваться управляемые тормозные тележки. Торможение на стационарных тормозных позициях может выполнятся исходя из задания всем отцепам одинаковой скорости или задания скорости индивидуально для каждого отцепа. Торможение отцепов на стационарных тормозных позициях может выполнятся замедлителями разных типов: балочными (нажимного и весового типов, с пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом), электромагнитными и электродинамическими (одновитковыми и многовитковыми), винтовыми и замедлителями с резиновым тормозящим элементом, наконец, башмачными замедлителями (башмаконакладывателями).

Во второй группе можно выделить способы, предусматривающие непрерывное воздействие на отцеп с помощью подвижного устройства или электромагнитного поля. В первом случае применяются как правило тросовые осажи-ватели, либо ускорители-замедлители с линейным двигателем; во втором электромагнитное поле создается , например, за счет протекания тока большой силы через колесные пары вагонов. К способам, в которых реализуется «дискретное» воздействие на отцеп, относятся его многократное ускорение-замедление с помощью гидравлических точечных (в частности типа БСЖТУ), винтовых или электродинамических ускорителей-замедлителей. Точечные замедлители - это неуправляемые домкратовидные маломощные замедлители, единственным условием торможения которых является превышение отцепом установленной контрольной регулируемой скорости. Установка таких замедлителей с малыми интервалами на ускоряющем уклоне горки и настройке на определенную скорость скатывания в пределах группы замедлителей позволяет осуществлять квазинепрерывное торможение отцепов. Использование такого оборудования существенно упрощает систему регулирования по сравнению с

прицельным торможением: не нужно определять ходовые свойства отцепов, их пробег и другие параметры для расчета скорости выхода с тормозной позиции. На ряде горок за рубежом торможение отцепов осуществляется только замедлителями типа Бо\\^у (например, Вена - Центральная (Австрия) с номинальной скоростью срабатывания в стрелочной зоне 4,25 м/с, а на сортировочных путях сортировочного парка 1,25 м/с [75]). На других - эти замедлители используются на сортировочных путях, а тормозные позиции на спускной части оборудуются балочными замедлителями (Нюрнберг(ФРГ) [58]). Как показывает опыт использования таких замедлителей в КНР, наилучшие условия для накопления вагонов будут получены, если сортировочный путь проектировать из трех отрезков: на первом отрезке должно быть обеспечено проследование расчетного плохого бегуна, т.е. уклон численно должен соответствовать удельному сопротивлению движения этого бегуна (6%.), на втором - бегуна со средними ходовыми свойствами, а на третьем - хорошего бегуна (1%.). Длину этих отрезков при переработке на горке смешанных вагонопотоков рекомендуется принимать в соотношении 1:3,5:1 [92]. Кроме специального профиля квазинепрерывное торможение требует и большого числа замедлителей (на станции Вена-Центральная используется около 39 тысяч [35], а на станции Нюрнберг - 42 тысячи [58] замедлителей Бо^у). Таким образом, такой подход связан с большими капиталовложениями, но не меньше затрат будет уходить и на поддержания работоспособности, этих устройств, особенно в условиях зимних заносов нашей средней и северной полосы. Эти же причины вынуждают отказаться от использования канатных кареточных и тележечных осаживателей, обеспечивающих принудительное перемещение отцепов от начала сортировочного пути до состава с допустимой скоростью и находящих широкое применение на сорти-

ровочных станциях ФРГ [58,35].

На большинстве сортировочных горок регулирование скорости скатывания отцепов производится торможением балочными замедлителями [89]. Использование на спускной части горки замедлителей требует существенно меньших затрат и в целом позволяет обеспечить успешное решение проблем интервального и прицельного регулирования. В пользу применения этого способа свидетельствует, в частности, то, что во всем мире и у нас в стране накоплен значительный опыт его использования. Так, уже в 1976 году с использованием тормозных позиций в США были автоматизированы 24 сортировочные станции, в том числе такие крупные, как Норттаун и Вест-Колтон. Системы с использованием торможения приняты на национальных железных дорогах Франции.

Суммарная расчетная мощность Нт механизированных тормозных средств должна обеспечивать при благоприятных условиях скатывания остановку очень хорошего бегуна на парковой тормозной позиции (рис. 1.1) при полном использовании мощности всех тормозных позиций, расположенных по маршруту скатывания. Механизированные горки обычно имеют две тормозные позиции, а горки повышенной мощности и автоматизированные горки - три (1ТП, ПТП и ШТП). Показателем работоспособности тормозных позиций является фактически реализуемая погашаемая энергетическая высота отцепов, т. е. работа торможения в тс.м, отнесенная к 1 тс веса вагона. В качестве единицы измерения тормозного эффекта принят 1 м энергетической высоты (м эн. в.).

Задача регулирования скорости скатывания отцепов, как правило, разбивается на две задачи — интервальное торможение и прицельное торможение отцепов. Интервальное торможение отцепов должно обеспечивать необходи-

мые для разделения отцепов интервалы в пределах спускной части горки. Прицельным торможением отцепов в зависимости от расстояния, которое они должны пройти в сортировочном парке (точки прицеливания), регулируется скорость соударения вагонов. Между тормозными позициями сортировочной горки эти задачи распределяются следующим образом. Первая горочная тормозная позиция (1ТП) предназначена для интервального торможения - выравнивания интервалов между отцепами, необходимых для перевода стрелок и исключения возможности входов отцепов на замедлители II ТП со скоростями больше допустимых. Вторая пучковая тормозная позиция (ПТП) предназначена для интервально-прицельного торможения, при котором сохраняются необходимые интервалы между отцепами, обеспечиваются допустимые скорости входа на замедлители третьей ТП, а в ряде случаев - также и допустимые скорости соударения вагонов в сортировочном парке. Третья парковая тормозная позиция (III ТП) предназначена для прицельного торможения, при котором обеспечивается сцепление отцепов с допустимыми скоростями и заполнение путей с минимальными "окнами" между вагонами [89]. Обеспечение двух последних требований и является основным "камнем преткновения" как ручного роспуска, так и большинства автоматизированных систем.

1.4. Формализация процесса роспуска составов на сортировочной горке

Проведенный анализ задач автоматизации роспуска составов на сортировочной горке и способов их решения показал, что, хотя автоматизация и позволяет лучше использовать техническое оснащение сортировочных горок, увели-

чить их перерабатывающую способность, сократить межоперационные интервалы между роспусками составов, сократить объем работы по осаживанию вагонов на подгорочных путях и повысить культуру работы, однако имеющиеся автоматизированные системы в настоящее время еще не решают должным образом всех эксплуатационных задач, связанных с обеспечением высокой производительности сортировочных комплексов и необходимой безопасности их работы (невысокая точность задания и реализации регулирующих скоростей, значительные ручные вмешательства горочных операторов в работу тормозных позиций, высокие скорости соударения отцепов на путях сортировочного парка, большие "окна" между отцепами и др.) [А2,1,2,39,40]. В связи с этим требуется дальнейшее развитие и совершенствование систем автоматизации процесса расформирования, что определяет актуальность новых исследований в этой области.

Сортировочная горка и скатывающийся отцеп представляют собой динамическую систему, которую характеризуют координаты состояния: положение отцепа относительно вершины горки скорость отцепа У, и время движения Следует отметить, что каждый отцеп с достаточной степенью точности можно рассматривать как абсолютно жесткую систему, все точки которой движутся с одинаковой скоростью. Поэтому в дальнейшем можно считать, что указанные координаты состояния относятся к первой оси скатывающегося отцепа.

Скатывание отцепа с горки представляет собой непрерывный процесс и

1> и н

поэтому в действительности координаты состояния системы горка-отцеп изменяются непрерывно. Однако, при формализации этот процесс рассматривается как дискретный, состоящий из множества элементарных перемещений

отцепа в направлении скатывания. Очевидно, что в этом случае координаты состояния системы "горка-отцеп" изменяются также дискретно.

Скатывание отцепа происходит под действием непрерывно изменяющейся силы Б = У(8), которую для удобства моделирования заменяется некоторой кусочно-постоянной силой Б = ¥*(8), величина которой остается постоянной на каждом участке перемещения АБ и дискретно изменяется при переходе отцепа на очередной участок.

При указанных допущениях точность результатов существенно зависит от выбранного шага моделирования. Поэтому вопрос о выборе величины последнего должен решаться отдельно в каждом конкретном случае в зависимости от цели поставленной задачи и требуемой точности результатов решения.

Сила, действующая на отцеп на элементарном участке перемещения ДБ, является результирующей ряда сил различной природы

а) неуправляемые силы, зависящие от параметров отцепа, параметров элементарного участка, условий скатывания и т.п.;

б) управляемые силы, с помощью которых осуществляется регулирование скорости отцепов.

Неуправляемые силы действуют на отцеп всем пути его скатывания, управляемые - только в зоне действия управляющих устройств (тормозных позиций). Величина и характер изменения управляющих воздействий зависит от параметров скатывающегося отцепа, от условий скатывания и определяются структурой и алгоритмом функционирования системы управления замедлителями.

Свободное скатывание отцепов начинается с момента отделения их от надвигаемого состава. Координаты состояния системы "горка-отцеп" 6], и Т;

в этот момент представляют собой некоторые начальные координаты: 6<9 (точка отрыва), Уо (начальная скорость), То = О (время от начала свободного скатывания).

Для выбора концептуальной схемы представления СУ ТП РЖС и способа ее декомпозиции необходимо предварительно разработать математическую модель системы.

Простейшей моделью отцепа является материальная точка, имеющая массу, равную массе отцепа, сосредоточенную в центре его тяжести. Такая модель дает удовлетворительные результаты только для одиночных вагонов с коротко базой. Использование же материальной точки в качестве модели длинных отцепов приводит к значительным погрешностям при определении скорости и особенно времени движения таких отцепов.

Более совершенной моделью отцепа является нерастяжимая гибкая нить, имеющая длину и массу, равные соответствующим параметрам реального отцепа. Однако такая модель не лишена недостатков - она не учитывает промежутков между отдельными осями отцепа, что особенно важно при моделировании его торможения. Поэтому в качество модели отцепа принимается система шарнирно соединенных материальных точек, расстояния между которыми равны расстояниям между соответствующими осями отцепа, а масса, сосредоточенная в каждой точке, равна нагрузке на со ответствующую ось отцепа. Эту модель называют осевой моделью отцепа.

В большинстве случаев для описания перемещения отцепа используется

известное уравнение свободного скатывания отцепа по сортировочной горке: =»(1)

а /

где Б — результирующая сила, действующая на скатывающийся отцеп;

ш — масса отцепа;

--ускорение отцепа.

¿1

Исходя из этого уравнения получают кривые зависимости скорости и времени от пройденного пути V = ^б), I =

Для исследования автоматизированного процесса роспуска нет необходимости получать непрерывные кривые V = ^з), 1 = г(з). Эти кривые с достаточной степенью точности могут быть представлены соответственно последовательным рядом значений скорости и времени в точках, отстоящих друг от друга на величину шага интегрирования (длину элементарного участка). Шаг интегрирования в принципе может быть выбран сколь угодно малым с тем, чтобы получить наиболее близкое описание этих кривых.

Учитывая, что силы, действующие на отцеп при его скатывании с горки, изменяются в зависимости от пройденного пути, уравнение (1) преобразовывают к виду:

4[/ - со - ф ± Уветра)2 = , (2)

где q, — ускорение силы тяжести с учетом влияния вращающихся масс отцепа;

[ — уклон под отцепом;

ц\со-с(у± Увеотра)2] — суммарное значение удельных сил сопротивления движению отцепа, состоящее из основного ходового сопротивления отцепа, вызванного трением в буксовых узлах колесных тележек, сопротивлений, возникающих при движении отцепов по стрелкам и кривым, сопротивления

взаимодействия колес и рельсов и сопротивления воздушной среды и т.д.

Оба этих сомножителя непрерывно изменяются, причем значение последнего в следующий момент времени заранее непредсказуемо, что обуславливает недостаточную формализуемость системы.

Уклон, по которому движется отцеп на элементарном участке перемещения, определяется по формуле:

Ё в!' •

к = 1

I = '

п

б р к

к = 1

Ее,

где - соответственно вес брутто каждого одиночного вагона и ук-

лон, по которому двигался данный одиночный вагон при элементарном перемещении;

п - число вагонов в отцепе.

Уклон, по которому движется каждый вагон отцепа на элементарном участке перемещения, в свою очередь, находится по формуле:

2 Ьи

где ц7, ¿з - уклоны, по которым движутся соответственно передняя и задняя оси вагона;

кпр - разность отметок приведенного профиля между точками, в которых находились первая ось вагона до передвижения и последняя ось после перемещения;

ДБ - расстояние элементарного перемещения;

Ьн - колесная база вагона (расстояние между наружными осями).

РОССИЙСКАЯ

Для удобства расчетов решение уравнения (2) представляют в виде рекуррентного соотношения, позволяющего выражать значение скорости в конце элементарного перемещения через значения скорости входа на элементарный участок:

Для решения ряда задач и, в частности, для автоматизации управления работой сортировочных горок в последнее десятилетие делались попытки использования статистических методов прогнозирования скорости и времени движения отцепов. Применение регрессионных моделей скатывания, по мнению авторов подобных решений, позволяет отказаться от решения дифференциального уравнения движения отцепов в процессе расформирования составов, если допустимо некоторое снижение требований к точности результатов. Такая

V ТЛ

замена приводит к упрощению алгоритма и ускорению вычислении. В этой связи в [1] были рассмотрены статистические методы построения регрессионных моделей скатывания — методы планирования экспериментов [162] и группового учета аргументов (МГУА) [42].

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что метод МГУА значительно уступает методу планирования экспериментов по уровню погрешности прогнозирования скорости и времени скатывания. Погрешности метода МГУА при описании процесса скатывания отцепов оказались весьма велики, что очень ограничивает сферу их возможного применения.

В целом выполненные исследования показали, что статистические методы идентификации процесса свободного скатывания отцепов, ориентированные на представление процесса регрессионными уравнениями, значительно ус-

тупают по уровню погрешности методам решения дифференциального уравнения движения. Поэтому область их применения признана ограниченной.

1.5. Методы исследования систем управления технологическим процессом роспуска

Большой вклад в решение теоретических и практических задач исследования и автоматизации сортировочных процессов внесли ученые Н.М. Фона-рев, который является основоположником автоматизации горок, В.Н. Иванченко, Е.М. Шафит, В.А. Буянов, Е.А. Сотников, П.С. Грунтов, В.Е Павлов, Ю.А. Муха, B.C. Скабалланович, Г.А. Красовский.

Исследования этих ученых показывают, что система роспуска как объект исследования характеризуется: нестационарностью процесса скатывания, многомерностью задач управления, высокой степенью неопределенности исходных данных и т.п., и что для комплексного исследования этой системы необходима технология способная в процессе исследования формировать недостающую информацию.

В качестве технологии, способной обеспечить качественное комплексное исследование процесса роспуска, учеными использовалась аналитическое и имитационное моделирование с использованием дифференциальных уравнений скатывания отцепов [2,11,23,24,73,74,79,119].

Однако, в силу того, что реальные процессы функционирования автоматизированной системы управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов, как правило, носят случайный характер, то при использовании аналитических методов для исследования процессов с учетом

случайных факторов возникают дополнительные трудности, связанные с синтезом уравнений относительно неизвестных законов распределения или других вероятностных характеристик (средних значений, дисперсий, корреляционных функций и т.д.) анализируемых процессов, а также с решением полученных уравнений [73,97,119]. Поэтому, такой подхода применим только при существенных упрощающих предположениях, делающих невозможным получение конструктивных результатов исследования, которые могут быть использованы в практике оптимизации роспуска железнодорожного составом на сортировочной горке.

Для методов имитационного моделирования дополнительные трудности упомянутого характера оказываются обычно сравнительно легко преодолимыми [25,37,43,44,51,68], и описание СУ ТП РЖС методами имитационного моделирования позволяет с достаточной степенью детализации и адекватности формализовать СУ ТП РЖС, проводить эксперименты при неопределенности исходных данных, в широком диапазоне изменять величины воздействий на скорость движения отцепа, выявлять степень влияние того или иного воздействия, изучать причины возникновения аварийных ситуаций и т.п.

Компонентами системы управления технологическим процессом роспуска являются отцепы, разделительные стрелки, тормозные позиции и т.п. Ее функционирование представляет собой последовательную смену состояний компонентов во времени. При этом в один и тот же момент времени может изменятся состояние сразу нескольких компонентов (занятие или освобождение нескольких стрелок отцепами), и возникновение таких моментов заранее непредсказуемо. Непредсказуемы также параметры отцепов и величины воздействия на скорость их движения внешних факторов и параметров элементов

конструкции горки.

Таким образом, система управления технологическим процессом роспуска (СУ ТП РЖС) — это сложная динамическая система реального времени, характеризующаяся непредсказуемостью воздействия на нее внешних факторов, статистической зависимостью параметров компонентов, параллельностью их функционирования и асинхронностью взаимодействия. Программирования и отладка имитационной модели такой системы задача неординарная, требующая разработки гибкой компьютерной технологии, предоставляющей пользователю автоматизированные средства создания моделей, проведения экспериментов на этих моделях и анализа результатов, полученных в экспериментах.

Попытки по созданию такой системы предпринимались научными коллективами под руководством В.Н. Иванченко, Ю.А. Мухи, В.А. Буянова, Е.А. Сотникова, П.С. Грунтова, Г.А. Красовского. Однако, несмотря на значительные успехи в этом направлении в целом задача осталась нерешённой.

Следовательно, задача разработки гибкой открытой технологии исследования систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожного состава на сортировочных горках, обеспечивающей создание, отладку и анализ моделей, не требующей от пользователя специальных знаний в области программирования и дающей возможность изучать и оптимизировать работу сортировочной горки, является актуальной.

1.6. Имитационная технология исследования систем управления технологическим процессом роспуска

Из всех известных на сегодняшний день декомпозиций: алгоритмиче-

ской, потоковой и объектной, при реализации имитационной модели СУ ТП РЖС до сих пор использовалась лишь алгоритмическая.

Объектно-ориентированные модели более полно соответствуют структуре систем роспуска и легче модифицируются, т.к. конструкция таких моделей базируется на устойчивых промежуточных формах. Кроме того, объектная декомпозиция обеспечивает децентрализацию программной модели, позволяет сфокусироваться на многоуровневой структуре модели, определяемой как сеть взаимодействующих объектов. Исходя из этого при реализации имитационной модели системы роспуска в диссертационной работе предлагается, использовать объектную декомпозицию.

Базовыми понятиями объектного моделирования являются: объект и

класс.

Объект - это понятие, абстракция или вещь, имеющая ограниченное число атрибутов и значение для проблемы. Объекты обеспечивают основу для понимания реального мира. Все объекты имеют индивидуальность и различимы.

Объектный класс описывает группу объектов с похожими свойствами (атрибутами), общим поведением (операциями), общими отношениями к другим объектам и общей семантикой.

Объекты в классе имеют одинаковый набор атрибутов и модель поведения. Большинство объектов производят свою индивидуальность из различий в значениях их атрибутов и связей с другими объектами. Хотя возможно существование объектов и с идентичными значениями атрибутов и отношений.

Группировка объектов в классы абстрагирует от конкретной системы. Помещение существенных атрибутов объекта и операций над ним в капсулу (инкапсуляция) [66, 87, 122] способствует повторному абстрагированию, путем

скрытия ненужных пользователю деталей, укрупнению модели и обеспечению пользователю работу с объектом как элементарным понятием.

Наличие общих свойств у объектов позволяет создавать иерархию классов, отображающую структуру и назначение системы, и обеспечивает способность повторного использования программного кода, что позволяет создавать модели конкретных систем, внося лишь небольшие дополнения.

Учитывая, что процессы скатывания объектов-отцепов, носят параллельный и асинхронный характер, объектная декомпозиция определяет описание модели в виде сети связанных объектов для управления моделью предлагается использовать обобщенную схему сети Петри. Эта схема позволяет описывать параллельность и асинхронность процессов, обуславливаемых наличием на спускной части сортировочной горки нескольких скатывающихся отцепов и непредсказуемостью изменения сил, действующих на отцеп при его движении, наглядно в виде двоичного дерева представлять спускную часть сортировочной горки и в виде сети всю путевую систему горки, обеспечивает возможность представления модели в форме, удобной и эффективной для обработки с помощью ЭВМ.

Таким образом, предлагаемая компьютерная технология исследования СУ ТП РЖС базируется на объектной декомпозиции предметной области и поведении модели, свойственного функционированию обобщенной сети Петри.

Выводы и основные результаты

1. Проведенный анализ задач роспуска составов на сортировочной горке и способов их решения показал, что имеющиеся автоматизированные системы

в настоящее время еще не решают должным образом всех эксплуатационных задач, связанных с обеспечением высокой производительности сортировочных комплексов и необходимой безопасности их работы (невысокая точность задания и реализации регулирующих скоростей, значительные ручные вмешательства горочных операторов в работу тормозных позиций, высокие скорости соударения отцепов на путях сортировочного парка, большие "окна" между отцепами и др.). Это определяет актуальность дальнейших исследований процесса роспуска железнодорожных составов на сортировочных горках.

2. Исследования ученых показывают, что СУ ТП РЖС как объект исследования характеризуется: недостаточной математической формализуемостью, нестационарностью процесса скатывания, многомерностью задач управления, высокой степенью неопределенности исходных данных и т.п.

3. Использование, в качестве технологии исследования СУ ТП РЖС, имитационного моделирования позволяет с достаточной степенью детализации и адекватности формализовать СУ ТП РЖС, проводить эксперименты при неопределенности исходных данных, в широком диапазоне изменять величины воздействий на скорость движения отцепа, выявлять степень влияние того или иного воздействия, изучать причины возникновения аварийных ситуаций и т.п.

4. Из всех известных на сегодняшний день декомпозиций: алгоритмической, потоковой и объектной, при реализации имитационной модели СУ ТП РЖС до сих пор использовалась лишь алгоритмическая.

5. Вместо алгоритмической декомпозиции предметной области СУ ТП РЖС в диссертационной работе предлагается, использовать объектную декомпозицию [52, 61, 66], которая более полно соответствуют структуре систем роспуска и легче модифицируются.

6. Для описания поведения объектной модели СУ ТП РЖС предлагается использовать схему функционирования сети Петри, которая позволяет описывать параллельность и асинхронность процессов, обуславливаемых наличием на спускной части сортировочной горки нескольких скатывающихся отцепов и непредсказуемостью изменения сил, действующих на отцеп при его движении, наглядно в виде двоичного дерева представлять спускную часть сортировочной горки и в виде сети всю путевую систему горки, обеспечивающую возможность представления модели в форме, удобной и эффективной для обработки с помощью ЭВМ.

7. Разрабатываемая компьютерная технология исследования СУ ТП РЖС базируется на объектной декомпозиции предметной области и поведении модели, свойственном обобщенной сети Петри.

т

Заключение диссертации по теме «Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)», Павлов, Андрей Юрьевич

Основные результаты работы:

1 .В результате анализа проблем, возникающих при проведении автоматизации сортировочных горок, было выявлено, что для повышения эффективности и безопасности роспуска на существующих АСУ ТП РЖС необходимо использовать определенные опытным путем (для каждого типа отцепа и условий скатывания) величины скоростей надвига и погашаемых на тормозных позициях энергетических высот. Анализ также показал, что проведение опытов с целью определения требуемых характеристик процесса роспуска возможно лишь при имитационном моделировании систем роспуска на ЭВМ.

2.Для представления при имитационном моделировании систем роспуска предлагается воспользоваться объектной декомпозицией. Учитывая то, что процессы, происходящие при автоматизированном управлении процессом скатывания, носят параллельный и асинхронный характер, а объектная декомпозиция определяет описание модели в виде сети связанных объектов для управления имитационной моделью предлагается использовать обобщенную схему сетей Петри.

3.Для практического использования нового подхода при построении имитационных моделей систем роспуска осуществлена разработка ассоциативного дерева классов объектов, описывающих основные элементы таких систем.

4.Разработаны инструментальные средства, обеспечивающие проведение имитационных экспериментов с моделями и реализующие интерактивный режим моделирования, необходимый для имитации различных режимов управления.

5.Осуществлена программная реализация классов объектов, а также инструментальных средств поддержки имитационной среды на основе универсальных алгоритмов и методов стратифицированного конструирования объектов. б.Разработана гибкая имитационная технология компьютерного исследования систем роспуска, которая обеспечивает построение моделей и проведение имитационных экспериментов без знания технологических аспектов программирования.

7.Разработана методика проведения имитационных экспериментов с использованием КТИ СРЖС, предназначенная для исследования и оптимизации автоматизированных систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов под конкретную сортировочную горку.

8.Эффективность разработанной компьютерной технологии исследования автоматизированных систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов на сортировочной горке подтверждается решением реальных практических задач.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе ставилась цель: реализовать конструирование компьютерной технологии для решения задач в области исследования систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов на сортировочной горке, использующей имитационное моделирование, объектную декомпозицию предметной области и схему функционирования сети Петри для описания асинхронности взаимодействия и параллельности функционирования процессов, происходящих в системе, предоставляющей пользователю средства создания моделей, проведения имитационных экспериментов и анализа их результатов.

Разработанная компьютерная технология исследования систем управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов является единственной технологией исследования в данной предметной области, использующей имитационное моделирование, основанное на объектной декомпозиции и схеме функционирования сети Петри, что позволяет повысить адекватность моделирования, и обеспечить определение скоростей надвига и погашаемых на тормозных позициях энергетических высот, пригодных для практического использования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Павлов, Андрей Юрьевич, 1999 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Работы автора по теме диссертации Статьи

А1.Шамашов М.А., Мохонько В.В., Павлов А.Ю. Имитационные модели в отладке систем управления роспуском железнодорожных составов на сортировочных горках// Автоматика, телемеханика и связь. -1997. №1. -с. 12-13.

А2.Шамашов М.А., Павлов А.Ю. Имитационные модели в отладке систем управления роспуском железнодорожных составов на сортировочных горках. Межвузовский сборник. - Самара: СГАУ, 1995,-с.121-125.

АЗ.Шамашов М.А., Павлов А.Ю. Использование интеллектуальной системы при регулировании скорости движения вагонов на сортировочных горках. Межвузовский сборник. - Тамбов: ТВВАИУ, 1995,- с. 320-321.

А4.П1амашов М.А., Павлов А.Ю. Трансляция маршрутов в автоматизированной системе управления технологическим процессом роспуска железнодорожных составов на сортировочной горке. Труды межвузовского научно-практического семинара-выставки. - Сызрань, 1997.-е. 27-29.

Тезисы докладов

А5.Павлов А.Ю. Использование систем искусственного интеллекта для повышения безопасности и производительности роспуска железнодорожных составов на сортировочных горках. В кн.: "Информационные и кибернетические системы управления и их элементы". Тезисы докл. научно-технической конференции. Уфа: УГАТУ, 1995, с.24-25.

Аб.Шамашов М.А., Павлов А.Ю. Модель системы, основывающаяся на информационно-аналоговом представлении объекта управления. В кн.: "Автоматизированные информационные системы при строительстве и эксплуатации зданий, сооружений и объектов жизнеобеспечения". Тезисы докл. научно-технической конференции. Самара: СГАСА, 1996, с.57.

А7.Шамашов М.А., Павлов А.Ю. Отладка программного обеспечения систем реального времени с использованием имитационных моделей. В кн.: "Перспективные информационные технологии в научных исследованиях, проектировании и обучении". Тезисы докл. научно-технической конференции. Самара: СГАУ, 1995, с.30-32.

А8.Шамашов М.А., Павлов А.Ю. Отладка систем управления роспуском железнодорожных составов на сортировочных горках. В кн.: "Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре". Тезисы докладов II международной научно-технической конференции. Часть 1. Астрахань: АГТУ, 1995, с. 61-62.

А9.Шамашов М.А., Павлов А.Ю. Разработка автоматизированных систем управления реального времени. В кн.: "Математика, компьютер, образование". Тез. докл. международной конф. - М., 1996, с. 101.

Другие источники

1.Аветикян Г.А. Современное состояние и перспективы автоматизации сортировочных горок на советских железных дорогах. /"Автоматика и связь" (ЦНИИТЭИ МПС), обзорная информация, 1984, N1, с.1-25.

2.Автоматизация и механизация переработки вагонов на станциях/ Ю.А. Муха, И.В. Харланович, В.П. Шейкин и др.—М.: Транспорт, 1985, 248 с.

3.Автоматизация проектирования: Сб. статей Вып. 1 / Под ред. акад. В.А. Трапезникова.- М.: Машиностроение, 1986, 304 с.

4. Автоматизация проектирования вычислительных систем. Языки, моделирование и базы данных / Под ред. М.Брейера.- М.: Мир, 1979.

5.Автоматизация проектирования гибких производственных систем/ Р.И. Сольницев, А.Е. Кононюк, Ф.М. Кулаков.- Л.: Машиностроение Ленинград, отд-ние, 1990,415 с.

6.Автоматизация проектирования систем управления: Сб. статей/ Под общ. ред. В.А. Трапезникова.- М.: Статистика, 1979.-205 с.

7. Автоматизация сортировочных станций на железных дорогах ПНР. /"Железнодорожный транспорт за рубежом" (ЦНИИТЭИ МПС), 1988, экспресс-информация, серия 3, N2, с. 1-4.

8.Автоматизация технологических процессов легкой промышленности: Учеб. пособие для вузов по спец. "Автоматизация и комплексная автоматизация химико-технологических процессов"/ Плужников JI.H., Елин A.B., Кочеров A.B. и др.; Под ред. JI.H. Плужникова.- М.: Высш. шк., 1984, 368 с.

9.Автоматизация технологического оборудования микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов по приборостр. спец./ A.A. Сазонов, Р.В. Корнилов, Н.П. Кохан и др.; Под ред. A.A. Сазонова.- М.: Высш. шк., 1991, 334 с.

10.Автоматизированные сортировочные станции на железных дорогах США и Канады. /"Железнодорожный транспорт за рубежом" (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1978, серия 3, N3, с.8-20.

11. Атаманенко Е.Г. Регулирование скорости при роспуске составов /"Железнодорожный транспорт", 1991, N6, с.12-14

12Атаманенко Е.Г., Старшов И.П. Способ автоматизации расформирования составов на сортировочных горках. /"Автоматика, телемеханика и связь", 1987, N6, с.6-7.

13.Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления.-М.: Наука, 1968.

14.Болтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными системами. Главная редакция физико-математической литературы.-М.: Наука, 1973.

15.Брандес Б.П. Изменение скорости роспуска составов при помощи оперативного моделирования /"Железные дороги мира", 1991, N2, с.23-27.

16.Будячевский И.А., Коварцев А.Н., Кораблин М.А., Смирнов C.B., Шамашов М.А. Имитационная модель системы сбора и обработки данных научного эксперимента. V Всесоюзн. конф. по планированию и автоматизации эксперимента в научных исследованиях. -М.: 1976. Тезисы докладов секции "Системы и средства АНИ", -с.122-123.

17.Будячевский И.А., Коварцев А.Н., Кораблин М.А., Шамашов М.А. Двухэтапная схема интерпретации специализированных УВМ. -Киев: Управляющие системы и машины, 1978, N3, с. 39-42.

18.Будячевский И.А.,Коварцев А.Н.,Шамашов М.А. Некоторые аспекты построения имитационных моделей систем сбора и обработки данных научного эксперимента. Областная Юбилейная конференция. Тезисы докладов. - Куйбышев, 1977, с.

19.Будячевский И.А.Доварцев А.Н.,Шамашов М.А. Некоторые вопросы моделирования систем сбора и обработки данных научного эксперимента. В кн.: "Автоматизация экспериментальных исследований". Межвузовский сборник. N 9. -Куйбышев: КуАИ, 1976, с.

20.Бузанов. С.П., Карпов A.M., Рыцарев М.А. Проектирование механизированных и автоматизированных сортировочных устройств. М.: Транспорт , 1965, 232 с.

21.Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.- М.: Наука, 1978.

22.Бухаров М.Н., Кораблин М.А., Моргунов C.B., Смирнов C.B., Сульдин B.C., Шамашов М.А. Программируемый имитатор внешней среды в задачах проектирования и отладки программного обеспечения систем реального времени. -Киев: Управляющие системы и машины, 1986, N 4, с.28-33.

23.Буянова В.К. Моделирование на ЭЦВМ процесса роспуска вагонов с сортировочной горки.—■ Вестник ВНИИЖТ, 1965, №6, с. 60-64.

24.Быкадоров A.B. Некоторые особенности скатывания отцепов из нескольких вагонов.—Тр. НИИЖТ, вып. 20. Новосибирск, 1959, 150-157 с.

25.Васильев Д. В., Сабина О.Ю. Ускоренное статистическое моделирование систем управления.- JI.: Энергоатомиздат, 1987.- 136 с.

26.Васин H.H., Шамашов М.А. Модульные программно-аппаратные устройства управления и контроля горочных реле. - М.: "Вестник железнодорожного транспорта", 1995.

27.Васин H.H., Шамашов M.А. Модульные устройства управления и контроля реле железнодорожных сортировочных горок. В кн.: Датчики и системы измерения. Межвузовский сборник. Вып. N 15 - Пенза: ПТУ , 1995.

28.Васин H.H., Шамашов М.А. Устройство измерения скорости, счета вагонов и осей. - В кн.: Датчики и системы измерения. Межвузовский сборник. Вып. N 16 -Пенза: ПТУ, 1996.

29.Воробьев H.H. Основы теории игр. Бескоалиционные игры. Главная редакция физико-математической литературы.-М.: Наука, 1984.-496 с.

30.Гамин П.В., Кораблин М.А., Моргунов C.B., Шамашов М.А. Использование цифровой имитации при проектировании КАМАК-систем.- Киев: Механизация и автоматизация управления. 1985, N 1, с. 46-48.

31.Гамин П.В., Кораблин М.А., Моргунов C.B., Шамашов М.А. Эмулятор КАМАК-систем в среде DOC/EC и ОС/ЕС. -М.: Алгоритмы и программы. 1988, N1, ВНТИЦ, ГФАП, N 50870000977, с.15.

32.Гамин П.В., Куликов В.В., Шамашов М.А. Система автоматизации проектирования синтаксических анализаторов. В кн.: "Автоматизация производства пакетов прикладных программ. (Автоматизация производства трансляторов)". Тезисы докладов Всесоюзного семинара.- Таллин: ТПИ, 1980, с.

33.Горбатов В.А. Основы дискретной математики: Учеб. Пособие для студентов вузов,- М.: Высш. Шк., 1986.- 311 с.

34.Грольмс Р., Миллер Г., Микропроцессорная система управления расформированием составов на сортировочной станции Мюнхен-Северный /"Железные дороги мира", 1990, N12, с.22-26.

35.Дебушевич П., Петере И. Современные сортировочные устройства на государственных железных дорогах ФРГ /"Железные дороги мира", 1991, N3, с.27-33.

36.Дискретная математика и математические вопросы кибернетики, т. 1, под общей редакцией C.B. Яблонского и О.Б. Лупанова, Главная редакция физико-математической литературы изд-ва "Наука", М., 1974.

37.Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование,- М.:Наука, 1982. -296 с.

38.Ефимов Л.Л, Прудовский И.И. Комплекс технических средств контроля занятости путей /"Сигнализация и связь", (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1990, N1, с.1-18

39.Заключение по результатам экспериментальной оценки работы четной горки ст.Пенза-3. /ДИИТ, 1991, 8с.

40.3аключение рабочей комиссии по проведению испытаний КГМ на четной горке ст.Пенза-3. /Пенза, 1991, 5с.

41.Зубов И.В., Воробьев H.H. Качественный анализ процессов управления.-Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987.

42.Иванченко В.Н. Разработка и внедрение микропроцессорной информационно-управляющей системы на сортировочной горке. /"Автоматика и связь"/ (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1986, N6, с.1-29.

43.Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика: Учебное пособие для втузов.-М.: Высш. шк., 1992.

44.Иглхард Д.П., Шедлер Д.С. Регенеративное моделирование сетей массового обслуживания: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1984.- 136 с.

45.Игнатов Б.А., Красовский Г.А., Аверьянов Л.Г., Косорига ЮА. Автоматизированная система управления маршрутами движения на горках /"Автоматика и связь" (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1983, N5, с.1-11.

46.Инженерные методы моделирования режимных параметров сварки. Немченко В.И., Ефимов А.П. - В сб.: Вопросы проектирования автоматизированных моделирующих и управляющих систем. Куйбышев: КПтИ, 1982, с. 18-24.

47.Инструкция оперативному персоналу по работе с КГМ. 60320-0000000 И4: /Ростов на Дону, 1989, 45с.

48.Исследование и разработка эксплуатационно-технологического паспорта сортировочной горки. Заключительный отчет. /Под редакцией Павловского А.И. М.:МНПП АКТУЭЛЬ, 1991, 38с.

49.Карман Т., Био М. Математические методы в инженерном деле.- М.: ОГИЗ, 1946, 304 с.

50.Кениг X. Регулирование скорости роспуска составов на сортировочной станции Вена-Центральная /"Железные дороги мира", 1991, N2, с.21-23.

51.Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании :Пер. с англ.- М.: Наука, 1978.- 221 с.

52.Коварцев А.Н., Кораблин М.А., Шамашов М.А. Имитационное моделирование систем автоматизации эксперимента с использованием эмуляторов полной конфигурации. -Киев: Управляющие системы и машины, 1979, N 4, с. 124-127.

53.Коварцев А.Н., Шамашов М.А. Использование средств моделирования при проектировании систем сбора и обработки данных научного эксперимента. В

кн. ^'Автоматизация экспериментальных исследований". Тезисы докладов Всесоюзной конференции. - Куйбышев: КуАИ, 978, с.

54.Коварцев А.Н., Шамашов М.А. Некоторые вопросы моделирования СУВМ. В кн.:"Молодые ученые Куйбышевской области производству". Тезисы докладов областной конференции. - Куйбышев, 1977, с.

55.Коварцев А.Н., Шамашов М.А. Средства моделирования в системах автоматизации эксперимента. В кн.-."Теория и методы математического моделирования". Тезисы докладов VII Всесоюзного совещания.- М.: Наука, 1978, с.

56.Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей.- М.: Наука, 1974,

119 с.

57.Комплекс горочный микропроцессорный (КГМ-04). Программа и методика испытаний. 60320-00000 ПМ./Ростов на Дону, 1991, 26с.

58.Конструкция и технические средства механизации и автоматизации сортировочной станции Нюрнберг (ФРГ) /"Железнодорожный транспорт за рубежом" (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1990, серия 3, N4, с. 1-20.

59.Кораблин М.А., Моргунов C.B., Шамашов М.А. Адаптивная имитационная модель микро-ИВК как инструмент отладки и измерения программного обеспечения. В кн."Моделирование дискретных управляющих и вычислительных систем". Тезисы докладов IV Всесоюзн. семинара. Свердловск, УНЦ АН СССР, 1984, с.52-54.

60.Кораблин М.А. ,Сидоров A.A., Шамашов М.А. Программирование для КАМАК-систем с использованием кроссовых средств. Методические указания по курсу "Программирование для УВМ". - Куйбышев: КуАИ, 1984, 20 с.

61.Кораблин М.А., Сидоров А А., Шамашов МА. Инструментальная кросс-система программирования для микро-ЭВМ "Электроника-60". Методические указания по курсу "Программирование для УВМ". - Куйбышев: КуАИ, 1984, 20 с.

62.Кораблин М.А., Симонова Е.В.,Смирнов С.В.,Шамашов МА. Отладка программного обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами в режиме моделирования. Всесоюзн.н/т конференция "Микропроцессорные системы автоматизации технологических процессов". Новосибирск, апрель, 1987. Тезисы докладов, с.244.

63.Кораблин М.А., Шамашов М.А. Моделирование САМАС-систем. III Всесоюзн. семинар "Моделирование дискретных управляющих и вычислительных систем". Свердловск, 1981. УНЦ АН СССР, тезисы докладов, -с.113-115.

64.Кораблин М.А., Шамашов М.А., Симонова Е.В., Нестеров A.B. Функциональная система "Имитационный эксперимент" (ИМЭКС). Пакет имитационного моделирования телефонных коммутируемых цепей. -М.: Алгоритмы и программы. 1990, N 11, ВНТИЦ, ГФА, N 50900000788, с.

65.Кораблин М.А., Шамашов М.А. Система автоматизации проектирования и отладки МО АСНИ. VIII Всесоюзн.конф по теории кодирования и передачи информации. Куйбышев-М., 1981. Тезисы докладов, часть 6 "Сбор и обработка информации в АСНИ". -с. 126-130.

66.Кораблин М.А., Шамашов М.А. Языковые оболочки - интеллектуальный интерфейс пользователя пакетов прикладных программ. В кн.: "Интеллектуальные системы в машиностроении". Материалы Всесоюзной конференции. Ч.З "". - Самара: ИМАШ АН СССР, 1991, с. 85-88.

67.Котов В.Е. Сети Петри.—М.: Наука, 1984, 160 с.

68.Крейн М., Лемуа О. Введение в регенеративный метод анализа моделей: Пер. с англ. М.: Наука, 1982.- 103 с.

69Липаев В.В. Надежность программного обеспечения АСУ.- М.: Энергоиздат, 1981.- 240 с.

70.Липаев В.В. Проектирование математического обеспечения АСУ.-М.: Сов.радио, 1977.

71Липаев В.В. Управление разработкой программных средств. Методы, стандарты, технология.- М.: Финансы и статистика, 1993, 160 с.

72.Методические рекомендации по проектированию горок малой мощности, оборудуемых средствами механизации и автоматизации сортировки вагонов /Л.: Транспорт, 1980, 72с.

73 .Механизация и автоматизация сортировочного процесса на станциях: Межвуз.сб. науч.тр.— Днепропетровск: ДИИТ, 1983, 91 с.

74.Механизация и автоматизация формирования поездов / Ю.А. Муха, В.А. Король, Н.М. Иванков и др.; Под общ. Ред. Ю.А. Мухи.— К.: Техника, 1987, 136 с.

75.Модернизация сортировочных станций государственных железных дорог ФРГ. /"Железнодорожный транспорт за рубежом" (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1981, серия 3, N2, с. 15-27.

76.Муха Ю.А., Бобровский В.И. Алгоритм и библиотека программ для моделирования на ЭВМ "Наири-К" сортировочного процесса на горках.— Тр. ДИИТ, вып. 194/11. Днепропетровск, 1977, 53-102 с.

77.Муха Ю.А. Построение кривых скорости скатывания длинных отцепов с сортировочной горки и сравнение этих кривых с опытными.— Тр. ДИИТ, вып. 41. Днепропетровск, 1962, 53-85 с.

78.Новые задачи в системе управления сортировочной станцией.ГЖелезнодорожный транспорт за рубежом" (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1991, серия 3, N3, с.14-20.

79.0бразцов В.Н. К вопросу о тяговых расчетах сортировочных горок.— Тр. МИИТ, вып. 9. М, 1928, с. 129-152.

80.Отладка систем управляющих алгоритмов ЦВМ реального времени./ Под ред. проф. В.В. Липаева. М.: Сов. радио, 1974, 328 с.

81.Парри Л. Точечные вагонозамедлители на сортировочных станциях в Вене и Виллахе. /"Железные дороги мира", 1991, N3, с.34-36.

82.Перспективная горочная система управления маршрутами на сортировочных горках /Аверьянов Л.Г., Красовский Г.А., Шафит Е.М. и др. - "Железнодорожный транспорт", 1982, N10, с.31-34.

83.Перспективный клещевидно-нажимной вагонный замедлитель с пневматическим приводом /В.А. Кобзев, В.А. Утенков, С.А. Глухов и др. "Автоматика, телемеханика и связь", 1991, N7, с. 12-14

84.Подгайченко М.С., Шейкин В.П., Соколов В.Н. Итоги и направление работы по совершенствованию механизированных и автоматизированных сортировочных горок /"Сигнализация и связь" (ЦНИИТЭИ МПС), 1991, экспресс-информация, N2, с.1-25.

85.Построение концептуальной модели АСУ ТП. JI.A. Льноградский В сб. науч. трудов: Автоматизированные моделирующие системы в технологических задачах.— Куйбышев: КПтИ, 1984, с. 40-45.

86.Пример автоматизированной сортировочной станции (По материалам фирмы ВАБКО (США)) /"Железнодорожный транспорт за рубежом" (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1980, серия 3, N2, с.6-14.

87.Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМ Н:Пер. с англ.—М.: Мир, 1987, 646 с.

88.Программирование, ориентированное на объекты: Учебное пособие / М.А. Кораблин. Самар. госуд. аэрокосм, ун-т; Самара, 1994, 94с.

89.Проектирование железнодорожных станций и узлов. Справочник и методическое руководство/М.: Транспорт, 1981, 592с.

90.Прокопин Ю.Д., Мишин Ю.А. Автоматизированная система управления расформированием составов на горке (АСУ-РСГ) /"Автоматика, телемеханика и связь", 1981, N9, с.35-36.

91.Рогинский И.О., Родимова Б.А., Зубрилин Г.И. Механизация сортировочных горок. М.: Трансжелдориздат, 1949, 248 с.

92.Руководство оператора по управлению устройствами на механизированных и автоматизированных сортировочных горках. /Под редакцией Шейкина В.П. - М.: Транспорт, 1990, 64 с.

93.Савченко И.Е., Зембулинов C.B., Старковский И.И. Железнодорожные станции и узлы. М.: Транспорт, 1980, 464с.

94.Сидоров А.А.ДНамашов MA. Архитектура и программирование КАМА.К-систем. Учебное пособие. - Куйбышев: КуАИ, 1989.

95.Системы управления технологическими процессами. // Межвузовский сборник. Новочеркасск, изд. НПИ, 1980, 140 с.

96.Технология проектирования комплексов программ АСУ/ В.В. Липаев, Л.А. Серебровский, П.Г. Гаганов и др.; Под ред. Ю.В. Асафьева, В.В. Липаева.- М.: Радио и связь, 1983, 264 с.

97.Федотов Н.И. Что необходимо учитывать при автоматизации регулирования скоростей движения составов на горках /"Железнодорожный транспорт", 1989, N2, с.17-19.

98.Хуберт В. Возможность повышения производительности крупных сортировочных станций /"Железные дороги мира", 1990, N11, с.6-15.

99.Цифровая имитация автоматизированных систем/ А. А. Болтянский, В.А. Витгих, М. А. Кораблин, М. А. Шамашов. М.: Наука. 1983.

ЮО.Чипулис В.П., Шаршунов С.Г. Анализ и построение тестов цифровых программно-управляемых устройств.— М.: Энергоатомиздат, 1992, 224 с.

101.Шамашов М.А. Автоматизированная система роспуска железнодорожных составов на сортировочной горке /В кн.: Интеллектуальные системы в машиностроении. Материалы Всес. НТК. Часть 2. Интеллектуальные системы в задачах управления машинами, транспортными процессами и системами. Самара: СФ ИМАШ АН СССР, 1991, с.45-48.

102.Шамашов М.А. Автоматизированная система управления технологическим процессом расформирования-формирования железнодорожных составов на сортировочных станциях. В кн.:" ". Межвузовский сборник. - Самара: СГАУ, 1995.

103 .Шамашов М.А. Адаптивная автоматизированная система регулирования скорости движения вагонов на спускной части сортировочной горки. - В кн.: "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования" материалы IV Всероссийской конференции. Тамбов, 1995, с. 241-243.

Ю4.Шамашов М.А., Васин H.H. Комплексный измеритель скорости, счетчик вагонов и осей на основе путевых датчиков. - М.: "Вестник железнодорожного транспорта", 1995.

105.Шамашов М.А., Васин H.H., Мохонько В.П. Программно-аппаратный измеритель скорости и межосных расстояний, счетчик вагонов и осей. - М.: "Автоматика, телемеханика и связь", 1994, N 8, с. 9-11.

Юб.Шамашов М.А., Васин H.H., Олейников A.M. Модульная многофункциональная система автоматизированного управления процессами роспуска на сортировочной горке. - М.: "Вестник Всероссийского НИИ железнодорожного транспорта", 1995, N 2, с. 44-48.

107 .Шамашов М.А., Васин H.H., Олейников A.M. Модульные программно-аппаратные системы маршрутизации для горок, оснащенных ГАЦ. - М.: "Автоматика, телемеханика и связь", 1995, N 9, с.2-4.

108.Шамашов М.А. Конструктивная эффективность использования средств цифровой имитации при проектировании АСНИ. В кн.: "Автоматизация

экспериментальных исследований". Межвузовский сборник. -Куйбышев: КуАИ, 1984, с. 35-41.

109.Шамашов М.А. Кросс-система программирования для микро-ИВК. В кн.: Р-технология программирования. Тезисы докладов I Всесоюзной конференции. - Киев: ИК АН УССР, 1983, с. 27-29.

ПО.Шамашов М.А. Средства отладки программ управления КАМАК-аппаратурой. В кн.: "Автоматизация экспериментальных исследований". Межвузовский сборник. -Куйбышев: КуАИ, 1985, с. 50-56.

Ш.Шамашов М.А. Универсальная цифровая модель КАМАК-систем. Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции ИИС-83. - Куйбышев: КПтИ, 1983, с. 249-250.

112.Шамашов М.А. Формализация процесса интерпретации. В кн.: "Молодые ученые и специалисты Куйбышевской области 50-летию ВЛКСМ". Тезисы докладов областной конференции. - Куйбышев, 1978, с.

ПЗ.Шамашов М.А. Формальное описание процесса эмуляции СУВМ. В кн.: "Автоматизация экспериментальных исследований". Межвузовский сборник. N 10. -Куйбышев: КуАИ, 1979, с. 37-40.

114.Шамашов М.А. Формальное представление функционирования КАМАК-систем.В кн.: "Автоматизация экспериментальных исследований". Межвузовский сборник. -Куйбышев: КуАИ, 1983, с. 58-62.

115.Шамашов М.А. Функциональное описание и имитационное моделирование КАМАК-систем,- Киев: Управляющие системы и машины, 1984, N 2, с. 106-111.

Пб.Шамашов М.А. Эффективность применения средств моделирования при разработке ПО АСНИ. с. 58-62.

117.Шамашов М.А. Языковые оболочки предметно-ориентированных пакетов имитационного моделирования. В кн.: "Перспективы развития и применения средств вычислительной техники для моделирования и автоматизированного исследования". Тезисы докладов. VIII Всесоюзной конференции "Машинное моделирование" -М., 1991, с. 27-28.

118.Шамашов М.А. Язык функционального описания и имитационного моделирования КАМАК-систем. с. 55-58.

119.Шафит Е.М. Дифференциальные уравнения скатывания отцепов с сортировочной горки при различных способах аппроксимации продольного профиля.— Тр. ДИИТ, вып. 52. М.: Транспорт, 1965, 55-72 с.

120.Шелухин В.И., Шелухин О.И., Щербаков Е.В. Опыт разработки и особенности эксплуатации горочных радиолокационных измерителей скорости /"Автоматика и связь", (ЦНИИТЭИ МПС), экспресс-информация, 1988, N4, с. 1-19

121.Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука :Пер. с англ.- М.: Мир, 1978,- 418 с.

122.Язык и программное обеспечение моделирования дискретных систем на различных этапах проекта. Е.И. Гурвич, A.M. Енгалычев, Ю.А. Татарников В сб.: Теория и методы математического моделирования.— Куйбышев: КПтИ, с. 158-160.

123.Annevelink I., Dewilde P. Object-oriented date management based on abstract date types. Software: Pract. and Exper.—1987. -17, N11. -p.757-782.

124.Bruce K., Wegner P. An algebraic model of subtypes in object-oriented languages. SIPGLAN Notices. -1986. -21, N10.

125.Cherkawn L.A., Kotw V.C. Structured nets. - In: Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer-Vei-lag, 1981. 118, p. 242-251.

126.Commoner F. Deadlocks in fetri nets. — In: Massachusetts Computer Associates. Report CA-7206-2311.Wakefile<l, 1972.

127.Commoner F., Holt A.W., Even S.. PnuMi A. Marked directed graphs, - Journal of Computer and System Sciences, 1971,5. p. 511 -523.

128.Crefpitteghilzi S. Mandrioli D. Petri nets and Szjlaid languages. — Information and Control, 1977.33,W°2.p. 177-192.

129.Dennis J. Concurrency in software systems. - In: Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer-Vertag. 1975,30. p. Ill—127.

130.Dukstra E.W. Cooperating sequential processes. — In: Programming Languages. New York: Academic Press. 1968. p. 43-112.

131.Dificstra E.W. Hierarchical ordering of sequential processes. - Acta Informática 1971. 1. V2,p. 115-138.

132.Genrich H.. Lautenbach K. Synchronisationsgraphen. — Acta Informática. 1973,2, №2, p. 143-161.

133.Genrich H., Lautenbach K. Facts in place-transitions nets, — In: Lecture Notes in ComputerScience. Berlin: Springer-Verlag. 1978.64.P.213-231.

134.Genrich H., Lautenbach K., Thiagarajan P.S. Elements of general net theory. — In: Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer-Verlag. 1979,84. p.21—164,

135.Gimburg A., Yoefi M. Petri net languages and their applications. — Report CS-78-45. University of Waterloo, 1978.

136.Gohen A. Data abstraction, data encapsulation, and object-oriented programing. SIGPLAN Notices. -1984. -19, N1.

137.Hack M. Petri net languages. - Project MAC Memo 127. Cambridge, 1975.

138.Hack M. Decidability questions for Petri nets. — Laboratory for Computer Science TR 161. Cambridge. 1976.

139.Henhapl W. A transformation of marked graphs. — Information Processing Letters, 1973.2. «f 1, p. 26-29.

140.Holt A.W., Commoner F. Events and conditions. — Report of Project MAC Conference on Concurrent Systems and Parallel Computation, MIT, Cambridge, 1970, p. 352.

141.Janicki H. On atomic nets and concurrency relations. — In: Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer-Verlag, 1980,88, p. 320—333.

142.Ketler H.M. Vector replacement systems: a formalism for modelling asynchronous systems. —Tech. Report, Princeton University, 117, 1972.

143 .Keller R.M. Generalized Petri nets as models for system verification. — Tech. Report, Princeton University, 1975.202.

144.Kosaraju S.ft. Limitations of Dijkstra's semaphore, primitives and Petri nets. — Operating Systems Review, 1973.7. M"4, p. 122-136.

145.Kotow V.E. An algebra for parallelism based on Petri nets. - In: Lecture Notes in Computer Science. Berlin: Springer-Verlag, 1978, 64, p. 39— 55.

146.Liskov B. Data abstraction and hierarchy. SIGPLAN Notices. -1988. -23, N5.

147. Wegner P. The object-oriented classification paradigm. Research Directions in Obiect-Oriented Programing. Cambridge, MA. The MIT Press. -1987. -p. 480.

148.Муха Ю.А. Описание процесса скатывания отцепов с горки при помощи метода планирования эксперимента.— Тр. ДИИТ, вып. 194/11. Днепропетровск, 1977, 53-102 с.

149.G.Booch "The End of Objects and the Last Programmer", -htpp://www.rational.com/pst/tech_papers.