Сафронов А.И.

УЧЁТ ОСОБЕННОСТЕЙ ЛИНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ

Московский метрополитен – предприятие скоростного городского общественного транспорта, представленное системой линий. На сегодняшний день Московский метрополитен представлен одиннадцатью радиальными и одной кольцевой линией. Для слаженной и безопасной работы этих линий необходимо, прежде всего, правильно организовать движение пассажирских поездов. Задача организации движения пассажирских поездов решается посредством построения планового графика движения (ПГД). В современных условиях потоки поступающей информации настолько велики, что рациональным ходом является автоматизация как можно большего числа процессов.

Разработка универсального алгоритма автоматизированного построения ПГД для всех линий метрополитена является весьма трудоёмкой задачей из-за ряда особенностей отдельных линий. Примером может служить Кольцевая линия. В то время как алгоритм автоматизированного построения ПГД для радиальных линий имеет приблизительно одинаковую структуру, для Кольцевой линии имеются принципиальные отличия в том же алгоритме. Таким образом, адаптация существующего алгоритма автоматизированного построения ПГД является отдельной задачей. Решение этой задачи упрощается при использовании классификации процессов, происходящих на линии в течение дня, на переходные (динамические) и установившиеся (статические). Тогда задача распадается на ряд взаимосвязанных задач с чередованием переходных и установившихся процессов. В связи с этим, рассматриваются процессы утреннего пика, дневного непика и вечернего пика. В данной работе автором будут рассмотрены особенности построения утренних процессов, отражённых в ПГД. К ним относятся:

- выход из ночной расстановки (статический);
- утренний непик (динамический);
- утренний пик (статический).

Стоит отметить, что управление реализуется лишь во время динамических процессов. При этом управление должно быть построено таким образом, чтобы к заданному моменту времени создать все необходимые условия для работы в установившемся режиме. Движение поездов в установившемся режиме имеет жёсткую структуру, отклонения от которой недопустимы. Таким образом, рационально проводить автоматизированное построение ПГД, начиная с одного из таких процессов. Самый высокий приоритет установлен для утреннего пика, посему именно этот процесс мы принимаем за первый этап автоматизированного построения (пик представлен равномерной сеткой ПГД).

Рассмотрим общие особенности построения ПГД для Кольцевой линии Московского метрополитена:

- два пути линии рассматриваются, как независимые линии (при некоторых допущениях);
- отсутствуют обороты по станционным путям;
- время полного оборота состава рассчитывается из условия прохождения маршрутом полного круга по каждому из рассматриваемых путей;
- действует одно физическое депо, представленное на графике в виде двух «виртуальных» депо.

Таким образом, необходимо ввести следующие изменения для адаптации алгоритма автоматизированного построения ПГД:

- в блоке расчёта размеров движения учитывать потребное количество составов для каждого пути отдельно;
- в алгоритме выравнивания интервалов учесть отсутствие оборотов, а значит невозможность выравнивания интервалов путем изменения их длительности, только посредством ввода сверхрежимной стоянки или изменения времени хода;
- модифицировать процедуры создания оборотных ниток (соединять нитки графика, движущиеся в одном направлении).

В настоящее время автором разрабатываются сценарии синтеза ПГД для Кольцевой линии и соответствующее программное обеспечение.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Учёт особенностей линий метрополитена при автоматизации построения планового графика движения пассажирских поездов / А. И. Сафронов // Труды X научно-практической конференции «Безопасность Движения Поездов». - М.: МИИТ. - 2009. - C. X-9-X-10.

Сафронов Антон Игоревич (АУИ-511), Ковалёв Максим Владимирович (АУИ-511), Рындина Екатерина Юрьевна (АУИ-511), Монахов Олег Иванович (доцент)

Аннотация:

Данные методические указания предназначены для изучения основ проектирования в рамках курса "Автоматизация проектирования систем и средств управления", а также могут быть использованы при выполнении лабораторных работ и в дипломном проектировании. Методические указания составлены в виде описания последовательности действий пользователя при работе с пакетами МВТУ, MATLAB, LABVIEW с подробными комментариями. Изучать принципы работы пакетов рекомендуется в процессе выполнения заданий, приведенных в конце каждого раздела.

Краткие "выжимки" из раздела 4:

4.3.3. Частотный критерий устойчивости Найквиста

Теоретическое описание метода:

Устойчивость ЗАМКНУТОЙ системы гарантирована в том случае, когда все корни характеристического уравнения РАЗОМКНУТОЙ системы лежат в левой полуплоскости комплексной плоскости корней (действительные - вдоль отрицательной части действительной оси, комплексные - попарно симметричные относительно отрицательной части действительной оси), и при этом годограф системы не охватывает точку Найквиста (-1; 0j). Охваты считаются левее точки Найквиста и классифицируются, как показано на рис. 4.6.

Для устойчивости системы с охватами точки Найквиста необходимо наличие у системы корней характеристического уравнения в правой полуплоскости комплексной плоскости корней. Число этих корней должно быть столько, чтобы выполнялось равенство:

r = S / 2,

где r - число охватов точки Найквиста, a S - число правых корней характеристического уравнения.

Для астатических систем, в структуру которых, принципиально входит интегрирующее звено с передаточной функцией вида W(p) = K / p при расчёте устойчивости необходимо дополнять годограф дугой бесконечного большого радиуса, которая будет проходить V-квадрантов, где V - степень астатизма системы, равная количеству интегрирующих звеньев.

4.3.4. Критерий устойчивости Михайлова

Теоретическое описание метода:

Устойчивость ЗАМКНУТОЙ системы гарантирована тогда и только тогда, если годограф системы начинается на действительной оси комплексной плоскости и при изменении частоты от нуля до бесконечности последовательно проходит против часовой стрелки n-квадрантов, где n - степень характеристического полинома.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Монахов, О. И. Анализ и синтез САУ с применением ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов. - М.: МИИТ. 2004. - 28 с.

2. Урдин, В. И. Методические указания к курсовому проектированию / В. И. Урдин, В. П. Олексеевич. - М.: МИИТ. - 1988. - 28 с.

3. Монахов, О. И. Проектирование систем управления средствами программного комплекса МВТУ 3.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, М. А. Мигулёва, О. В. Тырнова. - М.: МИИТ. 2006. - 37 с.

4.Монахов, О. И. Проектирование систем и средств управления средствами инструментальной системы MATLAB 6.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, Е. В. Александров. - М.: МИИТ. 2005. - 28 с.

5. Монахов, О.И. Проектирование систем и средств управления средствами Labview. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, С. С. Сергеев. - М.: МИИТ. 2005. - 67 с.

Библиографическая ссылка:

Монахов, О. И. Параметрический синтез САУ с помощью пакетов прикладных программ / А. И. Сафронов, О. И. Монахов, М. В. Ковалев, Е. Ю. Рындина. – М.: МГУПС (МИИТ). – 2010. – 138 с.

Ссылка на elibrary.ru:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46326180

Вложение: 13418728_2010_parametricheskiy_sintez_sau_monahov109138.pdf

Сафронов Антон Игоревич (АУИ-511), Ковалёв Максим Владимирович (АУИ-511), Рындина Екатерина Юрьевна (АУИ-511), Монахов Олег Иванович (доцент)

Аннотация:

Данные методические указания предназначены для изучения основ проектирования в рамках курса "Автоматизация проектирования систем и средств управления", а также могут быть использованы при выполнении лабораторных работ и в дипломном проектировании. Методические указания составлены в виде описания последовательности действий пользователя при работе с пакетами МВТУ, MATLAB, LABVIEW с подробными комментариями. Изучать принципы работы пакетов рекомендуется в процессе выполнения заданий, приведенных в конце каждого раздела.

Краткие "выжимки" из раздела 4:

4. Рекомендации по Pascal и Delphi

4.1. Ввод исходных данных

Прежде, чем вести разговор о методике задания исходных данных, нужно определиться с выбором языка программирования. Этот момент является принципиальным, поскольку дальнейшая обработка исходных данных в среде объектно-ориентированных языков (ООЯП) имеет существенные отличия по сравнению с обработкой данных в среде алгоритмических языков программирования (АЯП). Однако, не будем упускать из рассмотрения некоторый общий случай, который будет удобен лишь программисту-разработчику, но отнюдь не рядовому пользователю. Чтобы вышеописанные различия не являлись для Вас пустыми словами, рассмотрим их на конкретных примерах, где в качестве АЯП будем использовать Pascal, а в качестве ООЯП - Delphi. Если у Вас ранее была практика работы в среде Pascal, то переход в среду Delphi не составит особых трудностей, поскольку, синтаксически (по написанию операторов) эти два языка программирования схожи.

Договоримся, что далее в тексте методических указаний при описании синтаксических форматов операторов конструкция {текст} будет означать не более чем комментарий. Соответственно, при программировании, ввод символов «{» и «}» не требуется.

4.1.1. Непосредственное присвоение значений переменным и константам на основе исходных данных:

Как было сказано ранее, - этот метод удобен лишь для программиста-разработчика, то есть, имеет смысл использовать его на этапе отладки программы. Начнём с рассмотрения присвоения значений константам. Под константы в обоих языках отводится определённый раздел объявления, начинающийся со служебного слова «const» (от английского constant - постоянная). Далее присваиваются значения по следующей структуре:

{имя переменной} = {значение};

На рис. 4.1. приведены константы и присвоенные им значения для варианта №30.

Попутно рассмотрим присвоение значений переменным в теле программы. Структура присвоения стандартная. В АЯП Pascal реализуется при помощи оператора присвоения «:=»:

{имя переменной}:={значение};

На рис. 4.2. приведён фрагмент с переменными и присвоенными им значениями в соответствии с исходными данными, заданными по варианту №30.

Замечание 1.1: в случае непосредственного присвоения значений переменным не забудьте объявить переменные в соответствующем разделе, начинающемся со служебного слова «var» (от английского variable - переменная). Пример такого объявления приведён на рис. 4.3.

4.1.2. Ввод исходных данных из файла:

Пусть для выполнения курсового проекта преподавателем предложена методика ввода информации из выданного на носителе (дискета/компакт-диск/dvd/usb-flash накопитель) текстового файла. В выданном файле содержатся данные, которые обязательно разделены между собой некоторыми символами-разделителями, будь то пробел или несколько пробелов для более конкретного обособления. Однако, пробел не всегда удобен при программировании, как разделяющий символ, поскольку он может использоваться в иных целях, и это приведёт к ошибке считывания. Избежать появления подобных ошибок можно посредством введения редко используемых символов, таких как «|», «@», «~» и других. Авторами, в качестве примера, выбран символ «|», так как он при вертикальной разметке файла помогает наглядно обособить столбцы таблицы исходных данных. Содержимое файла с таблицей исходных данных изображено на рис. 4.4.

Файлы, порой, имеют свойство теряться, искажаться (изменяется имя, содержимое) или же просто присутствовать не в той папке. На все эти случаи необходимо предусмотреть проверки. Прежде всего, нужно предусмотреть проверку наличия файла в папке. Без неё не имеет смысла осуществлять прочие проверки, которые нужны будут лишь в том случае, когда нет доступа к файлу для его редактирования. Если же файл для редактирования открыт, то предусматривать проверки в программе совсем необязательно, достаточно лишь вручную отредактировать все искажённые данные, если таковые имеются.

Далее приведён фрагмент кода программы, составленной авторами данных методических указаний на ООЯП Delphi, касающийся считывания исходных данных из файла.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Монахов, О. И. Анализ и синтез САУ с применением ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов. - М.: МИИТ. 2004. - 28 с.

2. Урдин, В. И. Методические указания к курсовому проектированию / В. И. Урдин, В. П. Олексеевич. - М.: МИИТ. - 1988. - 28 с.

3. Монахов, О. И. Проектирование систем управления средствами программного комплекса МВТУ 3.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, М. А. Мигулёва, О. В. Тырнова. - М.: МИИТ. 2006. - 37 с.

4.Монахов, О. И. Проектирование систем и средств управления средствами инструментальной системы MATLAB 6.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, Е. В. Александров. - М.: МИИТ. 2005. - 28 с.

5. Монахов, О.И. Проектирование систем и средств управления средствами Labview. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, С. С. Сергеев. - М.: МИИТ. 2005. - 67 с.

Библиографическая ссылка:

Монахов, О. И. Параметрический синтез САУ с помощью пакетов прикладных программ / А. И. Сафронов, О. И. Монахов, М. В. Ковалев, Е. Ю. Рындина. – М.: МГУПС (МИИТ). – 2010. – 138 с.

Ссылка на elibrary.ru:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46326180

Вложение: 13418726_2010_parametricheskiy_sintez_sau_monahov85109.pdf

Сафронов Антон Игоревич (АУИ-511), Ковалёв Максим Владимирович (АУИ-511), Рындина Екатерина Юрьевна (АУИ-511), Монахов Олег Иванович (доцент)

Аннотация:

Данные методические указания предназначены для изучения основ проектирования в рамках курса "Автоматизация проектирования систем и средств управления", а также могут быть использованы при выполнении лабораторных работ и в дипломном проектировании. Методические указания составлены в виде описания последовательности действий пользователя при работе с пакетами МВТУ, MATLAB, LABVIEW с подробными комментариями. Изучать принципы работы пакетов рекомендуется в процессе выполнения заданий, приведенных в конце каждого раздела.

Краткие "выжимки" из раздела 3:

3. Пакет прикладных программ в среде графического программирования LABVIEW 6.0

3.1. Виртуальные приборы

На кафедре «Управление и информатика в технических системах» для решения задачи параметрического синтеза САУ в рамках курсового проекта по дисциплине «Автоматизация проектирования систем и средств управления» разработан пакет программ в среде графического программирования Labview 6.0, включающий в себя виртуальный прибор 1 (ВП 1) и виртуальный прибор 2 (ВП 2) [5]. В ВП 1 и ВП 2 рассматривается последовательное подключение корректирующего устройства.

ВП 1 позволяет следующее:

- Задавать параметры передаточных звеньев, входящих в рассматриваемую САУ,
- Задавать параметры передаточной функции корректирующего устройства,
- Получать информацию о переходной функции системы, представленную в графическом виде, а также о значениях показателей качества переходного процесса: времени регулирования, величины перерегулирования, максимальном значении переходной функции,
- Получать информацию о ЛАЧХ и ЛФЧХ, представленную в графическом виде,
- Получать информацию об устойчивости системы, нулях и полюсах передаточной функции системы и их расположении в плоскости корней.

ВП 2 позволяет следующее:

- Задавать параметры модели передаточной функции рассматриваемой САУ, представленной передаточными функциями звеньев,
- Задавать параметры критерия качества переходного процесса,
- Проводить оптимизацию параметров корректирующего устройства, как в совокупности, так и отдельно для каждого,
- Для текущего и удачного шага оптимизации просматривать график переходной функции системы получать информацию о значениях показателей качества переходного процесса и величине критерия качества Q.

3.2. Исследование нескорректированной САУ

Запустите ВП 1. Для этого необходимо открыть файл v1.exe (full_models_w(p).vi). Перед вами появится лицевая панель ВП 1.

В ВП 1 имеется несколько диалоговых окон. Рассмотрим подробное описание каждого из них.

Transfer Function H(s) - представляет собой модель САУ, изображенной на рис.1, с возможностью подключения (отключения) цепи отрицательной обратной связи, позволяет ввести информацию об объекте управления в виде передаточных функций (цифровые элементы ввода - H1(s), H2(s), H3(s)), входящих в него составляющих, в том числе выбрать структуру проектируемого корректирующего устройства (элемент управления - Choice structure regulator).

Диалоговое окно Transfer Function H(s) лицевой панели ВП 1 изображено на рис.3.2.1.

Для подключения цепи обратной связи следует перевести логический элемент управления в положении Feedbackon, для отключения в положение - Feedback_off Передаточная функция обратной связи задается цифровым элементом ввода H_Feedback(s).

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Монахов, О. И. Анализ и синтез САУ с применением ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов. - М.: МИИТ. 2004. - 28 с.

2. Урдин, В. И. Методические указания к курсовому проектированию / В. И. Урдин, В. П. Олексеевич. - М.: МИИТ. - 1988. - 28 с.

3. Монахов, О. И. Проектирование систем управления средствами программного комплекса МВТУ 3.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, М. А. Мигулёва, О. В. Тырнова. - М.: МИИТ. 2006. - 37 с.

4.Монахов, О. И. Проектирование систем и средств управления средствами инструментальной системы MATLAB 6.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, Е. В. Александров. - М.: МИИТ. 2005. - 28 с.

5. Монахов, О.И. Проектирование систем и средств управления средствами Labview. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, С. С. Сергеев. - М.: МИИТ. 2005. - 67 с.

Библиографическая ссылка:

Монахов, О. И. Параметрический синтез САУ с помощью пакетов прикладных программ / А. И. Сафронов, О. И. Монахов, М. В. Ковалев, Е. Ю. Рындина. – М.: МГУПС (МИИТ). – 2010. – 138 с.

Ссылка на elibrary.ru:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46326180

Вложение: 13418725_2010_parametricheskiy_sintez_sau_monahov5484.pdf

Сафронов Антон Игоревич (АУИ-511), Ковалёв Максим Владимирович (АУИ-511), Рындина Екатерина Юрьевна (АУИ-511), Монахов Олег Иванович (доцент)

Аннотация:

Данные методические указания предназначены для изучения основ проектирования в рамках курса "Автоматизация проектирования систем и средств управления", а также могут быть использованы при выполнении лабораторных работ и в дипломном проектировании. Методические указания составлены в виде описания последовательности действий пользователя при работе с пакетами МВТУ, MATLAB, LABVIEW с подробными комментариями. Изучать принципы работы пакетов рекомендуется в процессе выполнения заданий, приведенных в конце каждого раздела.

Краткие "выжимки" из раздела 2:

2. Нахождение оптимальных параметров корректирующего устройства системы при помощи программного комплекса МВТУ

Рассмотрим проектирование системных средств управления средствами программного комплекса МВТУ, выполнив 30 вариант.

2.1. Исследование нескорректированной системы

Согласно [3], на первом этапе заполняем схемное окно типовыми блоками.

На втором этапе необходимо соединить элементы линиями связи.

Замечание 2.1: Очень важно, чтобы конец линии (стрелочка) попадала на входной порт блока. В противном случае соединения не будет, что приведет к неправильной работе системы.

На третьем этапе необходимо ввести параметры структурной схемы. Как было оговорено ранее, вводим параметры схемы для варианта №30. Нужно заметить, что сначала необходимо рассчитать дополнительный коэффициент усиления, используя рассогласование и угловую скорость, а также необходимо соблюдать единство единиц измерения с расчетным стандартом.
Учитывая вышеприведенные замечания, вводим параметры (рис. 2.1.3 - рис. 2.1.6).

Замечание 2.2: Обратите внимание, что вводим коэффициент усиления, равный произведению дополнительного коэффициента усиления и коэффициента усиления элементов системы.

Замечание 2.3: Обращаем ваше внимание, что коэффициент усиления интегратора учитывает передаточное число редуктора. На четвертом этапе происходит установка параметров интегрирования.

Замечание 2.4: Стоит отметить, что минимальный шаг интегрирования лучше сделать равным одной миллионной, так как при использовании некоторых методов интегрирования (например, метод Эйлера) необходимо использовать шаг, равный одной десятой от минимальной постоянной времени.

При выполнении пятого этапа происходит открытие графического окна и изменение его свойств.

Так как величина перерегулирования равна 30% (см. исходные данные для варианта №30), изменим величину Max Y и сделаем её равной 1.3.

Переходим к моделированию переходных процессов. Для этого необходимо нажать левой клавишей «мыши» на кнопку «Старт» или нажать клавишу F9.

В результате получаем ситуацию, изображенную на рисунке 2.1.10.

Нажимаем «ОК», а затем кнопку «Продолжить». В результате получаем график переходного процесса (рисунок 2.1.11).

Проводя операции, описанные в [3], редактируем графическое окно, после чего график переходного процесса принимает следующий вид.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Монахов, О. И. Анализ и синтез САУ с применением ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов. - М.: МИИТ. 2004. - 28 с.

2. Урдин, В. И. Методические указания к курсовому проектированию / В. И. Урдин, В. П. Олексеевич. - М.: МИИТ. - 1988. - 28 с.

3. Монахов, О. И. Проектирование систем управления средствами программного комплекса МВТУ 3.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, М. А. Мигулёва, О. В. Тырнова. - М.: МИИТ. 2006. - 37 с.

4.Монахов, О. И. Проектирование систем и средств управления средствами инструментальной системы MATLAB 6.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, Е. В. Александров. - М.: МИИТ. 2005. - 28 с.

5. Монахов, О.И. Проектирование систем и средств управления средствами Labview. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, С. С. Сергеев. - М.: МИИТ. 2005. - 67 с.

Библиографическая ссылка:

Монахов, О. И. Параметрический синтез САУ с помощью пакетов прикладных программ / А. И. Сафронов, О. И. Монахов, М. В. Ковалев, Е. Ю. Рындина. – М.: МГУПС (МИИТ). – 2010. – 138 с.

Ссылка на elibrary.ru:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46326180

Вложение: 13418724_2010_parametricheskiy_sintez_sau_monahov3053.pdf

Сафронов Антон Игоревич (АУИ-511), Ковалёв Максим Владимирович (АУИ-511), Рындина Екатерина Юрьевна (АУИ-511), Монахов Олег Иванович (доцент)

Аннотация:

Данные методические указания предназначены для изучения основ проектирования в рамках курса "Автоматизация проектирования систем и средств управления", а также могут быть использованы при выполнении лабораторных работ и в дипломном проектировании. Методические указания составлены в виде описания последовательности действий пользователя при работе с пакетами МВТУ, MATLAB, LABVIEW с подробными комментариями. Изучать принципы работы пакетов рекомендуется в процессе выполнения заданий, приведенных в конце каждого раздела.

Краткие "выжимки" раздела 1:

1. Расчёт параметров корректирующего устройства при помощи пакета прикладных программ MathLab 7.0

1.1. Системные требования: Основные требования:

- CD-ROM привод (для установки с компакт диска);
- Браузеры Netscape Navigator 4.0 и выше или Internet Explorer 4.0 и выше (для проверки обновлений программного продукта через Интернет);
- Adobe Acrobat Reader 3.0 и выше (для просмотра документации MATHLAB в формате *.PDF и их распечатки при необходимости).
Если используется лицензионный пакет MathLab 7.0:
- Некоторые виды файлов лицензии требуют наличия на сервере FLEXIm 9.2, который входит в состав программы-установщика от Math Works;
- Необходимо наличие постоянного TCP/IP для связи с сервером проверки лицензии;
- Подключенный и работоспособный USB порт для хранения лицензии вне жёстких дисковых носителей (защита от взлома).

Работоспособность MATHLAB 7.0 проверена авторами на ПК с процессором Intel CoreDuo при установленной операционной системе Windows Vista Home Basic.

Замечание 1.1: объём требуемого дискового пространства также зависит от документации и файлов, которые будут закачены из Интернета. Программа-установщик от Math Works сама проинформирует пользователя о наличии/отсутствии требуемого дискового пространства в процессе установки MATHLAB. Программа-установщик сама разграничит области установки программных продуктов в зависимости от файловых систем FAT (File Allocation Table - «Таблица Размещения Файлов») или "NTFS (New Technology File System - «Новая Технология Файловой Системы»).

Информация переведена на русский язык из файла документации MATHLAB от 26.04.2004. Файл содержится на установочном компакт диске продукта под именем «install_guide.pdf».

1.2. Начало работы с MathLab 7.0

Внимание: следите за тем, какую версию MathLab Вы используете. 7-я версия, по сравнению с версией 6.5 уже содержит значительные изменения, способные ввести Вас в заблуждение и подвергнуть сомнению правильность составления методических указаний. Ещё раз просим обратить Ваше внимание на то, что к рассмотрению представлен пакет MathLab 7.O.

Замечание 1.2: авторами подразумевается самостоятельное изучение пакета MathLab 7.0 в рамках курса «Автоматизация Проектирования Систем и Средств Управления». Посему в данных методических указаниях будут даны лишь рекомендации для решения конкретных задач, связанных с выполнением курсового проекта.

Как только Вы запустили MathLab, перед Вами открывается диалоговое окно вида, представленного на рис. 1.1. Окно состоит из трёх основных подокон (фреймов). Большой фрейм в правой части -Command Window (окно ввода команд), работающее по системе вопрос-ответ. Метка вида «»» означает, что MathLab готов выслушать Ваш вопрос. Если вопрос соответствует формату, то на него MathLab даёт ответ вида «ans = » («ans» сокращение от answer [ответ]).

Нижний левый фрейм Command History (История Команд) не представляет для нас никакого практического значения, поскольку, сам по себе является журналом учёта всех проделанных в среде MathLab операций. По нему Вы всегда сможете определить, какое из действий привело к той или иной ошибке.

А вот верхнему левому фрейму стоит уделить особое внимание, поскольку с ним и будет проводиться Ваше общение на этапе подготовки рабочего проекта. К сожалению, у фрейма нет своего постоянного имени, поскольку оно зависит от активации одной из выбранных его вкладок: Current Directory (текущая папка/директория рабочих проектов); Workspace (рабочая область, что содержит информацию о переменных, массивах и прочих программных объектах текущего рабочего проекта).

Подготовка рабочего проекта

Первый шаг, который необходимо проделать на этапе подготовки рабочего проекта, это ввести исходные данные. Для этого щёлкните на вкладке Workspace и введите последовательно во фрейме Command Window переменные с соответствующими им значениями, как показано на рис. 1.2. После ввода той или иной переменной отмечайте факт отображения этой переменной во фрейме Workspace -это важно. Вообще говоря, этот шаг проще рассматривать на примере.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Монахов, О. И. Анализ и синтез САУ с применением ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов. - М.: МИИТ. 2004. - 28 с.

2. Урдин, В. И. Методические указания к курсовому проектированию / В. И. Урдин, В. П. Олексеевич. - М.: МИИТ. - 1988. - 28 с.

3. Монахов, О. И. Проектирование систем управления средствами программного комплекса МВТУ 3.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, М. А. Мигулёва, О. В. Тырнова. - М.: МИИТ. 2006. - 37 с.

4.Монахов, О. И. Проектирование систем и средств управления средствами инструментальной системы MATLAB 6.5. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, Е. В. Александров. - М.: МИИТ. 2005. - 28 с.

5. Монахов, О.И. Проектирование систем и средств управления средствами Labview. Методические указания к курсовому проекту / О. И. Монахов, С. С. Сергеев. - М.: МИИТ. 2005. - 67 с.

Библиографическая ссылка:

Монахов, О. И. Параметрический синтез САУ с помощью пакетов прикладных программ / А. И. Сафронов, О. И. Монахов, М. В. Ковалев, Е. Ю. Рындина. – М.: МГУПС (МИИТ). – 2010. – 138 с.

Ссылка на elibrary.ru:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46326180

Вложение: 13418723_2010_parametricheskiy_sintez_sau_monahov129.pdf

Сафронов А.И. (АУИ-511), Сидоренко В. Г. - профессор

СРЕДСТВА АНАЛИЗА КАЧЕСТВА ИСПОЛНЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

В настоящее время на Московском метрополитене функционирует широкий спектр средств автоматизации управления перевозочным процессом, разработанных на кафедре «Управление и информатика в технических системах» МИИТа. Одной из таких систем является автоматизированная система построения планового графика движения (АСППГД), которая является не только средством планирования перевозочного процесса (построения планового графика движения (ПГД)), но и контроля и анализа его исполнения (построения графика исполненного движения (ГИД)). ГИД представляет собой результат фактического движения поездов по линии. На сегодняшний день в системе функционирует только механизм визуального отображения ГИД, которое позволяет проводить визуальную оценку качества исполнения ПГД, которая не может быть лишена субъективизма. Данная работа посвящена вопросу автоматизации анализа качества исполнения ПГД.

На первой стадии разработки необходимо формализовать знания о ПГД и ГИД в одних и тех же терминах, к которым относятся понятия нитки графика, образа нитки графика, элемента расписания.

Синтез множеств ниток, элементов расписания, описывающих ГИД, проводится с использованием существующих и вновь создаваемых операций и процедур построения ПГД.

При этом важно учесть и отразить всевозможные маневровые передвижения, осуществляемые поездом:

- уход/выход в оборот/из оборота;
- уход/выход в/из депо;
- уход/выход в ночную расстановку/из ночной расстановки;
- начало движения с перегона;
- начало движения от станции.

Примером вновь создаваемой операции является коррекция времен хода поперегонно, что в ПГД не использовалось. Эта операция применяется в том случае, когда время хода по перегону или стоянки на станции отличается от планового, но не превысило максимально допустимого значения. При превышении времени хода по перегону на плановым более, чем на заданную величину, должна отображаться стоянка на перегоне, а не на станции.

Поезд движется по графику, если:

- необходимое условие: номер маршрута поезда должен совпадать с номером маршрута нитки планового графика, по которой идет поезд.
- достаточное условие: время начала движения поезда по перегону (начало оборота) и время окончания движения по перегону (окончание оборота) не должно отличаться от планового более чем на 15 с.

Основными показателями графика движения пассажирских поездов, принятыми на Московском метрополитене, являются:

- количество прибытий поездов, предусмотренных плановым графиком;
- количество прибывших поездов на станции назначения;
- количество опоздавших поездов;
- время опоздания в минутах;
- количество отмененных поездов;
- процент выполнения графика движения поездов;
- эксплуатационные показатели (количество поездов, поездо-километры, вагоно-километры, нулевой пробег, вагоно-километры нулевого пробега, пробег с нулевым, поездо-часы в движении, и т.д.).

В результате проведенных на кафедре «Управление и информатика в технических системах» МИИТа работ этот перечень был расширен:

- коэффициент реализации графика;
- коэффициент реализации заданных интервалов по прибытию;
- коэффициент реализации заданных интервалов по отправлению.

Авторами проведена формализация вновь введенных терминов в терминах формализации построения ПГД и ГИД.

Проверка функционирования разработанных алгоритмов проводится с использованием тренажера поездного диспетчера линий Московского метрополитена. Данный процесс является динамическим и в этом заключается основная сложность решения поставленных задач.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Средства анализа качества исполнения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена / А.И. Сафронов, В.Г. Сидоренко // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2009. Наука МИИТа – транспорту». – М.: МИИТ. – 2009. – C. II–73-II-74.

Сафронов А.И. (АУИ-511), Ковалёв М.В. (АУИ-511), Сидоренко В. Г. - профессор

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА (АСППГД)

Информация в АСППГД может представляться в графическом и текстовом виде.
Информация о движении маршрутов по линии метрополитена представляется в графическом виде в форме ПГД (плановый график движения) или ГО (график оборота). ПГД представляет собой множество образов ниток.
Процесс отображения образов ниток включает в себя следующие этапы:

- отображение информации о движении поездов на главных путях, которое включает в себя расчет коэффициента наклона, определение точек начала и конца нитки, точек перелома нитки, отображение сверхрежимных стоянок.
- отображение информации о движении поездов на станционных путях, которое зависит от следующих факторов: станция конечная или промежуточная; маршрут просто оборачивается или уходит на ночную расстановку;
- отображение информации о движении поездов при переходе с линии на линию;
- отображение информации о движении поездов в депо.

Перечисленная выше информация может корректироваться путем выбора объекта на форме. Выбранный объект определяется точкой нажатия на левую кнопку манипулятора «мышь» или путем последовательного перемещения по ниткам с использованием элементов управления, размещенных на панели инструментов (перейти к предыдущей, следующей нитке или поезду, найти первую или последнюю нитку последовательности, найти нитку с заданным номером поезда). Далее на выбранной нитке определяется тип точки, над которой выполняется коррекция: перегон, станция, депо. Авторами разработана процедура коррекции времени хода по соединительным путям депо и времени стоянки на станции после выхода из депо.
В текстовом виде отображается информация о некоторых параметрах ниток (номер поезда, номер маршрута) и интегральных характеристиках графика, например: парность, эксплуатационные измерители, количество маршрутов, находящихся в депо в текущий момент времени и т.д. Эта информация формируется на базе анализа ниток планового графика.
Авторами разработан алгоритм определения количества маршрутов, находящихся в депо в текущий момент времени, который включает в себя следующие основные этапы:

- заполнение коллекция ниток, относящихся к каждому из маршрутов депо;
- если маршрут не назначен ни на одну нитку, и он ночевал в депо, то считаем, что он там и находится;
- если первая нитка, на которую назначен маршрут, начинает движение позже текущего момента времени, и маршрут ночевал в депо, то считаем, что он там и находится;
- если последняя нитка, на которую назначен маршрут, заканчивает движение раньше текущего момента времени, и маршрут ушел в депо, то считаем, что он там и находится;
- если маршрут по нитке уходит в депо раньше текущего момента времени, а выходит из него по следующей нитке позже, то считаем, что он находится в депо;
- во всех остальных случаях считаем, что маршрут на линии.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Формализация задач отображения информации в автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСППГД) / А.И. Сафронов, М.В. Ковалёв, В.Г. Сидоренко // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2009. Наука МИИТа – транспорту». – М.: МИИТ. – 2009. – C. II–49.

УДК 656.25-52:656.22.05:656.42
Ковалёв М.В., Сафронов А.И., Сидоренко В.Г.
Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ)
Москва, Россия

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СПОСОБОВ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Важную роль при автоматизации процесса составления планового графика движения поездов играет решение задачи отображения информации в принятом формате. Созданный разработчиками системы аппарат позволяет выполнять существующие и учитывать вновь возникающие требования заказчика.

Московский метрополитен - обширное транспортное предприятие, в работу которого вовлечено большое количество человеческих и материальных ресурсов. Это связано со сложностью и неотложностью решаемых на предприятии задач. Автоматизация различных технологических процессов на Московском метрополитене позволяет облегчить работу специалистов различных служб метрополитена. В данной статье систематизированы и обобщены полученные в ходе создания и внедрения на Московском метрополитене автоматизированной системы построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (далее, система) результаты работы кафедры «Управление и информатика в технических системах» Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ). Одной из задач, стоящих перед разработчиками системы, в решении которой принимают участие авторы статьи, является организация вывода на экран и печать синтезированного графика в формате, принятом на Московском метрополитене. Ее актуальность не ослабевает, т.к. метрополитен развивается, и система обозначений также претерпевает изменения.
Плановый график (ПГ) полностью описывается тремя множествами: ниток графика, элементов расписания и ремонтов. Каждому из этих типов элементов соответствует свой образ в рамках графика движения или графика оборота подвижного состава.
Нитка графика описывает движение маршрута от момента выхода на главный путь до момента ухода с него с указанием маневровых передвижений в начале и конце движения по главному пути и содержит информацию о переходах маршрута с одной нитки графика на другую и порядке следования ниток графика по одному главному пути. Под образом нитки будем понимать объект, описывающий графическое отображение движения маршрута от момента выхода на главный путь до момента ухода с него с указанием маневровых передвижений в начале и конце движения по главному пути.
Рассмотрим решение задачи отображения маневровых передвижений в конце нитки. Классификация маневровых передвижений после окончания движения по главному пути приведена на рисунке 1. Концом нитки, фактически, является момент ухода поезда с линии, ухода на ночную расстановку или начала движения по следующей нитке.

Рисунок 1

С линий поезд может уходить в депо (в осмотр или на ночную расстановку) и на другую линию. Дальнейшая классификация сводится к таким нюансам, как уход поезда со станции или, непосредственно, с перегона. График движения поездов по другой линии, на которую уходят поезда, может отображаться на том же листе, что и основной, или на другом, тогда на текущем графике отображается только станция, которая связывает линии.
Концом нитки также может быть уход поезда на ночную расстановку в конце рабочего дня. Ночью поезд может находиться на том же главном пути; на другом главном пути (подразумевается уход на ночную расстановку после оборота); на станционном пути, связанном с главным путём, по которому происходило его движение; на станционном пути, связанном с главным путём противоположного направления (опять же подразумевается уход на ночную расстановку после оборота).
Существует множество способов отображения перехода маршрута от одной нитки к следующей. Выбор того или иного способа определяется следующими условиями: станция конечная или промежуточная; наличие более одного поезда на станции; организация зонного движения; наличие пункта осмотра на станционных путях линии; маршрут просто оборачивается или уходит на ночную расстановку. В случае кольцевой линии переход с одной нитки на другую на том же пути не сопровождается дополнительными маневровыми передвижениями, однако требуется обозначить место разрыва ниток при отображении графика кольцевого движения на бумаге. После нахождения на станционных путях маршрут может продолжить движение по тому же пути, по которому двигался и раньше, или выйти на другой путь. Перемещения между главными и станционными путями, так же, как и в случае с депо, могут осуществляться на станции или на перегоне.
Очевидно, что условные обозначения, применяемые на ПГ, должны позволять однозначно определять когда, куда и каким образом уходит поезд с линии. В состав возможностей автоматизированной системы входит решение этой задачи.
Для прорисовки того или иного варианта конца нитки графисту, работающему в системе, достаточно всего лишь выделить нитку и в контекстном меню, появляющемся по клику правой кнопкой мыши при нажатой клавише «Ctrl», выбрать необходимый вариант прорисовки. Именно выбор того или иного пункта меню задаёт дальнейшее движение по коду программы. Данный процесс разветвлён по множеству условий, определяемых приведенной выше классификацией. Выполнение операций по той или иной ветви, в целом, незначительно отличается друг от друга, но именно эти отличия и задают особенности отображения конца нитки графика. В некоторых случаях отображение маневровых передвижений требует создания еще одной нитки, например, при ночной расстановке, требующей переход с одного главного пути на другой. Все действия по отображению выбранного варианта маневровых передвижений выполняются автоматически.
Маневровые передвижения в начале движения по нитке симметричны рассмотренным ранее. Все описанные выше особенности распространяются и на начало нитки. В связи с этим, задача отображения начала движения по нитке решается аналогично рассмотренной задаче отображения конца движения по нитке.
Отдельно стоит рассмотреть вопросы прорисовки элементов расписания, т.е. отображения движения по главному пути. Особенностью решения этой задачи является то, что на сетке ПГ расположение горизонтальных линий, соответствующих станциям, определяется расстоянием между станциями в масштабе времени. Время хода между двумя станциями в разных направлениях может не совпадать. Поэтому сетка строится по усредненным данным для режимов ведения в часы с наименьшей нагрузкой (часы-непик). На многих линиях существуют разные режимы вождения для часов с наибольшей (часы-пик) и наименьшей нагрузкой (часы-непик). Особым случаем является ситуация движения первых поездов с увеличенным временем хода и резервных поездов после окончания пассажирского движения без остановок на станциях. В связи с изменением времени хода абсциссы точек пересечения ниток графика с уровнями, соответствующими промежуточным станциям линии, могут не совпадать с реальными временами отправления с этих станций. Движение поезда на сетке графика метрополитена изображается прямой линией (ниткой поезда); проекция этой линии на горизонтальную ось равна времени хода поезда по данному участку. Нитка графика отображается набором наклонных отрезков с одинаковым углом наклона (кроме, первых поездов с увеличенным временем хода) и набором горизонтальных отрезков, отображающих сверхнормативные стоянки; координаты начала и конца нитки определяются начальной и конечной станциями, временами отправления с начальной станции и прибытия на конечную станцию; угол наклона нитки графика определяется временем хода поезда без учета времени сверхнормативных стоянок; длина горизонтальных отрезков определяется длительностью соответствующих сверхнормативных стоянок. На метрополитене принят следующий формат отображения ниток: углы наклона отрезков нитки первых поездов рассчитываются отдельно для участка движения с увеличенным временем хода и для участка движения с графиковым временем хода. Нитки начинаются, заканчиваются и меняют угол наклона в точках, абсциссы которых совпадают с реальными временами отправления (прибытия) на соответствующих станциях. Нитки резервных поездов также начинаются и заканчиваются в точках, абсциссы которых совпадают с реальными временами отправления (прибытия) на соответствующие станции. Все остальные неполные нитки, т.е. те, которые начинаются или заканчиваются не на конечной станции, отображаются параллельно полным ниткам, идущим в том же режиме.
Одной из сервисных функций системы является отображение параметров синтезированного графика и текущего состояния объектов линии метрополитена. Параметрами ПГ являются рассчитанные для каждого размера движения заданная и фактическая парность, число поездов, отправившихся по первому или второму главным путям, число составов, необходимое для реализации заданной парности. В каждый момент времени графист должен знать, сколько составов находится в депо, сколько времени прошло с начала отстоя маршрута. Реализация этих функций требует выполнения дополнительных математических расчетов и реализации дополнительных средств визуализации информации.
К машинисту данные ПГ поступают в форме расписания. Расписание печатается на карточках определённого размера. Размеры эти строго определены для каждой линии и зависят от количества станций, располагающихся на линии. На карточках расписания также указывается информация о времени хода, интервале движения, впереди и сзади идущих поездах, маневровых передвижениях впереди идущего поезда и текущего маршрута. Эта информация получается автоматически на основании анализа множества ниток графика.
Выполненный авторами анализ способов отображения информации о ПГ показал, какую важную роль играет решение задачи отображения информации при создании системы, насколько она трудоемка и многогранна. Созданный разработчиками системы аппарат позволяет наращивать возможности системы и учитывать вновь возникающие требования заказчика.

Библиографическая ссылка:

Ковалёв, М. В. Систематизация способов отображения информации планового графика движения пассажирских поездов метрополитена / М.В. Ковалёв, А.И. Сафронов, В.Г. Сидоренко // «Инновационные технологии в автоматике, информатике и телекоммуникациях». Труды Международной конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки. 9-10 октября. – Хабаровск: ДВГУПС. – 2008. – С. 244-248.

Сафронов А.И. (АУИ-411), Ковалёв М.В. (АУИ-411), Сидоренко В. Г. - профессор

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

На протяжении многих лет коллектив НИЛ АУДП МИИТа проводит разработки по созданию системы, способной автоматизировать процесс составления планового графика движения поездов. Данная система на сегодняшний день широко используется в Московском метрополитене. В процессе использования системы, как программного продукта, появляются новые задачи, решение которых нуждается в автоматизации. Они связаны не только с изменением заложенных алгоритмов решения комбинаторных задач, но и с организацией общения графиста с системой.
Если рассматривать автоматизированный процесс составления планового графика движения поездов как взаимодействие двух систем - ЭВМ и графиста, то для их общения необходима пограничная среда, ясная и понятная обоим. Такой пограничной средой является интерфейс. Его улучшению и посвящена наша работа.
В ходе работы модернизации подверглись два документа: график движения (ГД) и график оборота (ГО) подвижного состава.
Основными типами объектов, задействованных в составлении ГД и ГО, являются маршрут, нитка графика, образ нитки. Под образом нитки будем понимать объект, описывающий графическое отображение движения маршрута от момента выхода на главный путь до момента ухода с него с указанием маневровых передвижений в начале и конце движения по главному пути.
В работе решались следующие задачи:
- масштабирование ГО в зависимости от разрешающей способности экрана;
- подготовка среды для построения продленных ГД;
- возможность вывода на печать продленных ГО и ГД с большим числом маршрутов;
- изменение параметров движения маршрутов в депо и из депо.
В результате работы программно реализованы следующие процедуры, связанные с решением перечисленных задач:
- автоматического выбора масштаба отображения ГО, позволяющего полностью использовать разрешающую способность экрана по ширине;
- увеличения размерности массива размеров движения и записи его в базу данных (БД), а также количества листов ГД в зависимости от времени отправления последнего пассажирского поезда и времени снятия напряжения с контактного рельса;
- настройки параметров вывода на экран ГО в зависимости от числа маршрутов, приписанных к депо;
- идентификации выбранной для редактирования точки линии связи нитки с депо;
- редактирования времён начала движения в/из депо и продолжительности этого движения, а также соответствующего этому изменения образа нитки.
При отображении движения состава в/из депо возможны различные варианты: время отправления в/из депо может совпадать со временем прибытия состава на конечную станцию, а может учитывать время стоянки для высадки/посадки пассажиров. Время движения состава в/из депо может варьироваться в зависимости от того, по какому станционному пути оно выполняется или от требований к взаимному расположению составов на этих путях. Эти данные необходимо сохранять в БД индивидуально для каждой нитки, если они отличаются от стандартных.
Благодаря внесённым в автоматизированную систему построения планового графика движения пассажирских поездов по линии метрополитена улучшениям, стали доступны новые возможности построения и отображения ГД и ГО, которые уже сегодня активно используются графистами Московского метрополитена и облегчают их работу.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Организация интерфейса автоматизированной системы построения планового графика движения поездов метрополитена / А.И. Сафронов, М.В. Ковалёв, В.Г. Сидоренко // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2008. Наука МИИТа – транспорту». – М.: МИИТ. – 2008. – C. VII–51–VII–52.

"ДАЛЕЕ ТЕКСТ"