RU2297353C1 - Method of simulation of train flow along railway section - Google Patents

Method of simulation of train flow along railway section Download PDF

Info

Publication number
RU2297353C1
RU2297353C1 RU2005127976/11A RU2005127976A RU2297353C1 RU 2297353 C1 RU2297353 C1 RU 2297353C1 RU 2005127976/11 A RU2005127976/11 A RU 2005127976/11A RU 2005127976 A RU2005127976 A RU 2005127976A RU 2297353 C1 RU2297353 C1 RU 2297353C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
simulation
train
arrays
modeling
Prior art date
Application number
RU2005127976/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Александрович Мугинштейн (RU)
Лев Александрович Мугинштейн
Анатолий Юрьевич Анфиногенов (RU)
Анатолий Юрьевич Анфиногенов
кин Валерий Юрьевич Кир (RU)
Валерий Юрьевич Кирякин
Александр Св тославович Пешко (RU)
Александр Святославович Пешко
Тать на Владимировна Виноградова (RU)
Татьяна Владимировна Виноградова
Сергей Александрович Виноградов (RU)
Сергей Александрович Виноградов
Original Assignee
Лев Александрович Мугинштейн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лев Александрович Мугинштейн filed Critical Лев Александрович Мугинштейн
Priority to RU2005127976/11A priority Critical patent/RU2297353C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297353C1 publication Critical patent/RU2297353C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

FIELD: railway transport.
SUBSTANCE: invention relates to simulation of variants of train movement along two-track section and it can be used in corresponding hardware-software systems for working out decisions at control of traffic in definite period of time on section and bringing to minimum service expenses related to handling of traffic at preset conditions. Characteristics of each train are preset as composite distributed object in form of array of data including data on locomotives and cars. Data on section are completed by arrays of data of corresponding stations, said data arrays include number and length of tracks. Parallel and independent simulation of movement of each train are carried out by changing at each step of simulation the state of section data arrays owing to interaction with data arrays of trains.
EFFECT: possibility of evaluation of service characteristics of movement of trains according to train sheet, working out schedule providing minimization of service indices, expenses and working out of traffic control decisions.
4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение предназначено для моделирования движения поездов по участку железной дороги и может быть использовано в соответствующих аппаратно-программных комплексах для выработки решений при управлении движением поездов, для определения технико-экономических показателей, связанных с пропуском поездопотока при заданных условиях движения, кроме того, изобретение может оказаться весьма полезным в процессе обучения или тренинга специалистов в области эксплуатации железных дорог.The invention is intended to simulate the movement of trains along a railway section and can be used in appropriate hardware and software systems to develop solutions for controlling the movement of trains, to determine the technical and economic indicators associated with the passage of train flow under given traffic conditions, in addition, the invention may be very useful in the process of education or training of specialists in the field of railway operation.

Совершенствование вычислительной техники в смысле быстродействия, объемов памяти, удобства работы с программами, надежности и доступности работы с ЭВМ позволяют ставить и решать задачи совершения имитационного моделирования движения поездов по участкам железных дорог.Improving computer technology in the sense of speed, memory, ease of working with programs, reliability and accessibility of working with computers allows us to set and solve the tasks of imitating modeling of train movements on sections of railways.

Из анализа уровня техники известны способы моделирования движения поездов по участку железной дороги.From the analysis of the prior art methods are known for simulating the movement of trains along a railway section.

Например, известен способ моделирования движения поездов в процессе составления графика движения поезда по коридору, с учетом различных функций стоимости, связанных с работой железных дорог. Рельсовый коридор включает в себя множество дополнительных путей, по которым поезда могут быть разведены в случае встречи или обгона другим поездом в коридоре. Процесс поиска градиента используется вместе с функцией стоимости для того, чтобы определить оптимальный график путем смещения каждой встречи и проследования разъезда. Индивидуальные графики поездов варьируются путем изменения скорости поезда и/или времени отправления поезда, т.е. времени, в которое поезд входит в коридор. Способ включает в себя подготовку данных поездов, данных поездного плана, расчет первоначального графика, определение наличия конфликта, поиск градиента, выбор разъезда (три варианта этого способа описаны в международных заявках WO 0149547, WO 0149549 и WO 0149550).For example, there is a known method for simulating the movement of trains in the process of scheduling a train along a corridor, taking into account various cost functions associated with the operation of railways. The rail corridor includes many additional paths along which trains can be separated in case of meeting or overtaking by another train in the corridor. The gradient search process is used together with the cost function in order to determine the optimal schedule by shifting each meeting and following the trip. Individual train schedules vary by changing the speed of the train and / or time of departure of the train, i.e. the time at which the train enters the corridor. The method includes preparing train data, train plan data, calculating an initial schedule, determining a conflict, finding a gradient, selecting a departure (three variants of this method are described in international applications WO 0149547, WO 0149549 and WO 0149550).

Поскольку данный способ относится к моделированию движения поездов на однопутном участке железной дороги с разъездами и, по существу, предназначен для корректировки первоначального графика, он не может быть приспособлен для выработки управляющих решений по движению поездов на двухпутных участках железных дорог с заданными временами отправления и скоростями движения.Since this method relates to simulating the movement of trains on a single-track section of a railway with travels and, in essence, is intended to adjust the initial schedule, it cannot be adapted to develop control decisions on the movement of trains on double-track sections of railways with given departure times and speeds .

Известен способ моделирования движения подвижных единиц по железнодорожным станциям, основанный на моделировании потоков задач. В данном способе моделирования используют систему, которая включает в себя компьютер с процессором и запоминающим устройством и базу данных. Осуществляется моделирование движения поездов на железнодорожной станции, которая представлена в виде шести связанных между собой подстанций: подстанции прибытия, подстанции приема, подстанции проверки приема, сортировочной станции, подстанции отправления и подстанции проверки отправления. Начальные параметры вводят в компьютер, моделируют поток задач железнодорожной станции, использующийся в модели станции. Основываясь на моделировании, определяют, выполняется ли график движения поездов. При осуществлении моделирования принимают во внимание график движения поездов, начальное невыполнение, топологию станции, распределение персонала, начальное состояние. Осуществляют обновление невыполнения задач, расчет нормы потока заданий, обновление времени. Выявляют наличие затора на станции. Изменяют нормы задач локомотивных бригад и нормы всех задач, определяют новый состав персонала и вводят новый состав для дальнейшего моделирования (международная заявка WO 0147761).A known method of modeling the movement of moving units in railway stations, based on the modeling of the flow of tasks. In this simulation method, a system is used that includes a computer with a processor and storage device and a database. Train movement is simulated at a railway station, which is presented in the form of six interconnected substations: arrival substation, reception substation, reception verification substation, sorting station, departure substation, and departure verification substation. The initial parameters are entered into a computer, simulate the task flow of the railway station, used in the station model. Based on the simulation, it is determined whether the train schedule is being met. When carrying out the simulation, the train schedule, initial non-fulfillment, station topology, personnel distribution, and initial state are taken into account. They carry out updating of non-fulfillment of tasks, calculating the norm of the flow of tasks, updating the time. Detect the presence of congestion at the station. The norms of tasks of locomotive brigades and the norms of all tasks are changed, a new staff composition is defined and a new staff is introduced for further modeling (international application WO 0147761).

Известен способ моделирования движения поездов, использующийся в планировщике ресурсов для планирования ресурсов поездов железных дорог. Планировщик внедрен в экспертную систему, которая использует дополнительные приемы имитации, чтобы приблизиться к оптимальному решению. При моделировании используют базу данных ресурсов, осуществляют имитацию поддержки диспетчера, задают график движения поезда, время, условия остановки; движение поезда моделируют с учетом истории поезда, событий остановки и запросов на перемещение, а также параметров и местоположения поезда. Соответственно моделируется состояние средств железнодорожной сигнализации. (US 6154735). Недостатком данного способа является практическая невозможность его использования для моделирования самого участка железной дороги как комплекса блок-участков, поскольку моделирование в указанном известном способе основано на сложной многоуровневой модели топологии железнодорожного участка.A known method of simulating the movement of trains, used in the resource planner for resource planning of trains of railways. The scheduler is embedded in an expert system that uses additional simulation techniques to get closer to the optimal solution. When modeling, they use a resource database, imitate dispatcher support, set the train schedule, time, and stop conditions; The movement of the train is modeled taking into account the history of the train, stopping events and movement requests, as well as the parameters and location of the train. Accordingly, the state of the railway signaling facilities is modeled. (US 6154735). The disadvantage of this method is the practical impossibility of its use for modeling the railway section itself as a complex of block sections, since the simulation in the specified known method is based on a complex multi-level topology model of the railway section.

Известен способ имитационного моделирования поездопотока по двухпутному участку железной дороги, при котором задают постоянные данные для моделирования, включающие в себя данные об участке и график движения поездов; оперативные данные, включающие в себя характеристики входных потоков поездов, характеристики каждого поезда и условия пропуска; и вспомогательные данные, определяют шаг моделирования; после инициализации данных, начинают отсчет заданного времени моделирования, по истечении которого сохраняют результаты с возможностью просмотра и записи на носитель информации (US 5623413). Недостатки этого способа те же, что и способа, описанного выше: практическая невозможность его реализации при моделировании движения поездопотока из-за того, что моделирование в нем основано на использовании сложной многоуровневой модели топологии железнодорожного участка, не предназначенной для детального моделирования продвижения поездов через каждый блок-участок.There is a method of simulating train flow along a two-track railway section, in which constant data for modeling is set, including data on the section and the train schedule; operational data, including the characteristics of the input flows of trains, the characteristics of each train and the conditions of admission; and supporting data, determine the modeling step; after the initialization of the data, the countdown of the set simulation time begins, after which the results are saved with the possibility of viewing and recording on the storage medium (US 5623413). The disadvantages of this method are the same as the method described above: the practical impossibility of its implementation when simulating the movement of train traffic due to the fact that the simulation in it is based on the use of a complex multi-level model of the topology of the railway section, not intended for detailed modeling of train movement through each block plot.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ имитационного моделирования поездопотока по участку железной дороги с помощью аппаратно-программного комплекса, при котором задают график движения поездов, оперативные данные, включающие в себя характеристики входных потоков поездов, характеристики каждого поезда и условия пропуска, и вспомогательные данные и постоянные данные для моделирования, включающие в себя данные об участке в виде множества логически связанных массивов данных, включающего в себя массивы данных, соответствующих блок-участкам, вводят данные об ограничениях скорости по состоянию пути и скорости, предписываемой показаниями светофоров, после инициализации данных осуществляют моделирование путем изменения состояния массивов данных участка, сохраняя результаты моделирования (RU 2207279).The closest analogue of the claimed invention is a method for simulating train flow over a railway section using a hardware-software complex, in which a train schedule is set, operational data, including the characteristics of the input flows of the trains, the characteristics of each train and the conditions for passing, and auxiliary data and permanent data for modeling, including data about the plot in the form of a set of logically connected data arrays, including data arrays x, corresponding to the block sections, enter data on speed limits according to the state of the path and speed prescribed by the indications of traffic lights, after initializing the data, carry out modeling by changing the state of the data arrays of the section, saving the simulation results (RU 2207279).

Данный способ имитационного моделирования движения поездопотока позволяет простыми средствами обеспечить возможность оценки эксплуатационных показателей движения поездов по данным смоделированного графика движения поездов, составить расписание, позволяющего пропускать поездопоток с рассчитанными эксплуатационными показателями при внедрении энергосберегающих технологий и возможности построения энергооптимального графика. Кроме того, использование данного способа моделирования позволяет рассчитывать эксплуатационные показатели и составлять расписания для различных видов грузового и пассажирского движения, а именно для поездов как электровозами постоянного и переменного тока, так и с тепловозами. Однако в данном способе изменение состояния модели происходит в определенные моменты времени, вследствие чего точность моделирования оказывается недостаточной, так как с помощью полученной модели невозможно отследить изменения модели в интервалах времени между указанными моментами. Кроме того, поскольку в этом известном способе данными для моделирования не представлены движущиеся по рельсам объекты, возможности использования данного способа для моделирования движения поездов в больших объемах, а также в системах обучения и тренинга работников ограничены. Неудобство использования известного способа для обучения и тренинга связано также с тем, что в нем невозможен откат на конкретный промежуток времени и возобновление моделирования, что важно при отработке производственных навыков. При этом невозможна реализация указанного известного способа для многопользовательского моделирования, а также невозможно моделирование с использованием таких технических средств как многомашинные аппаратно-программные комплексы, в особенности использующие машины различных мощностей, что необходимо при моделировании больших объемов данных, а также при групповом обучении.This method of simulating train flow movement allows simple means to provide an opportunity to evaluate operational performance of train traffic according to the simulated train schedule, to create a schedule that allows you to skip train flow with calculated operational performance when implementing energy-saving technologies and the possibility of constructing an energy-optimal schedule. In addition, the use of this simulation method allows you to calculate performance and schedule for various types of freight and passenger traffic, namely for trains as electric locomotives AC and DC, and with diesel locomotives. However, in this method, the state of the model changes at certain points in time, as a result of which the modeling accuracy is insufficient, since using the obtained model it is impossible to track the changes in the model in time intervals between the indicated moments. In addition, since in this known method the data for modeling does not represent moving objects on rails, the possibilities of using this method for modeling the movement of trains in large volumes, as well as in the systems of education and training of workers are limited. The inconvenience of using the known method for education and training is also due to the fact that it is not possible to roll back to a specific period of time and resume modeling, which is important when practicing production skills. At the same time, it is impossible to implement the known method for multi-user modeling, and it is also impossible to model using such technical means as multi-machine hardware and software systems, in particular, using machines of various capacities, which is necessary when modeling large volumes of data, as well as in group training.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение точности моделирования и расширение функциональных возможностей способа моделирования движения поездов по участку железной дороги.The technical result to which this invention is directed is to increase the accuracy of modeling and expand the functionality of a method for simulating the movement of trains along a railway section.

Технический результат достигается тем, что в способе имитационного моделирования поездопотока по участку железной дороги с помощью аппаратно-программного комплекса, при котором задают график движения поездов, оперативные данные, включающие в себя характеристики входных потоков поездов, характеристики каждого поезда и условия пропуска, и вспомогательные данные и постоянные данные для моделирования, включающие в себя данные об участке в виде множества логически связанных массивов данных, включающего в себя массивы данных, соответствующих блок-участкам, вводят данные об ограничениях скорости по состоянию пути и скорости, предписываемой показаниями светофоров, после инициализации данных осуществляют моделирование путем изменения состояния массивов данных участка, сохраняя результаты моделирования, задают характеристики каждого поезда, как составного распределенного объекта, в виде массива данных, включающего данные о локомотивах и вагонах, которые являются самостоятельными объектами модели и могут вступать во взаимодействие с произвольным числом других объектов модели, данные об участке дополняют массивами данных, соответствующими станциям, причем данные указанных массивов включают в себя количество и длину путей, при этом осуществляют параллельное и независимое моделирование движения каждого поезда, изменяя на каждом шаге моделирования в соответствии с командами, созданными пользователем и/или системой, воспринятыми на предыдущем шаге моделирования, состояние массивов данных участка за счет взаимодействия их с массивами данных поездов, причем все изменения состояния модели синхронизируют через интервалы времени ΔT, задаваемые общим синхронизатором, результаты моделирования сохраняют каждый раз в пределах интервала времени ΔТ с возможностью остановки процесса моделирования, отката на любой промежуток времени и возобновления моделирования с момента времени, на который произошел откат.The technical result is achieved by the fact that in the method of simulating train flow along a railway section using a hardware-software complex, in which the train schedule is set, operational data, including the characteristics of the input flows of the trains, the characteristics of each train and the conditions of admission, and auxiliary data and constant data for modeling, including data about the site in the form of a set of logically connected data arrays, including data arrays, corresponding block sections, enter data on speed limits according to the state of the path and speed prescribed by the indications of traffic lights, after initializing the data, perform modeling by changing the state of the data arrays of the section, saving the simulation results, specify the characteristics of each train as a composite distributed object in the form of a data array , including data on locomotives and cars, which are independent objects of the model and can interact with an arbitrary number of other objects models, data about the section are supplemented by data arrays corresponding to stations, the data of the indicated arrays include the number and length of tracks, while parallel and independent simulation of the movement of each train is carried out, changing at each simulation step in accordance with the commands created by the user and / or the system adopted at the previous modeling step, the state of the data arrays of the section due to their interaction with the arrays of data trains, and all changes in the state of the model synchronize at time intervals ΔT specified by the common synchronizer, the simulation results are saved each time within the time interval ΔT with the possibility of stopping the simulation process, rolling back for any period of time and resuming the simulation from the time that the rollback occurred.

Полигон, представляющий собой множества указанных введенных данных, разделяют на непересекающиеся подмножества, причем моделирование на каждом подмножестве представляет собой отдельный процесс. Моделирование осуществляют с использованием многомашинного аппаратно-программного комплекса. Для обработки команд пользователя и системы в процессе управления моделированием используют единый стиль.The polygon, which is the set of specified input data, is divided into disjoint subsets, and modeling on each subset is a separate process. Modeling is carried out using a multi-machine hardware-software complex. To process user and system commands in the process of modeling control, a single style is used.

На фиг.1 представлена схема алгоритма имитационного моделирования движения поездов.Figure 1 presents a diagram of an algorithm for simulating the movement of trains.

На фиг.2-4 изображены структурные блок-схемы различных режимов реализации способа: одномашинного однопользовательского режима, многомашинного однопользовательского режима и многомашинного многопользовательского режима.Figure 2-4 shows the structural block diagrams of various modes of implementation of the method: single-machine single-user mode, multi-machine single-user mode and multi-machine multi-user mode.

На фиг.5 показаны составляющие сервисного ядра распределенной модели.Figure 5 shows the components of the service core of a distributed model.

На фиг.6 показана временная диаграмма дискретно-непрерывной модели движения поезда.Figure 6 shows a timing diagram of a discrete-continuous model of train movement.

В начале имитационного моделирования (фиг.1, позиция 1) поездопотока по участку железной дороги осуществляют ввод данных о поездоучастках, входных потоках поездов, условия пропуска и задание параметров моделирования. При этом задают график движения поездов, оперативные данные, включающие в себя характеристики входных потоков поездов, характеристики каждого поезда и условия пропуска, и вспомогательные данные и постоянные данные для моделирования, включающие в себя данные об участке в виде множества логически связанных массивов данных, включающего в себя массивы данных, соответствующих блок-участкам и массивы данных, соответствующие станциям, и характеризующие количество и длину путей, задают характеристики каждого поезда, как составного распределенного объекта виде массива данных, включающего данные о локомотивах и вагонах, которые являются самостоятельными объектами модели и могут вступать во взаимодействие с произвольным числом других объектов модели. Также вводят данные об ограничениях скорости по состоянию пути и скорости, предписываемой показаниями светофоров, и профиле пути в виде непрерывных функций времени (t) и расстояния (х).At the beginning of the simulation (Fig. 1, position 1) of the train flow over a section of the railway, data are entered about train sections, train input flows, skipping conditions and setting simulation parameters. In this case, set the train schedule, operational data, including the characteristics of the input trains, the characteristics of each train and the conditions of admission, and auxiliary data and constant data for modeling, including data about the site in the form of a set of logically connected data arrays, including the data arrays corresponding to the block sections and the data arrays corresponding to the stations and characterizing the number and length of tracks set the characteristics of each train as a composite distribution of an object in the form of an array of data, including data on locomotives and wagons, which are independent objects of the model and can interact with an arbitrary number of other objects of the model. They also enter data on the speed limits according to the state of the path and the speed prescribed by the indications of traffic lights, and the profile of the path in the form of continuous functions of time (t) and distance (x).

Затем (позиция 2 моделирования) осуществляют пространственную декомпозицию полигона, представляющего собой множество указанных введенных данных, и разделение его на непересекающиеся подмножества. После инициализации данных осуществляют моделирование путем изменения состояния массивов данных. Моделирование на каждом подмножестве осуществляют как отдельный процесс, причем процессы моделирования на всех подмножествах осуществляют параллельно. Далее позиции 3-7 моделирования будут рассмотрены на примере моделирования на одном подмножестве.Then (modeling position 2), a spatial decomposition of the polygon, which is a set of specified input data, is carried out, and its division into disjoint subsets. After data initialization, modeling is performed by changing the state of the data arrays. Modeling on each subset is carried out as a separate process, and modeling processes on all subsets are carried out in parallel. Further, the positions 3-7 of the simulation will be considered on the example of modeling on one subset.

В интервале от Т до (Т+ΔТ) осуществляют прием новых на момент времени Т объектов и формирование команд (позиция 3). Команда - это заявка объекта на доступ или обладание ресурсом. Команды, сформированные в интервале, выдаются и принимаются к исполнению в определенные моменты (Т, Т+ΔТ и так далее), которые являются моментами синхронизации процессов моделирования. В момент Т выполняют команды, принятые (и/или созданные) в интервале ΔT, предшествующем моменту Т (позиция 4).In the interval from T to (T + ΔT), new objects are received at the time moment T and teams are formed (position 3). A team is an application of an object for access or possession of a resource. Commands formed in the interval are issued and accepted for execution at certain moments (T, T + ΔT, and so on), which are the moments of synchronization of modeling processes. At time T, the commands received (and / or created) in the interval ΔT preceding time T (position 4) are executed.

При этом в течение интервала от ΔT моделирования все процессы осуществляют вычисления параллельно и независимо один от другого, изменяя в соответствии с командами, созданными пользователем и/или системой и принятыми к исполнению в соответствующий момент синхронизации, состояние массивов данных участка за счет взаимодействия их с массивами данных поездов. Далее осуществляют передачу, прием, создание и удаление объектов на момент времени Т+ΔТ посредством созданных команд (позиция 5). Изменяют состояние объектов в процессе моделирования движения поездов и создают команды на момент времени Т+ΔТ (позиция 6) и осуществляют передачу новых, удаляемых или измененных на момент времени Т+ΔТ объектов, состояний объектов и команд (позиция 7).Moreover, during the interval from ΔT modeling, all processes carry out calculations in parallel and independently from each other, changing in accordance with the commands created by the user and / or the system and accepted for execution at the corresponding synchronization moment, the state of the data arrays of the section due to their interaction with arrays data trains. Next, transmit, receive, create and delete objects at the time T + ΔT by means of the created commands (position 5). They change the state of objects in the process of simulating the movement of trains and create teams at time T + ΔT (position 6) and transfer new objects that are deleted or changed at time T + ΔT, the states of objects and teams (position 7).

Движение поездов и изменение состояния объекта в интервале AT моделируется как непрерывная функция. Таким образом реализуемая модель является дискретно-непрерывной, что показано на фиг.6. Скорость ν(t) движения поезда задается по соответствующим командам в моменты синхронизации Т и Т+ΔТ. В интервале между моментами синхронизации осуществляется независимое моделирование движения одного из поездов, движущихся по участку, определяемое наличием и количеством событий внутри интервала синхронизации. Такое моделирование позволяет отследить изменение скорости поезда в течение интервала ΔT, которая в моменты синхронизации имела одинаковые значения.Train movement and state changes in the AT interval is modeled as a continuous function. Thus, the implemented model is discrete-continuous, as shown in Fig.6. The speed ν (t) of the train is set according to the appropriate commands at the synchronization moments T and T + ΔT. In the interval between the moments of synchronization, independent simulation of the movement of one of the trains moving along the section is carried out, determined by the presence and number of events within the synchronization interval. This simulation allows you to track the change in the speed of the train during the interval ΔT, which at the moments of synchronization had the same values.

Все процессы синхронизируют (позиция 8). Интервалы синхронизации, равные ΔT, задаются предварительно общим синхронизатором. Эти интервалы могут иметь различные произвольные значения.All processes synchronize (position 8). The synchronization intervals equal to ΔT are predefined by the common synchronizer. These intervals can have various arbitrary values.

Далее принимают (позиция 9) внешние команды, созданные системой и/или пользователем на момент времени Т+ΔТ. Если принято несколько команд, то решение принимается в соответствии с приоритетом команды, что исключает конкуренцию команд. Необходимо отметить, что команды пользователя имеют более высокий приоритет на исполнение по сравнению с командами, созданными системой.Next, external commands created by the system and / or the user at the time T + ΔT are received (item 9). If several teams are accepted, the decision is made in accordance with the priority of the team, which eliminates the competition of teams. It should be noted that user commands have a higher priority on execution compared to the commands created by the system.

Принимают данные от процессов моделирования на указанных подмножествах (позиция 10). Результаты моделирования сохраняют в базе данных и, если необходимо, на каком-либо другом носителе (позиция 11). При этом необходимо отметить, что шаг сохранения модели может не совпадать с ΔT. Отображают результаты (позиция 12). Далее переходят к интервалу времени, следующему за моментом Т+ΔТ (позиция 13) и, если время моделирования не превысило максимума (позиция 14), вновь осуществляют моделирование на подмножествах, возвращаясь к стадии начала моделирования на подмножествах (позиция 3). В противном случае завершают моделирование (позиция 15). При этом возможно остановить моделирование и вернуться к произвольно выбранному более раннему циклу.Accept data from modeling processes on the indicated subsets (position 10). The simulation results are stored in a database and, if necessary, on some other medium (item 11). It should be noted that the step of saving the model may not coincide with ΔT. Display the results (position 12). Next, go to the time interval following the moment T + ΔТ (position 13) and, if the simulation time has not exceeded the maximum (position 14), simulation is again performed on the subsets, returning to the start of modeling on the subsets (position 3). Otherwise, the simulation is completed (position 15). In this case, it is possible to stop the simulation and return to an arbitrarily selected earlier cycle.

При осуществлении одномашинного однопользовательского режима моделирования (фиг.2) используется компьютер 16, снабженный программным обеспечением, представляющим собой однопользовательское одномашинное приложение, взаимодействующее с базой данных 17. Управление моделированием, отображение модели и обработка всех подмножеств осуществляется в рамках указанного программного обеспечения.When implementing a single-machine single-user simulation mode (Fig. 2), a computer 16 is used, equipped with software that is a single-user single-machine application that interacts with the database 17. The simulation is controlled, the model is displayed, and all subsets are processed within the specified software.

При осуществлении многомашинного однопользовательского режима моделирования (рисунок 3) компьютер 18, снабженный программным обеспечением, представляющим собой однопользовательское многомашинное приложение, используется для управления моделированием и отображением модели. Однопользовательское многомашинное приложение взаимодействует с сервисным ядром 19 распределенной модели, связанным с базой данных. Для моделирования на подмножествах, как отдельных процессов, предусмотрены соответствующие аппаратно-программные средства 20.1...20.N, взаимодействующие с сервисным ядром. Распределение процессов по аппаратно-программным средствам может быть произвольным. В частности, для каждого процесса может быть предусмотрено индивидуальное аппаратно-программное средство.When implementing a multi-machine single-user simulation mode (Figure 3), computer 18, equipped with software that is a single-user multi-machine application, is used to control the modeling and display of the model. A single-user multi-machine application interacts with the service core 19 of the distributed model associated with the database. For modeling on subsets, as separate processes, the corresponding hardware and software 20.1 ... 20.N are provided, which interact with the service core. The distribution of processes by hardware and software may be arbitrary. In particular, an individual hardware-software tool may be provided for each process.

При осуществлении многомашинного многопользовательского режима моделирования (фиг.4) для управления моделированием и отображением модели предусмотрены индивидуальные компьютеры 21.1...21.М пользователей, снабженные многопользовательскими многомашинными приложениями, каждое из которых представляет собой программу-клиент и взаимодействует с сервисным ядром распределенной модели.When implementing a multi-machine multi-user simulation mode (Fig. 4), individual computers 21.1 ... 21.M users are provided for controlling modeling and displaying the model, equipped with multi-user multi-machine applications, each of which is a client program and interacts with the service core of a distributed model.

Сервисное ядро распределенной модели включает в себя 22.1...22.N сервисов запуска процессов, сервис 23 диагностики и восстановления процессов, сервис 24 синхронизации процессов, сервис 25 обмена данными, сервис 26 связи с внешними моделями, первичный агент 27 модели, а также сервисы сохранения результатов моделирования 28, работы с базой данных 29 и загрузки исходных данных 30.The service core of a distributed model includes 22.1 ... 22.N process start services, a process diagnostics and recovery service 23, a process synchronization service 24, a data exchange service 25, a communication service with external models 26, a model 27 primary agent, and services saving the results of modeling 28, working with the database 29 and loading the source data 30.

Использование команд позволяет реализовать многомашинное моделирование с использованием вычислительных машин, различных по типу и по мощности.Using commands allows you to implement multi-machine modeling using computers of various types and power.

Claims (4)

1. Способ имитационного моделирования поездопотока по участку железной дороги с помощью аппаратно-программного комплекса, при котором задают график движения поездов, оперативные данные, включающие в себя характеристики входных потоков поездов, характеристики каждого поезда и условия пропуска, и вспомогательные данные и постоянные данные для моделирования, включающие в себя данные об участке в виде множества логически связанных массивов данных, включающего в себя массивы данных, соответствующих блок-участкам, вводят данные об ограничениях скорости по состоянию пути и скорости, предписываемой показаниями светофоров, после инициализации данных осуществляют моделирование путем изменения состояния массивов данных участка, сохраняя результаты моделирования, отличающийся тем, что задают характеристики каждого поезда, как составного распределенного объекта, в виде массива данных, включающего данные о локомотивах и вагонах, которые являются самостоятельными объектами модели и могут вступать во взаимодействие с произвольным числом других объектов модели, данные об участке дополняют массивами данных, соответствующими станциям, причем данные указанных массивов включают в себя количество и длину путей, задают как непрерывные функции: данные об ограничениях скорости (от t и от х) и профиль пути (от х), при этом в течение заданного интервала времени от Т до (Т+ΔТ) осуществляют параллельное и независимое моделирование движения каждого поезда, изменяя на каждом шаге моделирования в соответствии с командами, созданными пользователем и/или системой, воспринятыми в момент времени Т, состояние массивов данных участка за счет взаимодействия их с массивами данных поездов, причем все изменения состояния модели синхронизируют через интервалы времени ΔT, задаваемые общим синхронизатором, результаты моделирования сохраняют в соответствующие моменты времени в пределах интервала времени ΔT с возможностью остановки процесса моделирования, отката на любой промежуток времени и возобновления моделирования с момента времени, на который произошел откат.1. A method for simulating train flow over a railway section using a hardware-software complex, in which the train schedule is set, operational data, including the characteristics of the input flows of the trains, the characteristics of each train and the conditions for passing, and auxiliary data and constant data for modeling including data about the site in the form of a set of logically connected data arrays, including data arrays corresponding to the block sections, enter data about the boundary After the initialization of the data, they carry out modeling by changing the state of the data arrays of the section, saving the simulation results, characterized in that they specify the characteristics of each train as a composite distributed object, in the form of a data array including data on locomotives and wagons, which are independent objects of the model and can interact with an arbitrary number of other objects of the model, data on ke are supplemented with data arrays corresponding to stations, and the data of the indicated arrays include the number and length of paths, set as continuous functions: data on the speed limits (from t and from x) and the profile of the path (from x), while over a given interval time from T to (T + ΔT), parallel and independent simulation of the movement of each train is carried out, changing at each simulation step in accordance with the commands created by the user and / or the system, received at time T, the state of the data arrays of the section and due to their interaction with the data arrays of trains, and all changes in the state of the model are synchronized at time intervals ΔT specified by the common synchronizer, the simulation results are saved at the corresponding time within the time interval ΔT with the possibility of stopping the simulation process, rolling back for any period of time and resuming simulation from the point in time at which the rollback occurred. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полигон, представляющий собой множества указанных введенных данных, разделяют на непересекающиеся подмножества, причем моделирование на каждом подмножестве представляет собой отдельный процесс.2. The method according to claim 1, characterized in that the polygon, which is a set of specified input data, is divided into disjoint subsets, and modeling on each subset is a separate process. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что моделирование осуществляют с использованием многомашинного аппаратно-программного комплекса.3. The method according to claim 2, characterized in that the simulation is carried out using a multi-machine hardware-software complex. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для обработки команд пользователя и системы в процессе управления моделированием используют единый алгоритм.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a single algorithm is used to process the user and system commands in the simulation control process.
RU2005127976/11A 2005-09-08 2005-09-08 Method of simulation of train flow along railway section RU2297353C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005127976/11A RU2297353C1 (en) 2005-09-08 2005-09-08 Method of simulation of train flow along railway section

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005127976/11A RU2297353C1 (en) 2005-09-08 2005-09-08 Method of simulation of train flow along railway section

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297353C1 true RU2297353C1 (en) 2007-04-20

Family

ID=38036817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005127976/11A RU2297353C1 (en) 2005-09-08 2005-09-08 Method of simulation of train flow along railway section

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297353C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484995C2 (en) * 2007-10-12 2013-06-20 Дженерал Электрик Компани Method of scheduling motion using simulation
RU2520203C1 (en) * 2012-12-07 2014-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС") System for determining performance of two joined railway stations
RU2531780C2 (en) * 2013-02-14 2014-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of simulation of emergency response activities at automatics and telemechanics facilities
RU2591560C1 (en) * 2015-02-16 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method of energy-efficient train schedule on electrified railroads mock-up simulation
RU2641537C2 (en) * 2016-05-20 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Method of determining energy indicators of train traffic and system of traction energy
RU2671790C1 (en) * 2018-01-09 2018-11-06 Акционерное общество Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте System for managing work of distributing stations according to direction of the railway network
CN111260190A (en) * 2020-01-09 2020-06-09 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所 Method and device for evaluating passenger flow density of railway section
RU2734042C1 (en) * 2019-11-19 2020-10-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" System for organizing local car traffic
RU2801709C1 (en) * 2022-07-22 2023-08-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (АО "ВНИИЖТ") Method for controlling the movement of trains on the control section of a double-track railway with mixed movement of freight, fast-speed and passenger trains on it using simulation and a system for its implementation based on a digital dynamic model

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484995C2 (en) * 2007-10-12 2013-06-20 Дженерал Электрик Компани Method of scheduling motion using simulation
RU2520203C1 (en) * 2012-12-07 2014-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС") System for determining performance of two joined railway stations
RU2531780C2 (en) * 2013-02-14 2014-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of simulation of emergency response activities at automatics and telemechanics facilities
RU2591560C1 (en) * 2015-02-16 2016-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method of energy-efficient train schedule on electrified railroads mock-up simulation
RU2641537C2 (en) * 2016-05-20 2018-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Method of determining energy indicators of train traffic and system of traction energy
RU2671790C1 (en) * 2018-01-09 2018-11-06 Акционерное общество Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте System for managing work of distributing stations according to direction of the railway network
RU2734042C1 (en) * 2019-11-19 2020-10-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" System for organizing local car traffic
CN111260190A (en) * 2020-01-09 2020-06-09 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所 Method and device for evaluating passenger flow density of railway section
CN111260190B (en) * 2020-01-09 2023-07-21 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所 Method and device for evaluating passenger flow density of railway section
RU2801709C1 (en) * 2022-07-22 2023-08-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (АО "ВНИИЖТ") Method for controlling the movement of trains on the control section of a double-track railway with mixed movement of freight, fast-speed and passenger trains on it using simulation and a system for its implementation based on a digital dynamic model
RU2802974C1 (en) * 2023-05-22 2023-09-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Method for simulating train flow along a railway section

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2297353C1 (en) Method of simulation of train flow along railway section
Cacchiani et al. An overview of recovery models and algorithms for real-time railway rescheduling
Nash et al. Railroad simulation using OpenTrack
Grube et al. An event-driven simulator for multi-line metro systems and its application to Santiago de Chile metropolitan rail network
KR101260152B1 (en) Apparatus for Simulating Train Operation and System for Simulating Train Operation Comprising That Apparatus
CN109508751A (en) The deep neural network model modeling method of the late time prediction of High Speed Railway Trains
CN107507488A (en) A kind of track traffic virtual electronic sand table simulation training system and method
Jiang et al. Evaluating rail transit timetable using big passengers' data
CN102083674A (en) System and method for a simulation based movement planner
JP2002037076A (en) Method and device for simulating train operation
RU2207279C1 (en) Method of simulation of train traffic flow in railway section
Li et al. Discrete-event simulations for metro train operation under emergencies: A multi-agent based model with parallel computing
De Martinis et al. Definition of energy-efficient speed profiles within rail traffic by means of supply design models
RU2662351C1 (en) Railway section traffic activity operational control system
Tsyganov Development of infrastructure in Siberia, the Far East and the Arctic zone of Russia
CN105984478A (en) Traffic system simulator and traffic system simulation method
Bueno-Cadena et al. Reducing metro trip times and energy consumption through speed control, holding and boarding limits
CN105279009A (en) Flight dispatch comprehensive practical training device
KR101352216B1 (en) Apparatus for Simulating Train Operation Based on Pattern and System for Simulating Train Operation Including That Apparatus
RU2487036C1 (en) Apparatus for constructing energy-saving train schedules
Schmaranzer et al. A discrete event simulation model of the Viennese subway system for decision support and strategic planning
Wilson et al. Mathematical and simulation techniques for modelling urban train networks
Nüñez et al. Simulating railway and metropolitan rail networks: From planning to on-line control
Yang et al. A parallel intelligent system for optimizing high-speed railway rescheduling by learning
Gorbachev et al. Applying virtual modelling to verify control systems decision with artificial intelligence in railway transport

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20080505

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090909

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140909