Методика автоматизированного представления структуры станции в элементах модели

Для разбиения на элементы схема станции может подразделяться на станционные блоки, каждый из которых рассматривается в этом процессе независимо. Станционный блок - это часть схемы станции, ограниченная путями и (или) перегонами (по существу, это парковые или межпарковые горловины – например, горловина парка прибытия на сортировочной станции, ограниченная, с одной стороны, перегонами приема поездов, с другой, путями приема). Методика разбиения схемы станции на элементы – это выделение групп стрелок, которые во всех передвижениях считаются занятыми одновременно - фактически или по враждебности. Под путем в модели понимается обозначенный пользователем участок схемы станции, имеющий примыкание с обоих сторон или с одной стороны (в данном случае такой участок схемы будет отображать тупик). Перегоном всегда является участок схемы, имеющий примыкание с одной стороны, но не выделенный пользователем как путь. Понятия путей и перегонов дают возможность отобразить все существующие передвижения на станции. Их можно объединить в четыре большие группы:

- передвижения типа «путь - путь» - внутристанционные передвижения, например, надвиг состава на горку, передвижения маневровых и поездных локомотивов, перестановка состава из парка в парк станции и т.д.;

- передвижениями типа «перегон - путь» наиболее часто является прием поезда на станцию, а также все передвижения локомотивов или других поездных единиц с перегонов на пути станции;

- передвижения «путь - перегон» возникают при отправлении поезда со станции и при маневровой работе с выездом на перегон;

- передвижениями типа «перегон - перегон» являются проследования поездов, локомотивов и т.д. через станцию без остановки.

В рамках процесса разбиения на элементы считается, что пути, перегоны и стрелки имеют только два состояния - «занято» и «свободно». Поэтому схема представляется в виде логических элементов, поскольку множества их состояний s_i(t); s_i(t) достаточно для описания состояния станции.

Критерием разбиения принято минимальное количество элементов в блоке.

Ограничения:

1) все части схемы должны быть отражены в элементах;

2) все виды реально возможных передвижений должны быть возможны на схеме после разбиения;

3) все одновременно происходящие передвижения должны быть возможны после разбиения;

4) все виды одновременно невозможных передвижений должны быть невозможны на схеме в виде элементов;

5) все виды невозможных передвижений должны быть невозможны на схеме после разбиения;

Процесс представления схемы станции в виде элементов модели описывается в терминах теории графов.

Вершинами будем обозначать:

1) все имеющиеся стрелки;

2) граничные точки станции (перегоны);

3) выделенные пользователем участки станции (пути и перегоны).

Для проверки функциональности схемы станции, представленной в виде элементов модели, вводится понятие «маршрута». Под маршрутом на графе будем понимать последовательность ребер, когда каждые два соседних ребра имеют общую вершину; при этом каждое ребро встречается в маршруте не более одного раза. Маршрут может начинаться и заканчиваться только на вершинах, отображающих пути или перегоны.

Схема путевого развития станции в виде графа представляется таким образом, чтобы число вершин было минимально. При этом:

а) для любого реального передвижения должен существовать единственный маршрут на графе;

б) любой маршрут на графе должен единственным образом соответствовать возможному реальному передвижению;

в) графы маршрутов, описывающие два одновременно возможных передвижения, не должны иметь общих ребер;

г) графы маршрутов, описывающих два одновременно невозможных передвижения, должны иметь общие ребра.

Для соответствия тому, что передвижения всегда имеют направление, будем каждый граф станционного блока требуется рассматривается как совокупность двух направленных графов и . При разбиении на элементы достаточно рассмотреть только один из направленных графов. Строгость при этом не теряется, ибо множество маршрутов в графах и совпадают.

Процесс разбиения представляет собой трансформацию исходного графа в конечный граф , в котором число вершин минимально и соблюдаются указанные выше ограничения. Трансформация представляет собой итерационный процесс устранения («стягивания») соединяющих две соседние вершины ребра и получения вместо двух данных вершин одной. Вершины, отображающие пути и перегоны, в «стягивании» не участвуют.

Рис. 12.

Граф станционного блока

Условие устранения ребра графа станционного блока заключается в следующем: «Если для любого ребра графа станционного блока не существует такой пары маршрутов, проходящих через обе вершины ребра, графы которых при пересечении дают нуль-граф, то ребро устраняется и вершины объединяются в одну».

Рис. 13.

Схема станционного блока в элементах модели