УКД 625.032

к.э.н. Баймухамбетова Мария Куандыковна

Колледж железнодорожного транспорта, Казахстан

К вопросу моделирования движения поезда

на эвм

Рассмотрим вопрос о контроле корректности программы, реали­зующей на ЭВМ модель движения поезда. На практике, как известно, такая процедура именуется тестированием программы и имеет своей целью /1, 2/ проверку ее живучести, т.е. свойства решать именно ту задачу, для которой она предназначена, давая правильные ре­зультаты, несмотря на различные внешние возмущения. Исходя из этого, при тестировании, его объекту должен быть создан макси­мально напряженный режим работы, при котором минимальное число прогонов обеспечило бы эффективный контроль всех ветвей алгорит­ма. Согласно некоторым оценкам /3,4/, сложность проведения проверок и устранения обнаруженных ошибок на каждом последующем эта­пе разработки программы увеличивается на порядок. Поэтому, про­верка правильности проектных решений осуществлялась на всех ста­диях ее конструирования,  начиная со сквозного структурного конт­роля алгоритма. Стратегия тестовых прогонов предполагала, как отмечалось, нисхо­дящий принцип их организации со сборкой программы (под контролем головного монитора MAIN, в соответствии с алгоритмом решения задачи) из программных модулей, прошедших тщательную индивидуальную проверку. Таким образом, была принята трехуровневая иерархия процесса тестирования: тестирование элементов; тестирование модулей; системные испытания программы. Наибольший интерес, в смысле с контроля корректности определения движений поезда представляет безусловно, последний из перечисленных, этап тестирования, анализ результатов которого приведен ниже.

Из всех известных методов получения эталонных результатов для сравнения с ними контролируемых,  с целью осуществления такого контроля /1/, - вычисление вручную; путем натурных испытаний реального объекта исследований; с помощью иной машинной программы по критерию минимальности временных, финансовых и иных видов затрат, был выбран последний. Т.е., результаты решения с помощью контролируемой программы, тестовых задач сопоставлялись с их реше­ниями, полученными с применением программы /5/, прошедшей дли­тельную эксплуатационную проверку натурным экспериментом во всех возможных режимах.  В качестве критерия сопоставления упомянутых решений был выбран один из основных их элементов - продольные силы поезда.

Рисунок 1 а – Осциллограммы продольных сил растянутом поезде, трогающемся на прямом горизонтальном пути при продольных движениях

Рисунок 1 б – Осциллограммы продольных сил сжатом поезде, трогающемся на прямом горизонтальном пути при продольных движениях 

С целью уменьшения машинных ресурсов (времени, памя­ти и т.д.), затрачиваемых на решение тестовых задач,  в качестве объекта исследований был выбран миксерный поезд,  состоящий из шести миксеров /6/ и одного тепловоза ТЭМ-2, установленного в его голове. Рациональность такой альтернативы была продиктована возможностью набора поезда достаточной массы (226т) из небольшо­го числа экипажей. Это, в свою очередь позволило не абстрагиру­ясь от их реальной нагруженности, существенно сократить необходи­мый объем упомянутых машинных ресурсов. Контроль корректности ре­зультатов моделирования велся во всех возможных режимах.

Рисунок 1 в – Осциллограммы продольных сил в сжатом поезде, трогающемся на переломе профиля пути, при продольных движениях 

Рисунок 1 г – Осциллограммы продольных сил  в сжатом поезде, трогающемся на искривление плана пути, при продольных движениях

С этой целью, моделировались: трогания с места; дополнительный набор тя­ги; торможения; движения по пути ломаному в профиле и криволиней­ному в плане. Во всех режимах, движения поезда исследовались как в случаях, когда его нелинейности на них не влияли, так и в слу­чаях наличия такого влияния.

Контроль различных ветвей алгоритма, воплощенного в тестируемой программе, был достигнут широким варь­ированием условий моделировавшихся движений поезда.

 

Рисунок 2 a – Осциллограммы продольных сил  в сжатом поезде, тормозящемся на прямом горизонтальном пути, при продольных движениях

Рисунок 2 б - Осциллограммы продольных сил  в растянутом поезде, тормозящемся на прямом горизонтальном пути, при продольных движениях

 

На рисунке 1 а – 1 г и рис. 2 a - 2 г  приведены осциллограммы продольных усилий в исследуемом миксерном поезде. Сплош­ными линиями нанесены результаты, полученные с использованием программы /5/, а кружками и крестиками - с помощью контролируе­мой программы. 

При этом, на рисунке 1 а и рисунке 1 б приведены ос­циллограммы,  соответствующие троганиям предварительно растянуто­го и сжатого поезда на прямом горизонтальном пути, а на рисунке 2 а и рисунке 2 б - соответствующие его регулировочным торможениям в тех же условиях.

Наконец,  на рисунках 1 в, рисунок 2 в; рисунок  1 г, рисунок 2 г - результаты исследования движения того же поезда по пути, имеющему переломы профиля и ненулевую кривизну в плане, в режимах тяги и торможения.

Рисунок 2 в – Осциллограммы продольных сил в растянутом поезде, тормозящемся на переломе профиля пути, при продольных движениях 

Рисунок 2 г – Осциллограммы продольных сил в растянутом поезде, тормозящемся на переломе профиля пути, при продольных движениях 

На указанных осциллограммах приняты следующие обозначения, относящиеся к результатам, полученным с помощью тестируемой программы: О O O, * * * ,  - для случаев продольных колебаний поезда на прямом горизонтальном, имеющем перелом профиля,  или ненулевую кривизну в плане, пути; для случаев движений поезда по прямо­му горизонтальному пути и его продольно-вертикальных, про­дольно-горизонтальных и пространственных колебаний. Как следует из анализа приведенных осциллограмм, результаты решений всех тестовых задач, полученные с применением обеих программ, полностью совпадают. Это свидетельствует о корректности работы синтезиро­ванной программы.

Выводы. Таким образом, корректность предлагаемой методики моделиро­вания движения поезда показана как на уровне построенной с ее по­мощью модели такого движения, так и на уровне воплощающей эту мо­дель программы для ЭВМ. Это свидетельствует о возможности исполь­зования упомянутой методики для решения задач динамики системы поезд-путь.

Литература

1. Ван Тассел Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ: Перевод с английского. - М.: Мир, 1981. - 319 с.

2. Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование прог­рамм; Перевод с английского. - М.: Мир, 1979. - 409 с.

3. Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ ал­горитмов: Перевод с английского.  - М.: Мир, 1981. - 367 с.

4. Математическое моделирование /Под редакции Дж. Эндрюса и                Р. Мак-Лоуна: Перевод с английского. - М.: Мир, 1979. - 277 с.

5. Блохин Е.П., Белик Л.В., Маслеева Л.Г. Решение при помощи ЭВМ задачи о движении поезда как системы / Днепропетровский институт инженеров железнодорожного транспорта - Днепропетровск, 1973. – 17с., ил. Библиогр: с. 17 (5 назв.). - Рукопись деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС 12.01.74, №115/74.

6. Львов А.А., Савоськин А.Н., Бржезовский A.M., Каневская О.А. Оценка наибольших амплитуд колебаний железнодорожного состава. - Вестник ВНИИ ж.д. транспорт, 1979, №1, c. 17-19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УДК: 625.032

 

Баймухамбетова М.К. К вопросу моделирования движения поезда на ЭВМ //

 

Organized analysis to capacity to work, under different external indignations, program for modeling of the moving the train

 

Проведен анализ работоспособности программы для моделирования движения поезда, при различных внешних возмущениях,

 

 

Сведения об авторах

 

Баймухамбетова М.К., КУПС,050063, г. Алматы, мкр. Жетысу-1, д. 32а, тел8-727-376-74-78, факс: 8-727-376-74-81, e-mail: kups@mail.kz.