Метод расчета горловины сортировочного парка

Вначале рассчитываются неизвестные углы поворота кривых на спускной части горки. Для каждого неизвестного угла нужно выбрать расчетный путь; на расчетном пути должен быть только один неизвестный угол.

Для определения неизвестного угла b на расчетном пути разработан итерационный метод, который не требует решения сложных тригонометрических уравнений и поэтому используется при автоматизации расчетов указанного угла. Сущность итерационного метода заключается в следующем. Первоначально принимается некоторое начальное значение неизвестного угла b = b0 и при этом значении вычисляется ордината расчетного пути Y(b) как сумма проекций элементов этого пути на ось OY. С этой целью предварительно расчетный путь представляется в виде ломаной линии. При этом кривые заменяют их тангенсами; тогда длину каждого отрезка ломаной можно определить как

li = Ti-1 + fi-1, i + Ti, (2.6)

где Ti-1, Ti - тангенсы кривых в (i-1)-й и i-й вершинах (Ti-1= ; Ti=0, т.к. Ri=0);

fi-1,i - длина заданной прямой вставки между (i-1)-й и i-й вершинами.

Сумма проекций элементов расчетного пути на ось OY является функцией угла b:

(2.5)

где y0 - ордината начального стрелочного перевода;

li - длина элемента;

qi - угол наклона элемента к оси абсцисс;

n - число элементов расчетного пути.

Угол наклона i-го элемента qi можно найти как алгебраическую сумму углов поворота в точках расчетного пути

(2.7)

где j - угол наклона базисного элемента;

aj - угол поворота расчетного пути в j-й точке.

Таким образом, при некотором начальном значении b0 неизвестного угла b с помощью приведенных выражений можно вычислить величину y(b0). Вычисленное значение у(b0) сравнивается с ординатой расчетного пути Y и в зависимости от результатов сравнения изменяется на заданную величину Db (шаг итерации) предыдущее значение угла b:

bk+1 = bk + Db×sign(Y - y(bk)), k = 0, 1, 2,…

Указанная процедура повторяется до тех пор, пока не будет найден интервал [bk, bk+1], в котором величина Y - y(b) меняет знак. После этого поиск угла осуществляется внутри указанного интервала методом половинного деления; расчеты завершаются при выполнении условия

ïY - y (bk )ï- e £ 0,

где e - требуемая точность определения ординаты расчетного пути.

При найденном значении неизвестного угла b с помощью приведенных выражений определяются координаты xi, yi всех точек расчетного пути.

На остальных путях, маршрут на которые от вершины горки проходит через найденный угол b, определяются прямые вставки между крестовиной последней стрелки и вершиной угла поворота

Следует заметить, что в горочной горловине может быть несколько неизвестных углов, для каждого из которых должен быть задан отдельный расчетный путь; расчет указанных углов осуществляется поочередно.

В качестве расчетного можно выбрать любой путь горловины. Обычно выбирают один из крайних путей пучка (если пучок полный) или соседний с крайним (если пучок неполный). При этом целесообразно сделать несколько вариантов расчета при разных расчетных путях и выбрать лучший по условиям вписывания кривых на всех сортировочных путях.

При проектировании соединительных кривых на сортировочных путях, не являющихся расчетными, могут возникнуть определенные трудности. В частности, для некоторых смежных путей ширина междупутья меньше минимальной величины emin (см. рис.___, пути 2-3). В этом случае на пути 2 укладывается дополнительная обратная кривая с углом поворота g. По тем же соображениям на пути 3 одну соединительную кривую заменяют двумя кривыми одного направления. Вершине угла дополнительной кривой автоматически присваивается тот же номер, который имеет основная кривая на том же пути, но с первой цифрой 3.

Следует заметить, что задачу выбора оптимальных параметров соединительных кривых нельзя решать для отдельно взятого пути, поскольку его положение влияет на ширину междупутий со смежными путями. Ее необходимо решать, как минимум, для отдельного пучка путей. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы максимальное расстояние Li от головной стрелки пучка до точки возможной установки замедлителей на путях пучка было наименьшим . Поскольку замедлители в пучке укладывают в створе, их выравнивают по наиболее удаленной точке пучка.

Для приближенного решения данной задачи используется интерактивный режим проектирования плана сортировочных путей. В этом режиме имеется возможность поочередного изменения четырех указанных переменных f1, g, R1, R2. После каждого изменения по текущим значениям этих параметров автоматически рассчитывается вставка f₂. При этом на экране дисплея соответственно изменяется план проектируемого пути. При необходимости процедура корректирования параметров каждого пути может повторяться многократно.

Для удобства выбора рациональной конструкции плана пути на экран дисплея выводятся точки, в которых ширина междупутья достаточна для укладки парковых замедлителей.

Точка, в которой расстояния до двух соседних путей равны emin/2, определяется как точка пересечения эквидистант – линий, расположенных на одинаковом расстоянии emin/2 от соответствующих путей. Указанные точки отображаются на дисплее; их положение корректируется после каждого изменения значений параметров соединительных кривых некоторого пути.

2.6. Результаты расчёта плана горочной горловины.

Результаты расчёта записываются в виде таблиц в текстовый файл с именем NKXXX_NN.REZ

Таблица расстояний между точками (Вставки)

╔══════════╦═══════════╦════════════╦════════════╗

║ От точки ║ До точки ║ Расстояние ║ Отрезок ║

╠══════════╬═══════════╬════════════╬════════════╣

║ 1 ║ 102 ║ 15.8209 ║ 10.5600 ║

В первых двух столбцах указаны номера смежных вершин горловины; в третьем столбце указано общее расстояние между вершинами, а в четвертом – его часть без учета тангенсов кривых в вершинах (отрезок).

Таблица данных о кривых.

╔═══╦═══════╦═══════╦═════════════╦════╦═══════╦═══════╗

║Ном║ Xву ║ Yву ║ У ║ R ║ T ║ K ║

╠═══╬═══════╬═══════╬═════════════╬════╬═══════╬═══════╣

║102║ 15.767║ 1.305║ 3° 0' 49''║ 200║ 5.261║ 10.519║

В первом столбце указан номер вершины угла поворота; Xву, Yву – координаты вершины; У, R, T, K – соответственно, величина угла, радиус, тангенс и длина кривой.

Таблица координат центров стрелочных переводов

╔═════╦═════════╦═════════╗

║ Ном ║ X ║ Y ║

╠═════╬═════════╬═════════╣

║ 1 ║ 0.000║ 0.000║

В первом столбце указан номер стрелочного перевода; X, Y – координаты центра стрелочного перевода.

Таблица координат точек возможной установки замедлителей.

╔═══════╦═════════╦═════════╗

║ Пути ║ X ║ Y ║

╠═══════╬═════════╬═════════╣

║ 1- 2 ║ 117.131║ 21.794║

В первом столбце указаны номера смежных путей, между которыми находится точка, удаленная от них на расстояние emin/2; X, Y – координаты точки.

Таблица сумм углов поворота на путях горловины.

╔════════╦═════════╦═════════╦═════════╗

║ Путь ║ SAс ║ SAп ║ SA ║

╠════════╬═════════╬═════════╬═════════╣

║ 1 ║ 19.06 ║ 19.06 ║ 38.11 ║

В первом столбце указан номер пути сортировочного парка, в остальных столбцах – алгебраические суммы углов поворота на маршруте скатывания на данный путь: SAс, SAп, SA – соответственно, на спускной части горки, на сортировочном пути и общая. Эти данные необходимы для выбора расчетного трудного пути при определении высоты горки.

2.7. Порядок работы с программой neck.exe

Автоматизированное проектирование планов горочных горловин сортировочных парков с помощью программы neck.exe требует выполнения следующих шагов.

1. Подготовка текстового файла NKХХХ; файл должен находиться в том же каталоге, что и программа neck.exe

2. Загрузка программы neck.exe; при этом выводится основное меню программы:

F2-Данные

F3-Ввод

F4-КоррОС

F5-Масштаб

F6-Расчет

F8-Результ

F9-Печать

F10-Выход

3. Ввод файла NKХХХ, его контроль и выдача информации об обнаруженных ошибках. Для ввода необходимо нажать клавишу F3 – при этом выводится текст запроса:

Номер горловины (XXX) ? (отказ от ввода - Enter)

После ввода номера горловины выводится запрос номера варианта:

Номер варианта (XX) ? (основной - Enter)

После ввода имени файла осуществляется его чтение и контроль, после чего выводится текст:

Ввод завершен, нажмите F6 или F2

При отсутствии файла в текущем каталоге выводится текст:

Нет файла NKХХХ, повторить ввод

после чего запрос имени файла повторяется.

4. Расчёт элементов плана станции и вывод его масштабного графического изображения. Для расчета необходимо нажать клавишу F6 – при этом выводится текст:

В NNN-й схеме неизвестных углов - K,

введите номер расчетного пути для неизвестного угла 1XX"

При этом необходимо ввести номер расчетного пути M; запрос повторяется K раз, пока не будут введены все K номеров. После этого поочередно выводятся рассчитанные значения K неизвестных углов:

Расчетная вершина угла поворота 200+M, угол b= a° a¢ a²

Для продолжения нажмите любую клавишу

После вывода значений K неизвестных углов выводится графическое изображение плана горочной горловины.

5. Визуальный контроль изображения плана горловины; для просмотра частей горловины в более крупном масштабе необходимо нажать клавишу F5 (масштаб). При этом в левом верхнем углу экрана появится прямоугольник, который необходимо навести на нужный участок плана горловины и нажать ENTER; прямоугольник можно перемещать по экрану с помощью клавиш ←, →, ↑, ↓, а также изменять его размер с помощью клавиш Ctrl+→ (увеличение), и Ctrl+← (уменьшение). Для возврата к исходному масштабу необходимо нажать клавиши F5 и затем Home.

6. Изменение конструкции соединительных кривых на сортировочных путях. Для перехода в режим корректирования необходимо нажать клавишу F4 – при этом выводится текст запроса:

Введите номер пути для корректирования (Выход - Enter)

После ввода номера пути на экран выводится меню для выбора корректируемого параметра, а также текущие значения этих параметров и шагов их изменения:

Угол_Доп	Вставка	Радиус_Доп	Радиус
0,000000	0,0000			Текущее значение
0,010000	1,0000			Шаг изменения

В начальном положении курсор меню (светлый прямоугольник) установлен на параметр Угол_Доп, текущее значение которого равно 0. Это означает, что можно изменять дополнительный угол с шагом 0,01 радиан; при этом угол можно увеличивать, нажимая клавишу ­, или уменьшать, нажимая клавишу ¯. Выбирать параметр для корректирования можно, изменяя положение курсора с помощью клавиш ® или . Шаг изменения каждого параметра также можно варьировать при соответствующем положении курсора с помощью клавиш + или –. При этом могут быть установлены следующие значения шагов: угол – 0,01, 0,001, 0,0001, 0,000001 радиан; вставка – 10, 1, 0,1, 0,01 м; радиусы – 200, 100, 50, 10 м. После каждого изменения любого из параметров на экране изменяется план соответствующего пути, что позволяет визуально контролировать процесс корректирования плана. Завершается корректирование плана пути после нажатия клавиши ENTER, после чего вновь появляется запрос следующего номера пути для корректирования. Одновременно при этом на плане горловины корректируется положение точек возможной установки замедлителей в двух смежных с данным путем междопутиях. Для завершения процесса корректирования плана горловины необходимо вместо ввода очередного номера пути нажать клавишу ENTER, после чего работа в данном режиме будет закончена и осуществится выход в главное меню, а на экране снова появится изображение плана всей горловины в первоначальном масштабе.

7. Переход в режим вывода численных результатов (клавиша F8). При этом на экран выводится меню:

Вставки

Кривые

Стрелки

Замедлители

Сохранить

Выход

Перемещая курсор меню, можно выбрать таблицу для просмотра:

Вставки – Таблица расстояний между точками (табл.1);

Кривые – Таблица данных о кривых (табл.2);

Стрелки – Таблица координат центров стрелочных переводов (табл.3);

Замедлители – Таблица координат точек возможной установки замедлителей (табл.4);

При выборе любой из этих таблиц выводится подменю:

F2 - запись

F5 - печать

Выход - Esc

Для сохранения данных выбранной таблицы необходимо нажать клавишу F2 и ввести имя файла, в который будет записана данная таблица.

Чтобы сохранить все таблицы в одном файле необходимо выбрать пункт меню
Сохранить. При этом выводится запрос номера варианта:

Номер варианта (основной - Enter)

После ввода номера варианта выводится приглашение для ввода примечания (до 80 символов), которое будет записано в файл результатов. После ввода примечания осуществляется запись файла результатов, после чего выводится текст:

файл результатов NKХХХ_XX сохранен

8. Редактирование исходных данных (клавиша F2). При этом на экран выводится меню:

Положение

СпускЧасть

СортПути

Сохранить

Выход

Перемещая курсор меню, можно выбрать таблицу для просмотра и редактирования:

Положение – Таблица координат головной точки горловины (табл.1);

Положение начальной точки

╔══════════╦══════════╦═════════════╗

║ X0 ║ Y0 ║Угол до точки║

╠══════════╬══════════╬═════════════╣

║ 0.0 ║ 0.0 ║ 0.0 ║

╚══════════╩══════════╩═════════════╝

СпускЧасть – Таблица данных о точках спускной части горки (табл.2);

План спускной части горки

╔═════╦════════════╦════════════════╦═══════════════════╦══════╦═════════╗

║ ║ Связана с ║ Угол поворота ║ Расстояние до ║ ║ Признак ║

║Точка╠═════╦══════╬════╦════╦══════╬═════════╦═════════╣Радиус║включения║

║ ║Левой║Правой║ гр.║мин.║ сек. ║ Левой ║ Правой ║ ║ кривой ║

╠═════╬═════╬══════╬════╬════╬══════╬═════════╬═════════╬══════╬═════════╣

║ 1 ║ 102 ║ 0 ║ 0 ║ 0 ║ 0,0 ║ 10,56 ║ 0.000 ║ 0 ║ 0 ║

СортПути – Таблица данных о сортировочных путях (табл.3);

Таблица данных о путях

╔═════╦═════════╦══════╗

║ Путь║ Y ║ R ║

╠═════╬═════════╬══════╣

║ 201 ║ 35,05 ║ 200 ║

Предусмотрена возможность изменения любого параметра в указанных таблицах. При необходимости можно сохранить изменения данных в виде отдельного файла с заданным номером варианта (команда меню Сохранить).

Для завершения работы с программой необходимо нажать клавишу F10 (Выход).

2.8. Порядок проектирования плана горочной горловины

1. Убедиться в правильности кодирования плана горочной горловины на основе анализа результатов контроля ввода файла NKXXX, а также визуального контроля изображения плана.

2. Выполнить построение масштабного плана горочной горловины по данным таблиц результатов.

2.9. Пример расчета плана горочной горловины

Ниже приведен пример автоматизированного расчета плана горочной горловины, схема которой показана на рис. ___. При расчете использовался файл данных NK777, приведенный выше (см. п. 2.3).

*Проектирование плана горочной горловины

*Дата: 23.12.2003 г. *** 12:57

*Cхема 777, вариант 77

*Примечание: Контрольный пример

Таблица расстояний между точками

╔══════════╦═══════════╦════════════╦════════════╗

║ От точки ║ До точки ║ Расстояние ║ Отрезок ║

╠══════════╬═══════════╬════════════╬════════════╣

║ 1 ║ 102 ║ 16.9079 ║ 10.5600 ║

║ 102 ║ 3 ║ 46.5079 ║ 40.1600 ║

║ 3 ║ 104 ║ 13.7853 ║ 10.5600 ║

║ 3 ║ 105 ║ 13.7853 ║ 10.5600 ║

║ 104 ║ 6 ║ 10.1753 ║ 6.9500 ║

║ 105 ║ 7 ║ 10.1753 ║ 6.9500 ║

║ 6 ║ 201 ║ 62.7799 ║ 28.0948 ║

║ 6 ║ 8 ║ 23.9700 ║ 23.9700 ║

║ 7 ║ 9 ║ 23.9700 ║ 23.9700 ║

║ 7 ║ 10 ║ 23.9700 ║ 23.9700 ║

║ 8 ║ 202 ║ 44.9326 ║ 18.6978 ║

║ 303 ║ 203 ║ 31.1255 ║ 2.4732 ║

║ 8 ║ 303 ║ 16.2615 ║ 10.5600 ║

║ 9 ║ 204 ║ 36.2615 ║ 11.6374 ║

║ 305 ║ 205 ║ 37.2602 ║ 32.7390 ║

║ 9 ║ 305 ║ 11.2600 ║ 10.5600 ║

║ 10 ║ 206 ║ 13.6811 ║ 10.5601 ║

║ 10 ║ 207 ║ 36.4907 ║ 23.0762 ║

╚══════════╩═══════════╩════════════╩════════════╝

Таблица данных о кривых

╔═══╦═══════╦═══════╦═══════╦════════╦═════════════╦════╦═══════╦═══════╗

║ном║ Xву ║ Yву ║ Xo ║ Yo ║ Угол ║ R ║ T ║ K ║

╠═══╬═══════╬═══════╬═══════╬════════╬═════════════╬════╬═══════╬═══════╣

║102║ 16.850║ 1.395║ 0.000║ 0.000║ 3° 38' 9''║ 200║ 6.348║ 12.691║

║104║ 76.290║ 11.286║ 0.000║ 0.000║ 1° 50' 52''║ 200║ 3.225║ 6.450║

║105║ 76.621║ 9.036║ 0.000║ 0.000║ 1° 50' 52''║ 200║ 3.225║ 6.450║

║201║145.234║ 35.050║179.920║-164.950║ 19° 40' 39''║ 200║ 34.685║ 68.687║

║202║153.123║ 29.750║179.358║-170.250║ 14° 56' 46''║ 200║ 26.235║ 52.172║

║203║156.661║ 24.450║179.612║-275.550║ 8° 44' 58''║ 300║ 22.951║ 45.812║

║303║125.898║ 19.715║101.110║ 218.255║ 3° 15' 57''║ 200║ 5.702║ 11.400║

║204║146.171║ 19.150║170.795║-230.850║ 11° 15' 2''║ 250║ 24.624║ 49.090║

║205║159.094║ 13.850║162.915║-186.150║ 2° 11' 21''║ 200║ 3.821║ 7.642║

║305║121.860║ 12.427║114.920║ 212.307║ 0° 24' 4''║ 200║ 0.700║ 1.400║

║206║124.404║ 8.550║127.525║-191.450║ 1° 47' 17''║ 200║ 3.121║ 6.242║

║207║146.893║ 3.250║160.308║ 203.250║ 7° 40' 28''║ 200║ 13.414║ 26.789║

╚═══╩═══════╩═══════╩═══════╩════════╩═════════════╩════╩═══════╩═══════╝

Таблица координат центров стрелочных переводов ╔═════╦═════════╦═════════╗ ║ ном ║ X ║ Y ║ ╠═════╬═════════╬═════════╣ ║ 1 ║ 0.000║ 0.000║ ║ 3 ║ 62.863║ 8.162║ ║ 6 ║ 86.121║ 13.911║ ║ 7 ║ 86.791║ 9.354║ ║ 8 ║ 109.711║ 18.161║ ║ 9 ║ 110.606║ 12.075║ ║ 10 ║ 110.729║ 8.123║ ╚═════╩═════════╩═════════╝

Таблица координат точек установки замедлителей ╔═══════╦═════════╦═════════╗ ║ Пути ║ X ║ Y ║ ╠═══════╬═════════╬═════════╣ ║ 1- 2 ║ 120.948║ 23.645║ ║ 2- 3 ║ 155.090║ 25.854║ ║ 3- 4 ║ 156.201║ 21.128║ ║ 4- 5 ║ 150.646║ 15.929║ ║ 5- 6 ║ 146.059║ 10.950║ ║ 6- 7 ║ 146.260║ 6.150║ ╚═══════╩═════════╩═════════╝

Сумма углов поворота по путям

╔════════╦═════════╦═════════╦═════════╗

║ Путь ║ SAс ║ SAп ║ SA ║

╠════════╬═════════╬═════════╬═════════╣

║ 1 ║ 19.06 ║ 19.06 ║ 38.11 ║

║ 2 ║ 23.79 ║ 14.32 ║ 38.11 ║

║ 3 ║ 23.79 ║ 14.03 ║ 37.82 ║

║ 4 ║ 23.79 ║ 10.63 ║ 34.41 ║

║ 5 ║ 23.79 ║ 8.04 ║ 31.83 ║

║ 6 ║ 23.79 ║ 3.46 ║ 27.24 ║

║ 7 ║ 23.79 ║ 8.30 ║ 32.08 ║

╚════════╩═════════╩═════════╩═════════╝