Симулятор выправки железнодорожного пути предназначен для расчета основных параметров железнодорожной линии и нахождения оптимальных сдвижек для реализации выправки железнодорожного пути в плане.
Программный пакет реализован на языке Octave/Matlab и состоит из расчётных модулей и модулей, симулирующий работу выправочно-подбивочно-рихтовочной машины, что позволяет не только производить расчёт оптимальных параметров выправки записанного пути, но и тестировать новые алгоритмы расчёта.
В пакет включены:
* Модуль для генерации произвольного плана пути, соответствующего требованиям СТН Ц-01-95.
* Модуль измерения стрел прогиба модуль при заданном пути [versine.m].
* Модуль, преобразующий стрелы в кривизну [v2c.m].
* Модуль, преобразующий кривизну в стрелы [c2v.m].
* Модуль предварительной разбивки пути на участки и нахождения их кривизн [polysec.m].
* Модуль, осуществляющий решение задачи квадратичного программирования (оптимизацию сдвижек) путём оптимизации радиусов кривизны при известных границах участков [quadro.m].
* Модуль, строящий путь в декартовой системе координат по известным сдвижкам [redline.m].
* Cимулятор работы выправочной машины при выправке в плане [plan.m].
* Модули вывода результатов в стандартном формате WinALC: [geowrite.m], [meswrite.m] и [verwrite.m].
* Модуль [vp.m] позволяет ознакомиться с работой программы.
[waygen.m]
"Красная линия" строится с помощью модуля redline.m. test_redline.m — простейший симулятор для проверки правильности разбиения на участки и расчёта сдвижек.
Аппроксимация проекта кривизн ломаной при известных границах участков осуществляется модулем polysec.m.
При неизвестных границах разбиение на участки проводится с помощью модуля sectioning.m. (TODO)
Оптимизация проекта по границам участков. (TODO)
Оптимизация по радиусам кривизны — quadro.m.
Оптимизация сдвижек.
Генератор неровностей пути — makenoise.m.
Измеритель стрел — [versine.m] — на данный момент самое медленное место.
Преобразование пути в декартовой системе координат в кривизну — w2c.m. test_w2c.m — для тестирования.
Преобразование кривизны в стрелы — c2v.m. test_c2v.m — для тестирования.
Преобразование стрел в кривизну — v2c.m.
Преобразование стрел в углы наклон — v2a.m. (TODO)
Преобразование углов наклона в стрелы — a2v.m. (TODO) Пригодится для генерации проектных стрел для продольного профиля.
Преобразование стрел в yt — v2yt.m.
research.m — для отладки и визуализации всех этих преобразований, надо согласовать его с правилом знаков.
Интегрирование методом трапеций — int.m.
Двойное интегрирование методом трапеций — int2.m.
Нахождение положения основных узлов ВПР — fullmodel.dll.
fit_to_constraints.m — реализация функции fit_to_constraints.
remove_noise.m — реализация функции remove_noise.
opticorr.m — реализация метода оптимальной коррекции из статьи про выправку в продольном профиле.
Для передачи данных из симулятора в Пилот-Л используется модуль meswrite.m — он создаёт файл в формате MES.
Для создания GEO и VER файлов WinALC используются модули geowrite.m и verwrite.m.
Для обратной передачи используется output.dmp.
simalc.m
Проводится чтение файла settings.ini, из него получают параметры измерительной хорды. Генераторы geowrite.m и verwrite.m создают GEO и VER файлы WinALC. Затем они передаются в Пилот-Л для обработки и на выходе получается файл output.dmp, по которому, в свою очередь, simalc.m производит выправку.
REFERENCES:
- P. Aknin, H. Chollet. A new approach for the modelling of track geometry recording vehicles and the deconvolution of versine measurements IAVSD Conference. Pretoria. 1999
- M. Kamiyama, A. Furukawa, A. Yoshimura. Theory and Practice of Optimum Correction Track Waveform Using Restored Track Irregularity Waveform QR of RTRI, Vol. 40, No. 2, Jun. ’99
- B. Aronov, T. Asano, N. Katoh, K. Mehlhorn, T. Tokuyama. Polyline Fitting of Planar Points under Min-Sum Criteria October 29, 2004
- K. Madsen, H.B. Nielsen, O. Tingleff. Methods for Non-Linear Least Squares Problems 2nd edition, IMM, April 2004
- M. Lourakis. levmar : Levenberg-Marquardt nonlinear least squares algorithms in C/C++
- С.С. Бюшгенс. Дифференциальная геометрия. Москва. Издательство ЛКИ. 2008.
- C. Mészáros. BPMPD Home Page
- GAlib A C++ Library of Genetic Algorithm Components
- А.Я. Коган, С.В. Петуховский. Расчет оптимальных сдвигов при выправке криволинейных участков пути. Вестник ВНИИЖТ, 2002, №5
- А.Я. Коган, С.В. Петуховский. К вопросу о расчете положения пути в плане по стрелам несимметричной измерительной хорды. Вестник ВНИИЖТ, 2002, №1
- Steven van Dijc, Using Genetic Algorithms for Solving Hard Problems in GIS
- Raphael Linus Levien, From Spiral to Spline: Optimal Techniques in Interactive Curve Design
- Michael Downes. Short Math Guide for LATEX
- В.М. Тихомиров. Рассказы о максимумах и минимумах. Москва. Издательство МЦНМО. 2006.