Система для проектирования участков железной дороги

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при проектировании участков железной дороги.

Известно устройство формирования мобильной геоинформационной системы проектировщика участков железной дороги, содержащее центральную ЭВМ, в блоке памяти которой установлена центральная геоинформационная база данных участков железной дороги, соединенная через ГИС-сервер по радиоканалу с системой спутниковой связи и, по меньшей мере, с одной станцией мобильной связи, а также средства проектирования с системой автоматизированного проектирования, установленные на месте проектирования участков железной дороги и подключенные посредством радиоканала, по меньшей мере, к одной станции мобильной связи и/или к системе спутниковой связи (RU 95441, H04B 7/26, 27.06.2010).

Известное устройство используется для проектирования и для контроля состояния железных дорог. Однако оно не позволяет осуществлять эффективную автоматизированную разработку проектов.

В качестве прототипа выбрана система для определения пропускной способности участка железной дороги, которая может использоваться при реконструкции и перепроектировании путевого развития железной дороги для проработки вариантов организации движения. Известная система содержит сервер с блоком памяти, соединенный каналом связи с автоматизированным рабочим местом работника службы движения, включающим процессор работника службы движения с блоком памяти, монитором и блоком ввода информации, блоками задания условий движения поездов, ввода параметров нормативного графика движения поездов, вычисления параметров инфраструктуры, в автоматизированное рабочее место работника службы движения введены блоки вычисления наличной и потребной пропускной способности, сравнения вычислений между собой и с установленным значением, при этом первый вход блока вычисления наличной пропускной способности соединен с выходом блока задания условий движения поездов, второй вход соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, выход блока вычисления наличной пропускной способности соединен с входом блока сравнения вычислений, первый вход блока вычисления потребной пропускной способности соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, второй вход соединен с выходом блока ввода параметров нормативного графика движения поездов, выход блока вычисления потребной пропускной способности соединен с входом блока сравнения вычислений, выход которого связан с входом блока сравнения с установленным значением, первый выход которого соединен с процессором работника службы движения, а второй вход соединен каналом связи с сервером (RU 86926, B61L 27/04, 20.09.2009).

Недостатком известной системы является отсутствие в ней средств автоматизации процессов проектирования. Это обстоятельство обуславливает увеличение сроков разработки проектной документации при использовании такой системы для проектирования.

Технический результат изобретения заключается в сокращение времени проектирования и повышении его качества.

Технический результат достигается тем, что в системе для проектирования участков железной дороги содержащей сервер, первый вход/выход которого соединен с выходом/входом блока внешней памяти, второй вход/выход сервера через канал связи соединен с первым выходом/входом процессора компьютера автоматизированного рабочего места проектировщика, второй выход/вход которого соединен с входом/выходом блока памяти компьютера, к выходу процессора подключен монитор, а с входом процессора соединен выход блока ввода данных, согласно изобретению в компьютер автоматизированного рабочего места проектировщика введены последовательно соединенные блок формирования электронной карты цифровой модели инфраструктуры, блок формирования камеральной информации, блок формирования целевых параметров железнодорожной инфраструктуры, блок генерации сценариев эксперимента, блок симуляции и моделирования, выход которого подключен к первому входу блока отбора вариантов развития, соединенного с модулем памяти, второй вход блока отбора вариантов развития соединен с выходом блока машинного обучения через блок отбора и хранения результатов машинного обучения, при этом вход/выход блока формирования электронной карты цифровой модели инфраструктуры, блока формирования целевых параметров железнодорожной инфраструктуры, блока симуляции и моделирования, блока машинного обучения и блока отбора вариантов развития соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым выходом/входом процессора, при этом блок внешней памяти состоит из модуля обработки базы внешних данных и пяти модулей памяти, в которых записаны соответственно актуальная геоинформационная база данных цифровых моделей объектов железнодорожной инфраструктуры, база данных технологических процессов, база данных технико-распорядительных актов железнодорожных станций, база данных результатов моделирования и база данных отобранных сценариев.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемой системы для проектирования участков железной дороги.

Система для проектирования участков железной дороги содержит сервер 1, первый вход/выход которого соединен с выходом/входом блока 2 внешней памяти, второй вход/выход сервера 1 через канал связи соединен с первым выходом/входом процессора 3 компьютера 4 автоматизированного рабочего места проектировщика, второй выход/вход которого соединен с входом/выходом блока 5 памяти компьютера, к выходу процессора 3 подключен монитор 6, а с входом процессора 3 соединен выход блока 7 ввода данных, в компьютер 4 автоматизированного рабочего места проектировщика введены последовательно соединенные блок 8 формирования электронной карты цифровой модели инфраструктуры, блок 9 формирования камеральной информации, блок 10 формирования целевых параметров железнодорожной инфраструктуры, блок 11 генерации сценариев эксперимента, блок 12 симуляции и моделирования, выход которого подключен к первому входу блока 13 отбора вариантов развития, соединенного с модулем 14 памяти, второй вход блока 13 отбора вариантов развития соединен с выходом блока 15 машинного обучения через блок 16 отбора и хранения результатов машинного обучения, при этом вход/выход блока 8 формирования электронной карты цифровой модели инфраструктуры, блока 10 формирования целевых параметров железнодорожной инфраструктуры, блока 12 симуляции и моделирования, блока 15 машинного обучения и блока 13 отбора вариантов развития соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым выходом/входом процессора 3, при этом блок 2 внешней памяти состоит из модуля 17 обработки базы внешних данных и пяти модулей памяти (18, 19, 20, 21 и 22), в которых записаны соответственно актуальная геоинформационная база данных цифровых моделей объектов железнодорожной инфраструктуры, база данных технологических процессов, база данных технико-распорядительных актов железнодорожных станций, база данных результатов моделирования и база данных отобранных сценариев.

Система для проектирования участков железной дороги работает следующим образом.

Все модули памяти (18, 19, 20, 21 и 22), в которых записаны базы данных, установлены в блоке 2 внешней памяти сервера 1 и обмен с ними необходимыми данными процессор 3 компьютера 4 автоматизированного рабочего места проектировщика осуществляет через канал связи.

При запросе с сервера 1 данных из актуальной геоинформационной базы данных цифровых моделей объектов железнодорожной инфраструктуры эти данные из модуля 18 памяти по каналу связи поступают в процессор 3 компьютера 4 автоматизированного рабочего места проектировщика и запоминаются в блоке 5 памяти компьютера. Затем эти данные передаются в блок 8, где формируется электронная карта цифровой модели инфраструктуры, которая представляет собой элемент геоинформационной системы и является основой для выполнения проектных работ.

Потоки данных, поступающие в процессор 3 компьютера 4 автоматизированного рабочего места проектировщика от всех участвующих в работе системы блоков (программных и аппаратных), записываются в его блок 5 памяти. Записанная информация может быть выведена на монитор 6 и при необходимости откорректирована с помощью блока 7 ввода данных.

С выхода блока 8 формирования электронной карты информация поступает на вход блока 9 формирования камеральной информации, который создает карту-схему и качественное машинное описание рассматриваемой железнодорожной инфраструктуры. В этом виде они предусматривают возможность коррекции. Текстовое описание, скорректированное проектировщиком, а также соответствующая карта от проектировщика, обязанностью которого является технологическая проработка проектного решения, заносится обратно в блок 5 памяти компьютера 4 для дальнейшей обработки.

С выхода блока 9 формирования камеральной информации данные поступают на вход блока 10 формирования целевых параметров железнодорожной инфраструктуры, где устанавливаются требуемые проектом параметры железнодорожной инфраструктуры. Затем, формализованная и кодифицированная блоком 10 технология, в виде извлечений, посредством процессора 3 из модуля 19 памяти (базы данных технологических процессов) и модуля 20 памяти (базы данных технико-распорядительных актов железнодорожных станций), передается в блок 11 генерации сценариев эксперимента.

Сформированные в блоке 11 генерации сценарии поступают на вход блока 12 симуляции и моделирования, который выполняет прогоны с оценкой параметров (например, уровень загрузки путей, коэффициент использования элементов инфраструктуры, простои подвижного состава и пр.), и посредством процессора 3 передаются на сервер 1 и записываются в модуль 21 памяти (база данных результатов моделирования).

Одновременно с этим процессор 3 взаимодействует с модулем 17 обработки базы внешних данных. К внешним данным могут относиться данные, напрямую не заданные в технологии и технико-распорядительных актах станций – сведения о климатическом режиме, интенсивности экономической жизни, новых застройках районов, конкурентном транспорте и режимах его эксплуатации и т.п. Эта информация через процессор 3 поступает в блок 15 машинного обучения, для передачи прогнозных грузопотоков, пассажиропотоков (поездопотоков, вагонопотоков - в зависимости от условий) и затем, с выхода блока 15 машинного обучения, поступает в блок 16 отбора и хранения результатов работы блока 15 машинного обучения. С выхода блока 16 отбора и хранения результатов работы блока 15 машинного обучения данные поступают на второй вход блока 13 отбора вариантов развития и одновременно на первый его вход поступают результаты моделирования из блока 12 симуляции и моделирования. Блок 13 отбора вариантов развития производит отбор общих сценариев по установленным критериям. В частности, отобранные варианты проектов раздела «Организация движения», выполненные на основании моделирования, интеллектуального учета влияния внешней среды и др., сохраняются в модуле 14 памяти для отобранных сценариев, а также передаются в модуль 22 памяти (база данных отобранных сценариев) и оттуда могут быть использованы проектировщиком для окончательного оформления проектной документации (раздел «Организация движения»).

Таким образом, сокращение времени проектирования и повышении его качества обеспечивается за счет технических средств, реализующих алгоритмы по поиску оптимального решения на основе ранее выполненных проектов, на основе моделирования работы проектируемой станции (участка) при различных входных данных и отбрасывания вариантов, не соответствующих как входной нагрузке, так и планируемому инфраструктурному развитию.