Устройство для моделирования процессов функционирования судоходных шлюзов

Устройство для моделирования процессов функционирования судоходных шлюзов

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессов движения судов. Техническим результатом является повышение точности. Устройство содержит модель центрального пульта управления шлюзом, модель камеры шлюза, модель верхнего бьефа, модель нижнего бьефа, модель светофоров верхнего бьефа, модель светофоров нижнего бьефа, блоки отказов и восстановлений. 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессов функционирования судоходных шлюзов при различных стратегиях движения судов через судоходный шлюз с учетом надежности, динамики и специфики их применения.

Из уровня техники известно устройство для моделирования систем массового обслуживания (СМО), содержащее элемент И, триггер, три элемента ИЛИ, четыре генератора импульсов со случайным интервалом следования и блок счетчиков (1] . Устройство позволяет моделировать СМО с высоким качеством обслуживания. Заявка, обслуженная с высоким качеством, покидает устройство, заявка с низким качеством обслуживания повторяет или весь цикл обслуживания, или только один этап обслуживания.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет моделировать процессы формирования и управления очередью судов в верхнем и нижнем бьефах шлюза, а также процессы случайного выбора диспетчером центрального пульта управления шлюзом различных стратегий шлюзования (обслуживания) судов и процессы их непосредственного шлюзования.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования процессов функционирования судоходных шлюзов [21, содержащее модель центрального пульта управления шлюзом, включающую первый триггер, первый элемент И, выход которого соединен с входом установки в "1" первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, модель камеры шлюза, включающую элемент ИЛИ, первый и второй генераторы случайных импульсов, выходы которых подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ соответственно, модель верхнего бьефа, модель нижнего бьефа, каждая из которых включает элемент ИЛИ, реверсивный счетчик импульсов и генератор случайных импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, модель светофоров верхнего бьефа, модель светофоров нижнего бьефа, каждая из которых включает триггер, первый и второй элементы индикации, входы которых подключены к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, а модель камеры шлюза дополнительно включает элемент И, третий, четвертый, пятый и шестой генераторы случайных импульсов, причем входы запуска третьего и четвертого генераторов случайных импульсов подключены к первому и второму входам элемента И модели камеры шлюза соответственно, выход которого соединен с входами останова третьего и четвертого генераторов случайных импульсов, выходы которых соединены с вычитающим входом реверсивного счетчика моделей верхнего и нижнего бьефов соответственно, с входами установки в "1" триггера моделей светофоров верхнего и нижнего бьефа соответственно и с входами запуска пятого и шестого генераторов случайных импульсов, соответственно, выходы которых подключены к входам установки в "0" триггера моделей светофоров верхнего и нижнего бьефов соответственно и к входам запуска первого и второго генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза соответственно, а модель центрального пульта управления шлюзом дополнительно включает второй и третий триггеры, с второго по девятый элементы И, с первого по восьмой элементы ИЛИ и элемент индикации, вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, вход установки в "0" которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а вход установки в "1" которого соединен с первым входом второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И подключен к выходу элементов ИЛИ модели верхнего бьефа, к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И также подключен к инверсным входам четвертого и пятого, к первым прямым входам шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы четвертого, пятого, шестого элементов И подключены к первому, второму, третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно, выход четвертого элемента И также соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в "0" второго триггера, прямой выход которого соединен с первым прямым входом четвертого и вторым прямым входом седьмого элементов И, а инверсный выход второго триггера подключен к первому прямому входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с первым входом четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входом останова первого и входом запуска второго генераторов случайных импульсов соответственно, выход второго элемента И подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом запуска первого генератора случайных импульсов, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента ИЛИ, к входу установки в "1" второго триггера, к входу запуска третьего генератора случайных импульсов и первому входу элемента И модели камеры шлюза, выход третьего элемента И подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ модели нижнего бьефа, с вторым входом второго элемента ИЛИ, с инверсным входом шестого и девятого, с вторым прямым входом пятого и восьмого, с третьим прямым входом седьмого элементов И, выход восьмого элемента соединен с вторым входом шестого и седьмого элементов ИЛИ, с первым входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в "0" третьего триггера, прямой выход которого соединен с прямым первым входом девятого и прямым третьим входом восьмого элементов И, а инверсный выход третьего триггера подключен к второму прямому входу шестого элемента И, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к входу останова второго генератора случайных импульсов, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, с входом запуска четвертого генератора случайных импульсов и вторым входом элемента И модели камеры шлюза, а также с входом установки в "1" третьего триггера, выход девятого элемента И подключен к четвертому входу первого и к второму входу восьмого элементов ИЛИ, выход элемента ИЛИ модели камеры шлюза соединен с вторым прямым входом четвертого и девятого элементов И, с третьим прямым входом пятого и шестого и с четвертыми входами седьмого и восьмого элементов И модели центрального пульта управления шлюзом, выход элемента И модели камеры шлюза подключен также к пятому входу первого элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом.

Однако данное устройство позволяет моделировать только процессы, характерные для абсолютно надежных судоходных шлюзов при судопропуске. В то же время это устройство не позволяет моделировать возникновение отказов и проведение восстановлений судоходного шлюза в режимах ожидания, формирования и управления очередью судов в верхнем и нижнем бьефах и подготовки судоходного шлюза к пропуску судов для различных стратегий шлюзования.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении точности моделирования и расширении функциональных возможностей устройства за счет имитации возникновения отказов и проведения восстановлений судоходного шлюза в режимах ожидания, формирования и управления очередью судов в верхнем и нижнем бьефах и подготовки судоходного шлюза к пропуску судов для различных стратегий шлюзования.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство для моделирования процессов функционирования судоходных шлюзов, содержащее модель центрального пульта управления шлюзом, включающую с первого по третий триггеры, с первого по восьмой элементы ИЛИ, первый и второй генераторы случайных импульсов, элемент индикации, с первого по девятый элементы И, причем выход первого элемента И соединен с первым входом второго и третьего элементов И, входом установки в "1" первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента индикации, второй вход первого элемента И подключен к выходу второго элемента ИЛИ, вход установки в "0" первого триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента И подключен к инверсным входам четвертого и пятого, к первым прямым входам шестого, седьмого и восьмого элементов И и к первому входу второго элемента ИЛИ, выходы четвертого, пятого, шестого элементов И подключены к первому, второму, третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно, выход четвертого элемента И также соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в "0" второго триггера, прямой выход которого соединен с первым прямым входом четвертого и вторым входом седьмого элемента И, а инверсный выход второго триггера подключен к первому прямому входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с первым входом четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входом останова первого и входом запуска второго генераторов случайных импульсов соответственно, выход второго элемента И подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом запуска первого генератора случайных импульсов, выход третьего элемента И подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, а второй вход третьего элемента И соединен с инверсным входом шестого и девятого, с вторым прямым входом пятого и восьмого, с третьим входом седьмого элементов И и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с вторым входом шестого и седьмого элементов ИЛИ, с первым входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в "0" третьего триггера, прямой выход которого соединен с прямым первым входом девятого и прямым третьим входом восьмого элементов И, а инверсный выход третьего триггера подключен к второму прямому входу шестого элемента И, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к входу останова второго генератора случайных импульсов, выход девятого элемента И подключен к четвертому входу первого и второму входу восьмого элементов ИЛИ, модель камеры шлюза, включающую с первого по шестой генераторы случайных импульсов, элемент И, первый элемент ИЛИ, причем выходы первого и второго генераторов случайных импульсов соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выход которого соединен с вторым прямым входом четвертого и девятого элементов И, с третьим прямым входом пятого и шестого и с четвертыми входами седьмого и восьмого элементов И модели центрального пульта управления шлюзом, выход элемента И модели камеры шлюза подключен к пятому входу первого элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом, выходы третьего и четвертого генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза соединены с входом запуска пятого и шестого генераторов случайных импульсов соответственно, выходы которых подключены к входам запуска первого и второго генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза соответственно, модель верхнего бьефа, модель нижнего бьефа, каждая из которых включает элемент ИЛИ, реверсивный счетчик импульсов и генератор случайных импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, модель светофоров верхнего бьефа, модель светофоров нижнего бьефа, каждая из которых включает триггер, первый и второй элементы индикации, входы которых подключены к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, входы установки в "1" и в "0" триггера модели светофора верхнего бьефа соединены с выходами третьего и пятого генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза соответственно, входы установки в "1" и в "0" триггера модели светофора нижнего бьефа подключены к выходам четвертого и шестого генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза соответственно, выходы третьего и четвертого генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза соединены также с вычитающими входами реверсивного счетчика импульсов модели верхнего и нижнего бьефов соответственно, второй вход четвертого и первый вход седьмого элементов ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом подключены к первому и второму входам элемента И модели камеры шлюза соответственно, дополнительно введены в модель камеры шлюза второй и третий элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом элемента И, а выходы которых подключены к входам останова третьего и четвертого генераторов случайных импульсов соответственно, в модели верхнего и нижнего бьефов - элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход элемента И модели верхнего и нижнего бьефов подключен к второму входу второго и третьего элементов И модели центрального пульта управления шлюзом соответственно, в которую дополнительно введены десятый и одиннадцатый элементы И, прямые входы которых подключены к выходам первого и второго генераторов случайных импульсов модели центрального пульта управления шлюзом соответственно, первый и второй блоки отказов и восстановлений, каждый из которых включает с первого по пятый элементы И, элемент ИЛИ, триггер, дифференцирующую цепочку, генератор случайных интервалов времени восстановления и генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого соединен с первым входом первого и прямым входом второго элементов И, выходы которых подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ соответственно, выход которого соединен с входом установки в "1" триггера и входом запуска генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен через дифференцирующую цепочку к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом установки в "0" триггера, прямой выход которого подключен к инверсному входу третьего элемента И, выход четвертого элемента И соединен с входом останова генератора случайных последовательностей импульсов, вход запуска которого подключен к выходу пятого элемента И, прямой вход которого объединен с вторым входом первого и инверсными входами второго и четвертого элементов И и соединен с прямым выходом первого триггера модели центрального пульта управления шлюзом, выход генератора случайных интервалов времени восстановления и первый вход четвертого элемента И первого блока отказов и восстановлений подключены к инверсному входу и выходу десятого элемента И модели центрального пульта управления шлюзом соответственно, выход которого соединен с первым входом элемента И модели камеры шлюза, а второй вход которой подключен к первому входу четвертого элемента И второго блока отказов и восстановлений, выход генератора случайных интервалов времени восстановления которого соединен с инверсным входом одиннадцатого элемента И модели центрального пульта управления шлюзом, выход которого подключен к второму входу элемента И модели камеры шлюза, прямой выход триггеров первого и второго блоков отказов и восстановлений соединен с вторым входом элементов И моделей верхнего и нижнего бьефов соответственно, прямые входы третьих элементов И первого и второго блоков отказов и восстановлений подключены к шестому и седьмому входам первого элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом соответственно, второй вход четвертого и первый инверсный вход пятого элементов И первого и второго блоков отказов и восстановлений соединены с выходом элемента ИЛИ модели верхнего и нижнего бьефов соответственно, а второй инверсный вход пятого элемента И первого и второго блоков отказов и восстановлений подключен к выходу элемента ИЛИ модели нижнего и верхнего бьефа соответственно, выход десятого и одиннадцатого элементов И модели центрального пульта управления шлюзом соединен также с входом установки в "1" второго и третьего триггеров этой же модели, третий и четвертый блоки отказов и восстановлений, каждый из которых включает элемент задержки, дифференцирующую цепочку, элемент ИЛИ, с первого по четвертый элемент И, первый и второй триггеры, генератор случайных интервалов времени восстановления и генератор случайных последовательностей импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом установки в "1" первого триггера, с входом элемента задержки, выход которого подключен к прямому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого через дифференцирующую цепочку подключен к первому входу третьего элемента И, входу установки в "0" первого триггера, прямой выход которого соединен с инверсным входом второго и первым входом четвертого элементов И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента И и к прямому выходу второго триггера, вход установки в "0" которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход десятого и одиннадцатого элементов И модели центрального пульта управления шлюзом соединен с входом установки в "0" второго триггера и вторым входом четвертого элемента И третьего и четвертого блоков отказов и восстановлений соответственно, вход установки в "1" второго триггера и выход первого элемента И третьего блока отказов и восстановлений подключены к выходу третьего генератора случайных импульсов и второму входу второго элемента ИЛИ модели камеры шлюза соответственно, вход установки в "1" второго триггера и выход первого элемента И четвертого блока отказов и восстановлений соединены с выходом четвертого генератора случайных импульсов и вторым входом третьего элемента ИЛИ модели камеры шлюза соответственно, входы запуска третьего и четвертого генераторов случайных импульсов модели камеры шлюза подключены к выходам элементов ИЛИ третьего и четвертого блоков отказов и восстановлений соответственно.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых двух блоков отказов и восстановлений судоходного шлюза в режимах ожидания и формирования очереди судов, каждый из которых включает генератор случайных последовательностей импульсов, генератор случайных интервалов времени восстановления, пять элементов И, элемент ИЛИ, триггер и дифференцирующий элемент, двух блоков отказов и восстановлений судоходного шлюза при подготовке, каждый из которых включает четыре элемента И, элемент задержки, элемент ИЛИ, дифференцирующую цепочку, два триггера, генератор случайных последовательностей импульсов и генератор случайных интервалов времени восстановления, дополнительным введением в модели верхнего и нижнего бьефов элемента И, в модель камеры шлюза двух элементов ИЛИ, в модель центрального пульта управления шлюзом двух элементов И и соответствующими функциональными связями с остальными элементами устройства, что соответствует критерию новизны.

Поиск технических решений в научно-технической литературе и смежных областях техники не выявил решения, имеющего признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, что соответствует критерию изобретательский уровень.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг.2 приведена структурная схема первого и второго блоков отказов и восстановлений (судоходного шлюза в режиме ожидания и формирования очереди судов), на фиг. 3 приведена структурная схема третьего и четвертого блоков отказов и восстановлений (при подготовке судоходного шлюза). Устройство содержит модель 1 центрального пульта управления шлюзом (МЦПУШ), включающую первый 2 триггер, первый 3, второй 4, третий 5 элементы И, первый 6, второй 7 генераторы случайных импульсов, элемент 8 индикации, первый 9, второй 10, четвертый 11, пятый 12, шестой 13, седьмой 14 элементы ИЛИ, четвертый 15, пятый 16, шестой 17, седьмой 18, восьмой 19, девятый 20 элементы И, второй 23, третий 24 триггеры, модель верхнего 25 и нижнего 26 бьефов (МВБ и МНБ), включающие генератор 27 случайных импульсов, реверсивный счетчик 28 импульсов, элемент ИЛИ 29 и элемент И 30, модель светофоров верхнего 46 и нижнего 31 бьефов (МСВБ, МСНБ), включающие первый 32, второй 33 элементы индикации и триггер 34, модель 35 камеры шлюза, включающую первый 36, второй 37, пятый 38, шестой 39, третий 40, четвертый 41 генераторы случайных импульсов, первый элемент ИЛИ 42, элемент И 43, второй 44 и третий 45 элементы ИЛИ, десятый 47, одиннадцатый 48 элементы И МЦПУШ, первый 49, второй 50 блоки отказов и восстановлений (в режимах ожидания и формирования очереди судов) (БОВРОФ), каждый из которых включает триггер 51, дифференцирующую цепочку 52, генератор случайных интервалов времени восстановления 53, генератор случайных последовательностей импульсов 54, первый 55, второй 56, третий 57, четвертый 58, пятый 59 элементы И и элемент ИЛИ 60, входы - 61, 61a, 62, 63, выходы - 64, 65, 65a каждого из блоков 49, 50, третий 66, четвертый 67 блоки отказов и восстановлений (при подготовке судоходного шлюза) (БОВП), каждый из которых включает первый 68, второй 69, третий 70, четвертый 71 элементы И, первый 72, второй 73 триггеры, элемент ИЛИ 74, генератор 75 случайных последовательностей импульсов, генератор 76 случайных интервалов времени восстановления, элемент задержки 77 и дифференцирующая цепочка 78, входы - 79, 80, выходы - 81, 82 каждого из блоков 66, 67.

Генераторы 6, 7 модели 1 формируют одиночные импульсы, которые появляются после запуска на выходе через случайный временной интервал, распределенный по одинаковым или различным законам распределения. Генераторы 27 моделей 25, 26 формируют случайные импульсные последовательности, интервалы между импульсами которых распределены по определенным (различным или одинаковым) законам. Генераторы 36, 37, 38, 39, 40, 41 формируют одиночные импульсы, которые появляются на выходе после запуска через случайные временные интервалы, распределенные по принятым законам выполнения операций на шлюзах. Генераторы 53 блоков 49, 50 и генераторы 76 блоков 66, 67 формируют импульсы со случайной длительностью, величина которой распределена по определенным (различным или одинаковым) законам, что эквивалентно случайным интервалам времени восстановления (устранения отказов). Генераторы 54 блоков 49, 50 и генераторы 75 блоков 66, 67 формируют случайные последовательности импульсов (отказы), интервалы между которыми распределены по определенным (различным или одинаковым) законам.

В модели 1 вход установки в "1" триггера 2 соединен с первыми входами элементов И4, И5, с выходом элемента И3, первый вход которого подключен к элементу индикации 8, прямому выходу триггера 2 и к входу 62 блоков 49, 50, второй вход элемента И3 - к выходу элемента ИЛИ 10. Вход установки в "0" триггера 2 соединен с выходом элемента ИЛИ 9, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого подключены к выходу элементов И15, И16, И17, И20, И43, выходу 65 блоков 49, 50 соответственно. Выход элемента И 15 также соединен с первым входом элемента ИЛИ21, выход которого подключен к входу установки в "0" триггера 23. Второй вход элемента И4 соединен с первым входом элемента ИЛИ 10, с инверсными входами элементов И15, И16, первыми прямыми входами элементов И17, И18, И19 и с выходом элемента И30 модели 25, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 29, входы которого соединены с разрядным выходом реверсивного счетчика 28, суммирующий вход которого соединен с выходом генератора 27 модели 25, второй вход элемента И30 соединен с выходом 64 блока 49. Второй вход элемента И5 подключен к второму входу элемента ИЛИ 10, к инверсным входам элементов И17, И20 и к вторым входам элементов И16, И 19 и к третьему входу элемента И18, а также к выходу элемента И 30 модели 26, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 29, входы которого подключены к разрядным выходам реверсивного счетчика 28, суммирующий вход которого подключен к выходу генератора 27 модели 26, второй вход элемента И 30 соединен с выходом 64 блока 50. Вход 61 блоков 49, 50 подключен к выходу элемента ИЛИ 29 моделей 25, 26 соответственно, а вход 61a блока 49 соединен с выходом элемента ИЛИ29 модели 26, вход 61a блока 50 подключен к выходу элемента ИЛИ29 модели 25.

Выходы элементов И4, И5 соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ 13 и вторым входом элемента ИЛИ 12, выходы которых подключены соответственно к входу запуска генераторов 6, 7, входы останова которых соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ 11, 14. Выход генератора 6 подключен к прямому входу элемента И47, инверсный вход которого соединен с выходом 65а блока 49, а выход элемента И47 подключен к входу 63 блока 49, первому входу элемента ИЛИ 14, входу 79 блока 66 и первому входу элемента И43 модели 35, входу установки в "1" триггера 23, нулевой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ21, прямой выход триггера 23 соединен с первым прямым входом элемента И15, вторым прямым входом элемента И18, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ21, а также к первому входу элементов ИЛИ 11, 12. Выход генератора 7 подключен к прямому входу элемента И48, инверсный вход которого подключен к выходу 65а блока 50, а выход элемента И 48 соединен с входом 63 блока 50, вторым входом элемента ИЛИ11, входом 79 блока 67 и с вторым входом элемента И43 модели 35, а также к входу установки в "1" триггера 24, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И20, с третьим входом элемента И 19, выход которого подключен к второму входу элементов ИЛИ 13, 14 и первому входу элемента ИЛИ22, второй вход которого подключен к выходу элемента И20, а выход элемента ИЛИ22 соединен с входом установки в "0" триггера 24. Инверсный выход триггера 23 подключен к первому прямому входу элемента И16, а инверсный выход триггера 24 соединен с вторым прямым входом элемента И17. Выход 82 блоков 66, 67 подключен к входу запуска генераторов 40, 41 модели 35 соответственно, а выходы генераторов 40, 41 модели 35 подключены соответственно к входам 80 блоков 66, 67, входам запуска генераторов 38, 39 модели 35, выходы которых соединены с входами запуска генераторов 36, 37, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 42, выход которого подключен к вторым прямым входам элементов И15, И20, к третьим прямым входам элементов И16, И17 и четвертым прямым входам элементов И18, И19 модели 1. Входы установки в "1" и "0" триггера 34 модели 46 соответственно соединены с выходами генераторов 40, 38 модели 35, а прямой и инверсный выходы триггера 34 подключены к входам элементов индикации 32, 33 модели 46 соответственно. Входы установки в "1", "0" триггера 34 модели 31 соответственно соединены с выходами генераторов 41, 39 модели 35, а прямой и инверсный выходы триггера 34 подключены к входам элементов индикации 32, 33 модели 31 соответственно. Выход генератора 40, 41 модели 35 соединен с входом 80 блоков 66, 67 и с вычитающим входом реверсивного счетчика 28 моделей 25, 26 соответственно. Выход 81 блоков 66, 67 подключен к второму входу элементов ИЛИ44, 45 модели 35 соответственно, первые входы элементов ИЛИ44, 45 соединены с выходом элемента И43 и пятым входом элемента ИЛИ 9. Выходы элементов ИЛИ 44, 45 подключены к входам останова генераторов 40, 41 соответственно. Вход 61 блоков 49, 50 подключен к второму прямому входу элемента И58 и к первому инверсному входу элемента И 59, выход которых соединен с входом останова и входом запуска генератора 54 соответственно, выход которого подключен к первому входу элемента И55 и к прямому входу элемента И 56, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 60, первый вход которого подключен к выходу элемента И55, а выход элемента ИЛИ 60 соединен с входом запуска генератора 53 и входом установки в "1" триггера 51, вход установки в "0" которого подключен к выходу элемента И 57, а прямой выход триггера 51 соединен с инверсным входом элемента И 57, вход которого подключен к выходу диффцепочки 52, вход которой соединен с выходом генератора 53 и инверсным входом элемента И47 для блока 49 (с инверсным входом элемента И48 для блока 50) модели 1. Прямой выход триггера 51, являющийся выходом 64 блока 49 (50), подключен к второму входу элемента И30 модели 25 (26). Прямой вход элемента И57, являющийся выходом 65 блока 49 (50), соединен с шестым (седьмым) входом элемента ИЛИ 9. Второй прямой вход элемента И55, прямой вход элемента И59 и инверсные входы элементов И 56, И58 блоков 49, 50 объединены и являются входом 62 этих блоков. Первый вход элемента И58, являющийся входом 63 блока 49 (50), соединен с выходом элемента И47 (48) модели 1. Второй инверсный вход элемента И 59 блока 49 (50) является входом 61a и соединен с выходом элемента ИЛИ 29 модели 26 (25). Второй вход элемента И71 и вход установки в "0" триггера 73 объединены и являются входом 79 модели 66 (67), который подключен к выходу элемента И 47 (48) модели 1. Прямой выход триггера 73 модели 66 (67) соединен с вторыми входами элементов И 68, 70, выход элемента И 68 подключен к входу установки в "1" триггера 72, через элемент задержки 77 к прямому входу элемента И69, инверсный вход которого соединен с прямым выходом триггера 72 и первым входом элемента И 71. Выход генератора 75 соединен с первым входом элемента И 68, выход элемента И 69 соединен с входом запуска генератора 76, выход которого через диффцепочку 78 подключен к входу установки в "0" триггера 72 и к первому входу элемента И70, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ74, первый вход которого подключен к выходу элемента И71. Выход генератора 40 (41) модели 35 соединен с входом установки в "1" триггера 73, являющегося входом 80 блока 66 (67). Выход элемента И68, являющийся выходом 81 блока 66 (67), подключен к второму входу элемента ИЛИ 44 (45) модели 35. Выход элемента ИЛИ 74, являющийся выходом 82 блока 66 (67), подключен к входу запуска генератора 40 (41) модели 35.

Устройство предназначено для решения следующей задачи. Судоходный шлюз в исходном состоянии находится в режиме ожидания, т. е. шлюзование судов не проводится. По мере поступления случайным образом сообщений от судов, входящих в верхний или нижний бьеф, диспетчер центрального пульта управления шлюзом (ЦПУШ) формирует очереди судов в верхнем и (или) нижнем бьефах, анализирует состав очередей судов и выбирает соответствующую стратегию шлюзования судов (сверху-вниз, снизу-вверх, двустороннее поочередное движение судов, начиная сверху-вниз или снизу-вверх и т.п.).

После анализа состава очередей судов, находящихся в бьефах шлюза, и выбора стратегии шлюзования диспетчер ЦПУШ выдает команду на подготовку камеры шлюза к приему судна. Допустим, диспетчер выбрал стратегию шлюзования двустороннего поочередного движения судов, начиная первое шлюзование сверху-вниз, а потом снизу- вверх и т.д. По завершении подготовки камеры шлюза к приему судна загорается сигнал светофора верхнего бьефа, разрешающий вход судну из верхнего бьефа в камеру шлюза, после этого судно входит в камеру шлюза, швартуется у стенки, закрываются верхние ворота шлюза и загорается сигнал светофора верхнего бьефа, запрещающий вход очередных судов в камеру шлюза. Далее проводится опорожнение камеры шлюза, открытие нижних ворот шлюза, расчаливание и выход судна в нижний бьеф. После выхода судна из камеры в нижний бьеф шлюза, диспетчер принимает решение и выдает команду на шлюзование судна снизу-вверх и после завершения подготовки камеры шлюза к приему судна загорается сигнал светофора нижнего бьефа, разрешающий вход судна из очереди нижнего бьефа в камеру шлюза. Судно из очереди нижнего бьефа входит в камеру шлюза, швартуется у стенки, закрываются нижние ворота шлюза и загорается сигнал светофора нижнего бьефа, запрещающий вход очередных судов в камеру шлюза. Далее проводится наполнение водой камеры шлюза, открытие верхних ворот шлюза, расчаливание и выход судна из камеры шлюза в верхний бьеф. После завершения выхода судна из камеры в верхний бьеф шлюза диспетчер принимает решение и выдает команду на шлюзование судна сверху-вниз. Далее процесс повторяется.

Если очередь судов формируется только в одном бьефе шлюза (верхнем или нижнем), то шлюзование осуществляется только сверху-вниз или снизу-вверх. Если очередь судов имеется только в одном бьефе шлюза и проводится их шлюзование в одну сторону и подходят суда в другой бьеф, формируя очередь, то возникает необходимость в переходе к двустороннему поочередному шлюзованию судов. Возможны и другие ситуации, некоторые из которых рассмотрены при описании работы устройства.

Вышеперечисленные процессы функционирования для абсолютно надежных судоходных шлюзов при пропуске судов могут начинаться в случайные моменты времени и протекать случайные интервалы времени, распределенные по различным законам. Однако в реальных условиях возникают отказы судоходных шлюзов как в режимах ожидания и формирования очереди судов в бьефах, так и при подготовке судоходных шлюзов для различных стратегий шлюзования, которые необходимо устранять, т.е. восстанавливать их работоспособность.

Задача устройства состоит в следующем. Моделируя с помощью устройства процессы функционирования судоходных шлюзов при разных стратегиях шлюзования и для различных законов распределения случайных временных интервалов их протекания с учетом динамики и специфики их применения, отказов и восстановлений судоходных шлюзов в режимах ожидания, формирования очереди судов в бьефах и подготовки к пропуску судов и подсчитывая статистические характеристики этих процессов по показаниям счетчиков, подключенных к различным элементам устройства, можно оценивать различные вероятностно-временные статистические показатели судоходных шлюзов, включая и показатели эксплуатационных свойств, а также исследовать влияние на них основных эксплуатационно-технических характеристик судоходных шлюзов с учетом отказов и восстановлений судоходных шлюзов в режимах ожидания, формирования очереди судов и подготовки, динамики и специфики их функционирования, обосновывать требования к ним и определять пути их обеспечения.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии триггер 2 модели 1 установлен в положение, при котором на первом входе элемента И3 имеется разрешающее напряжение, а элемент индикации 8 показывает нахождение шлюза в режиме ожидания. С прямого выхода триггера 2 модели 1 поступает разрешающее напряжение также на второй вход элемента И55 и прямой вход элемента И59 и не поступает на инверсные входы элементов И56, И58 блоков 49, 50, триггеры 23, 24 модели 1 установлены в положение, при котором на первом прямом входе элементов И15, И20, втором прямом входе элемента И18 и третьем прямом входе элемента И19 отсутствует разрешающее напряжение, триггер 34 моделей 46, 31 установлен в положение, при котором на прямом выходе имеется разрешающее напряжение, что отображается на элементе индикации 32 моделей 46, 31 (запрещающие сигналы светофоров), генераторы 6, 7 модели 1, 36, 37, 38, 39, 40, 41 модели 35, 53 блоков 49, 50, 76 блоков 66, 67 не запущены, генераторы 54 блока 49 (50), 75 блока 66 (67) запущены, реверсивный счетчик 28 моделей 25, 26 обнулены. Элементы И16 по второму, элемент И17 по первому, а элементы И4, И5 по второму прямым входам закрыты, т. к. реверсивные счетчики 28 моделей 25, 26 обнулены. Триггер 51 блока 49 (50) установлен в положение, при котором элемент И30 модели 25 (26) открыт по второму входу, а элемент И57 блока 49 (50) по инверсному входу закрыт. Триггер 72 блока 66 (67) установлен в положение, при котором элемент И69 по инверсному входу закрыт, элемент И 71 по первому входу открыт. Триггер 73 блока 66 (67) установлен в положение, при котором элементы И68, И70 по второму входу закрыты.

Устройство может работать в режимах, реализующих следующие стратегии шлюзования; пропуск судов через шлюз "сверху-вниз", т.е. шлюзование судов из верхнего бьефа; пропуск судов через шлюз "снизу-вверх", т.е. шлюзование судов из нижнего бьефа в верхний; двустороннее движение судов через шлюз, т. е. поочередное шлюзование судов сверху-вниз и снизу-вверх (или снизу-вверх и сверху-вниз); пропуск судов сначала из одного из бьефов через шлюз с последующим переходом к двустороннему поочередному шлюзованию; пропуск судов сначала с двустор