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 функционирования двухкамерных судоходных шлюзов для различных стратегий движения судов через судоходный шлюз с учетом динамики и специфики их применения. Техническим результатом является повышение точности моделирования и расширение функциональных возможностей. При этом множество моделей функционирования шлюзов обеспечивает формирование и управление очередью судов в верхнем и нижнем бьефах и выбор диспетчером различных стратегий шлюзования двухкамерного судоходного шлюза. Кроме того, устройство имитирует процессы непосредственного шлюзования судов с переключением камер в зависимости от длины очереди судов в бьефах. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессов функционирования двухкамерных судоходных шлюзов при различных стратегиях движения судов через двухкамерный судоходный шлюз с учетом динамики и специфики их применения, а также длин очередей судов в верхнем и нижнем бьефах.

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 двухкамерного шлюза, а также процессы случайного выбора диспетчером центрального пульта управления двухкамерным шлюзом различных стратегий шлюзования (обслуживания) судов и процессы их непосредственного шлюзования.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования процессов функционирования судоходных шлюзов [2], 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, отличающееся тем, что введены 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 в модель камеры шлюза дополнительно введены 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.

В модель центрального пульта управления шлюзом дополнительно введены 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 отдельные процессы, характерные для однокамерных судоходных шлюзов при судопропуске. В то же время это устройство не позволяет моделировать процессы формирования и управления очередью судов в верхнем и нижнем бьефах двухкамерных судоходных шлюзов, а также процессы случайного выбора диспетчером центрального пульта управления двухкамерным шлюзом различных стратегий шлюзования (обслуживания) судов и процессы непосредственного шлюзования судов через двухкамерные шлюзы, а именно управление светофорами двухкамерного шлюза, переключение камер двухкамерного шлюза (изменение скорости шлюзования) в зависимости от длины очереди судов в бьефах, подготовку систем камер двухкамерного шлюза, открытие и закрытие верхних и нижних ворот камер шлюза, наполнение и опорожнение камер шлюза, вход судов в камеры шлюза в зависимости от длины очереди судов в бьефах, швартовку, расчаливание и выход судов из камер двухкамерного шлюза.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении точности моделирования и расширении функциональных возможностей и области применения устройства за счет имитации процессов формирования и управления очередью судов в верхнем и нижнем бьефах двухкамерного судоходного шлюза, случайного выбора диспетчером центрального пульта управления двухкамерным шлюзом различных стратегий обслуживания судов и непосредственного шлюзования судов, включая управление светофорами двухкамерного шлюза, переключение камер двухкамерного шлюза (изменение скорости шлюзования судов) в зависимости от длины очереди судов в бьефах, подготовку систем камер шлюза, открытие и закрытие верхних и нижних ворот камер шлюза, наполнение и опорожнение камер шлюза, вход судов в камеры и выход судов из камер двухкамерного шлюза, швартовку и расчаливание судов.

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 девятый элементы И, с первого по третий элементы ИЛИ, первый и второй генераторы случайных импульсов и элемент индикации, 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 входом элемента индикации и первым входом первого элемента И, выходы четвертого и пятого элементов И подключены к первому и второму входам первого элемента ИЛИ соответственно, выход которого соединен с входом установки в "0" первого триггера, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ соответственно, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход первого генератора случайных импульсов подключен к входу установки в "0" второго триггера, нулевой выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, а единичный выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход второго генератора случайных импульсов соединен с входом установки в "0" третьего триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, единичный выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ подключен к вторым входам четвертого и пятого элементов И, модель камер шлюза, включающую элемент И, причем первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго генераторов случайных импульсов модели центрального пульта управления шлюзом, модель верхнего бьефа, модель нижнего бьефа, каждая из которых включает элемент ИЛИ, реверсивный счетчик импульсов, генератор случайных импульсов, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика импульсов, причем выход элемента ИЛИ модели верхнего бьефа соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом, выход элемента ИЛИ модели нижнего бьефа соединен с вторым входом третьего элемента И и вторым входом второго элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом, модель светофоров первой камеры шлюза, модель светофоров второй камеры шлюза, каждая из которых включает триггер, первый и второй элементы индикации, входы которых подключены к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, введены первая и вторая модели переключения камер шлюза, каждая из которых включает элемент ИЛИ, первый и второй элементы задержки, с первого по четвертый элементы И, триггер, единичный выход которого соединен с инверсным входом первого и первыми прямыми входами второго и третьего элементов И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход четвертого элемента И подключен через первый элемент задержки к прямому входу первого и второму прямому входу третьего элементов И, а через второй элемент задержки к второму входу второго элемента И, первая и вторая модели регистрации очереди судов, каждая из которых включает с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и элемент задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход второго и третьего элементов И соединен с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ соответственно, модель разделения импульсов, включающая триггер, первый и второй элементы задержки, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ.

Причем выход первого элемента И соединен с входом установки в "0" триггера и первым входом элемента ИЛИ, а через первый элемент задержки с входом установки в "1" триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки подключен к прямому входу второго элемента И, инверсный вход которого соединен с единичным выходом триггера, который подключен к второму входу первого элемента И первой и второй моделей регистрации очереди судов соответственно.

В модели верхнего и нижнего бьефов дополнительно введен дешифратор, причем разрядные выходы реверсивного счетчика импульсов соединены с соответствующими входами дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ этих моделей, а (N₁-1)-й и N₁-й выходы дешифратора моделей верхнего и нижнего бьефов (где N₁=N₂/2), N₂=2ⁿ, n - число входов дешифратора) соединены с входами установки в "0" и "1" триггера соответственно первой и второй моделей переключении камер шлюза, выход элемента ИЛИ моделей верхнего и нижнего бьефов подключен к первому входу четвертого элемента И первой и второй моделей переключения камер шлюза соответственно и к инверсному входу восьмого и девятого элементов И соответственно модели центрального пульта управления шлюзом, прямые входы которых соединены с выходами четвертого и пятого элементов И соответственно этой же модели.

Выходы второго и третьего элементов И модели центрального пульта управления шлюзом подключены к вторым входам седьмого и восьмого элементов И соответственно, выходы которых соединены с входами запуска первого и второго генераторов случайных импульсов модели центрального пульта управления шлюзом соответственно, выходы которых подключены к вторым входам четвертого элемента И первой и второй моделей переключения камер шлюза соответственно.

В модель камер шлюза дополнительно введены элемент задержки, модель первой камеры шлюза и модель второй камеры шлюза, каждая из которых включает первую, вторую и третью модели обслуживающего прибора, причем каждая первая модель обслуживающего прибора содержит триггер, элемент И, генератор случайных импульсов и элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора случайных импульсов и к входу установки в "0" триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом элемента И.

Каждая вторая модель обслуживающего прибора содержит генератор случайных импульсов, первый и второй элементы И, триггер, элемент ИЛИ, элемент задержки, причем выход элемента задержки соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу установки в "0" триггера и входу запуска генератора случайных импульсов, выход которого соединен с входом установки в "1" триггера, единичный выход которого подключен к второму входу второго элемента И второй модели обслуживающего прибора, к третьему входу элемента И первой модели обслуживающего прибора, выход элемента ИЛИ и выход генератора случайных импульсов вторых моделей обслуживающего прибора соединены с входами установки в "1" и в "0" триггера моделей светофоров первой и второй камер шлюза соответственно.

Каждая третья модель обслуживающего прибора содержит элемент И, триггер, генератор случайных импульсов, вход запуска которого подключен к входу установки в "0" триггера и к выходу элемента И, первый вход которого соединен с единичным выходом триггера, вход установки в "1" которого подключен к выходу генератора случайных импульсов, а единичный выход триггера соединен с четвертым входом элемента И первой модели обслуживающего прибора, выход элемента И модели камер шлюза соединен через элемент задержки этой же модели с третьим входом первого элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом, с входом останова генератора случайных импульсов первых моделей обслуживающего прибора, выходы которых соединены через элементы задержки первой и второй моделей регистрации очереди судов соответственно с входом установки в "1" триггера первых моделей обслуживающего прибора соответственно, а также с входом элемента задержки вторых моделей обслуживающего прибора соответственно, выходы генераторов случайных импульсов которых подключены к вторым входам элементов И третьих моделей обслуживающего прибора моделей первой и второй камер шлюза соответственно.

Выходы генераторов случайных импульсов третьих моделей обслуживающего прибора моделей первой и второй камер шлюза подключены к первому и второму входам третьего элемента ИЛИ модели центрального пульта управления шлюзом, выходы генераторов случайных импульсов первых моделей обслуживающего прибора моделей первой и второй камер шлюза подключены к первому и второму входам элемента И модели разделения импульсов соответственно, выход элемента ИЛИ модели разделения импульсов соединен с вторыми входами первых элементов ИЛИ первой и второй моделей регистрации очереди судов, с вторыми входами элементов ИЛИ вторых моделей обслуживающего прибора.

Единичный выход триггера модели разделения импульсов подключен к вторым входам первых элементов И первой и второй моделей регистрации очереди судов, к вторым входам первых элементов И вторых моделей обслуживающего прибора, выход второго элемента И модели разделения импульсов соединен с третьими входами первых элементов ИЛИ первой и второй моделей регистрации очереди судов, выходы вторых элементов ИЛИ первой и второй моделей регистрации очереди судов подключены к вычитающим входам реверсивных счетчиков моделей верхнего и нижнего бьефов соответственно, выходы элементов ИЛИ первой и второй моделей переключения камер шлюза соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ первой модели обслуживающего прибора модели первой камеры шлюза соответственно, выходы вторых элементов И первой и второй моделей переключения камер шлюза подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ первой модели обслуживающего прибора модели второй камеры шлюза соответственно.

Инверсные входы третьих элементов И первой и второй моделей переключения камер шлюза соединены с единичным выходом триггера первой модели обслуживающего прибора модели второй камеры шлюза, единичный выход второго триггера модели центрального пульта управления шлюзом подключен к второму входу второго и первому входу третьего элементов И первой моделей регистрации очереди судов.

Единичный выход третьего триггера модели центрального пульта управления шлюзом соединен с вторым входом второго и первым входом третьего элементов И второй модели регистрации очереди судов, выход первого генератора случайных импульсов подключен к входу останова второго генератора импульсов случайных импульсов, а выход второго генератора случайных импульсов соединен с входом останова первого генератора импульсов модели центрального пульта управления шлюзом, выход первого элемента ИЛИ первой модели регистрации очереди судов подключен к второму входу третьего элемента И второй модели регистрации очереди судов, выход первого элемента ИЛИ которой соединен с вторым входом третьего элемента И первой модели регистрации очереди судов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых двух моделей переключения камер шлюза, каждая из которых включает триггер, четыре элемента И, элемент ИЛИ и два элемента задержки, двух моделей регистрации очереди судов, каждая из которых включает три элемента И, два элемента ИЛИ и элемент задержки, модели разделения импульсов, включающей два элемента И, элемент ИЛИ, два элемента задержки и триггер, дополнительным введением в модели верхнего и нижнего бьефов дешифратора, в модель камер шлюза элемента задержки, элемента И, моделей первой и второй камер шлюза, каждая из которых включает первую модель обслуживающего прибора, содержащую элемент ИЛИ, элемент И, генератор случайных импульсов и триггер, вторую модель обслуживающего прибора, содержащую элемент задержки, элемент ИЛИ, два элемента И, генератор случайных импульсов и триггер, третью модель обслуживающего прибора, содержащую элемент И, генератор случайных импульсов и триггер, 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 чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит модель 1 центрального пульта управления шлюзом, включающую первый триггер 2, первый 3, второй 4, третий 5 элементы И, первый 6, второй 7 генераторы случайных импульсов, четвертый 8, пятый 9, шестой 10, седьмой 11, восьмой 12, девятый 13 элементы И, элемент 14 индикации, первый 15, второй 16, третий 17 элементы ИЛИ, второй 18, третий 19 триггеры, модель верхнего 20 и нижнего 20а бьефов (МВБ и МНБ), включающую генератор 21 случайных импульсов, реверсивный счетчик 22 импульсов, дешифратор 23, элемент ИЛИ 24, первую 25 и вторую 25а модели переключения камер шлюза, включающие первый 26, второй 27, третий 28, четвертый 29 элементы И, первый 30, второй 31 элементы задержки, элемент ИЛИ 32 и триггер 33, первую 34 и вторую 34а модели регистрации очереди судов, включающие первый 35, второй 36, третий 37 элементы И, первый 38, второй 39 элементы ИЛИ и элемент задержки 40, модель камер шлюза 41, включающую элемент И 42, элемент задержки 43, модель первой 44 и второй 44а камер шлюза и модель разделения импульсов 45, которая содержит первый 46, второй 47 элементы И, первый 48, второй 49 элементы задержки, триггер 50 и элемент ИЛИ 51.

Причем каждая из моделей 44 (44а) включает модель первого 52 (52а), второго 53 (53а), третьего 54 (54а) обслуживающих приборов и модель 55 (55а) светофоров камеры шлюза, причем каждая модель 52 (52а) содержит триггер 56, элемент И 57, генератор 58 случайных импульсов и элемент ИЛИ 59, каждая модель 53 (53а) включает элемент задержки 60, первый 61, второй 62 элементы И, элемент ИЛИ 63, генератор случайных импульсов 64 и триггер 65, каждая модель 54 (54а) содержит триггер 66, элемент И 67 и генератор случайных импульсов 68, каждая модель 55 (55а) включает первый 69, второй 70 элементы индикации и триггер 71. Вспомогательные обозначения на чертеже с 72 по 86 приведены для облегчения чтения схемы устройства, представленной на двух страницах.

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 21 моделей 20, 20а формируют случайные импульсные последовательности, интервалы между импульсами которых распределены по определенным (различным или одинаковым) законам. Генераторы 58, 64, 68 моделей 44 и 44а формируют одиночные импульсы, которые появляются на выходе после запуска через случайные временные интервалы, распределенные по принятым законам выполнения операций на шлюзах.

В модели 1 вход установки в "1" триггера 2 соединен с первыми входами элементов И 4, И 5, с выходом элемента И 3, первый вход которого подключен к элементу индикации 14 и прямому выходу триггера 2, второй вход - к выходу элемента ИЛИ 16. Вход установки в "0" триггера 2 соединен с выходом элемента ИЛИ 15, первый, второй и третий входы которого подключены к выходу элементов И 8, И 9 модели 1, элемента задержки 43 модели 41 соответственно. Выходы элементов И 4, И 5 модели 1 соединены с вторыми входами элементов И 11, И 10, первые входы которых подключены к нулевым выходам триггеров 19, 18 соответственно, а выход которых соединен с входами запуска генераторов 6, 7 соответственно, входы останова которых подключены к входам установки в "0" триггеров 19, 18 соответственно.

Выход генератора 6 соединен с входом останова генератора 7, входом установки в "0" триггера 18, с первым входом элемента И 42 модели 41 и с вторым входом элемента И 29 модели 25. Выход генератора 7 подключен к входу останова генератора 6, входу установки в "0" триггера 19, второму входу элемента И 42 модели 41 и второму входу элемента И 29 модели 25а. Единичные выходы триггеров 18 и 19 соединены с вторыми входами элементов И 36 и 37 моделей 34 и 34а соответственно, с первыми входами элементов И 8, И 9 модели 1 соответственно, вторые входы которых подключены к выходу элемента ИЛИ 17, а выходы которых соединены с прямыми входами элементов И 12 и И 13 соответственно, инверсные входы которых подключены к вторым входам элементов И 4, И 5 соответственно, выходы которых соединены с входами установки в "1" триггеров 18, 19 соответственно.

Выходы генераторов 21 моделей 20 и 20а подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков импульсов 22, вычитающие входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ 39 моделей 34 и 34а соответственно, а разрядные выходы - к соответствующим входам дешифраторов 23, выходы которых соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ 24 моделей 20 и 20а соответственно. Выходы (N₁-1)-й, N₁-й дешифраторов 23 моделей 20 и 20а подключены к входам установки в "0" и "1" триггеров 33 моделей 25 и 25а соответственно. Единичные выходы триггеров 33 моделей 25 и 25а соединены с инверсными входами элементов И 26 и первыми прямыми входами элементов И 27, И 28 соответственно. Выходы элементов ИЛИ 24 моделей 20 и 20а подключены к вторым входам элементов И 4 и И 5 соответственно модели 1, к первым входам элементов И 29 моделей 25 и 25а соответственно, выходы которых через элементы задержки 30 соединены с прямыми входами элементов И 26 и вторыми прямыми входами элементов И 28 соответственно.

Выходы элементов И 28 подключены к первым входам элементов И 32 моделей 25 и 25а соответственно, вторые входы которых соединены с выходами элементов И 26 моделей 25 и 25а соответственно, а выходы элементов ИЛИ 32 моделей 25 и 25а подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ 59 модели 52 соответственно. . Выходы элементов И 29 моделей 25 и 25а соединены также через элементы задержки 31 с вторыми входами элементов И 27 соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ 59 модели 52а. Инверсные входы элементов И 28 моделей 25 и 25а соединены с единичным выходом триггера 56 модели 52а. Выходы элементов И 59 моделей 52 и 52а подключены к первым входам элементов И 57 соответственно, вторые входы которых соединены с единичными выходами триггеров 56 соответственно, а выходы которых подключены к входам установки в "0" триггеров 56 и входам запуска генераторов 58 этих моделей соответственно.

Входы установки в "1" триггеров 56 моделей 52 соединены с выходами элементов задержки 40 и первыми входами элементов И 35 моделей 34 и 34а соответственно, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ 38, выходы которых соединены с первыми входами элементов И 36, выходы которых подключены к первым входам элементов ИЛИ 39 моделей 34 и 34а соответственно. Вторые входы элементов ИЛИ 39 моделей 34 и 34а соединены с выходами элементов И 37, вторые входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 38 моделей 34а и 34 соответственно. Выход элемента И 42 модели 41 соединен через элемент задержки 43 с входами остановки генераторов 58 моделей 52 и 52а, выходы которых подключены к входам элементов задержки 40 моделей 34 и 34а соответственно, к первому и второму входам элемента И 46 модели 45 соответственно и через элементы задержки 60 моделей 53 и 53а к первым входам элементов И 61 соответственно, вторые входы которых соединены с единичным выходом триггера 50 модели 45 и с вторыми входами элементов И 35 моделей 34 и 34а соответственно.

Выход элемента И 46 модели 45 подключен к входу установки в "0" триггера 50 и к первому входу элемента ИЛИ 51, второй вход которого соединен с входом установки в "1" триггера 50 и с выходом элемента задержки 48, вход которого подключен к выходу элемента И 46. Выход элемента ИЛИ 51 подключен к второму входу элемента ИЛИ 63 модели 53 и к вторым входам элементов ИЛИ 38 моделей 34 и 34а соответственно и к входу элемента задержки 49, выход которого соединен с прямым входом элемента И 47, инверсный вход которого подключен к единичному выходу триггера 50, а выход элемента И 47 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 63 модели 53а и с третьими входами элементов ИЛИ 38 моделей 34 и 34а соответственно.

Выходы элементов ИЛИ 63 моделей 53 и 53а подключены к входам установки в "1" триггеров 71 моделей 55 и 55а соответственно, прямые и инверсные выходы которых соединены соответственно с элементами индикации 69 и 70 моделей 55 и 55а соответственно, а входы установки в "0" которых подключены к выходам генераторов 64 моделей 53 и 53а и к входам установки в "1" триггеров 65, единичные выходы которых соединены с третьими входами элементов И 57 моделей 52 и 52а соответственно, вторыми входами элементов И 62, первые входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ 63, выходы элементов И 62 соединены с входами установки в "0" триггеров 65 и входами запуска генераторов 64, выходы которых подключены к вторым входам элементов И 67 моделей 54 и 54а соответственно, выходы которых подключены к входам установки в "0" триггеров 66, единичные выходы которых соединены с четвертыми входами элементов И 57 моделей 52 и 52а и с первыми входами элементов И 67 соответственно, а входы установки в "1" которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 17, к выходам генераторов 68 моделей 54 и 54а соответственно, входы запуска которых соединены с выходами элементов И 67 соответственно.

Устройство предназначено для решения следующей задачи. Двухкамерный 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 в нижний бьеф, диспетчер центрального пульта управления двухкамерным шлюзом (ЦПУШ) формирует очереди судов в верхнем и (или) нижнем бьефах, анализирует состав очередей судов и выбирает соответствующую стратегию шлюзования судов (сверху вниз или снизу вверх).

После анализа состава и длин очередей судов, находящихся в бьефах двухкамерного шлюза, и выбора стратегии шлюзования диспетчер ЦПУШ выдает команду на подготовку камер шлюза к приему судна. Допустим диспетчер выбрал стратегию шлюзования, начиная первым шлюзование сверху-вниз, а после пропуска всех судов из верхнего бьефа начинается пропуск судов из нижнего бьефа и т. д. По завершении подготовки камер двухкамерного шлюза к приему судов загорается сигнал светофора верхнего бьефа, разрешающий вход судам из верхнего бьефа в первую камеру шлюза, если длина очереди судов N₀ меньше N₁, и в первую и во вторую камеры, если длина очереди судов N₀ больше N₁, после этого суда входят в камеры шлюза, швартуются у стенки, закрываются верхние ворота камер шлюза и загорается сигнал светофора верхнего бьефа, запрещающий вход очередным судам в камеры шлюза. Далее проводится опорожнение камер шлюза, открытие нижних ворот камер шлюза, расчаливание и выход судов в нижний бьеф.

Среднее время проведения этих операций у первой камеры больше, чем у второй камеры шлюза, поэтому скорости судопропуска у них различны. После выхода последних судов из камер шлюза в нижний бьеф диспетчер принимает решение о переводе шлюза в режим ожидания или выдает команду на шлюзование судов снизу вверх и после завершения подготовки камер шлюза к приему судов загорается сигнал светофора нижнего бьефа, разрешающий вход судам из очереди нижнего бьефа в соответствующие камеры шлюза в зависимости от длины очереди судов. Суда из очереди нижнего бьефа входят в камеры шлюза, швартуются у стенки, закрываются нижние ворота камер шлюза и загорается сигнал светофора нижнего бьефа, запрещающий вход очередным судам в камеры шлюза. Далее проводится наполнение водой камер шлюза, открытие верхних ворот камер шлюза, расчаливание и выход судов из камер шлюза в верхний бьеф. После завершения выхода последних судов из камер в верхний бьеф шлюза диспетчер принимает решение и выдает команду на шлюзование судна сверху вниз или переводит шлюз в режим ожидания. Далее процесс повторяется. Возможны и другие ситуации, некоторые из которых рассмотрены при описании работы устройства.

Вышеперечисленные процессы функционирования двухкамерных судоходных шлюзов при пропуске судов могут начинаться в случайные моменты времени и протекать случайные интервалы времени, распределенные по различным законам.

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

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии триггер 2 модели 1 установлен в положение, при котором на первом входе элемента И 3 имеется разрешающее напряжение, а элемент индикации 14 показывает нахождение шлюза в режиме ожидания, триггеры 18, 19 модели 1 установлены в положение, при котором на первом входе элементов И 8, И 9 отсутствует разрешающее напряжение, а на первом входе элементов И 10, И 11 модели 1 имеется разрешающее напряжение, на втором входе элемента И 36 и первом входе элемента И 37 моделей 34 и 34а имеется запрещающее напряжение. Триггер 33 моделей 25 и 25а установлен в положение, при котором элемент И 26 открыт по инверсному входу, элементы И 27, И 28 закрыты по первому входу. Триггер 71 моделей 55 и 55а установлен в положение, при котором на прямом выходе имеется разрешающее напряжение, что отображается на элементе индикации 69 моделей 55 и 55а (запрещающие сигналы светофоров). Триггер 56 моделей 52 и 52а, триггер 65 моделей 53 и 53а, триггер 66 моделей 54 и 54а установлены в положение, при котором на первых входах элементов И 57, И 62, И 67, а также на третьем и четвертом входах элемента И 57 указанных моделей имеется разрешающее напряжение. Триггер 50 модели 45 установлен в положение, при котором по второму входу элемент И 35 моделей 34 и 34а, элемент И 61 моделей 53 и 53а открыты, а по инверсному входу элемент И 47 модели 45 закрыт. Генераторы 6, 7 модели 1, генератор 21 моделей 20 и 20а, генераторы 58, 64, 68 моделей 44, 44а не запущены, реверсивные счетчики импульсов 22 моделей 20 и 20а обнулены.

Устройство может работать в режимах, реализующих следующие стратегии шлюзования: выбор стратегий шлюзования в зависимости от очереди судов в верхнем и нижнем бьефах; пропуск судов через двухкамерный шлюз сверху вниз, т. е. шлюзование судов из верхнего бьефа одной (первой) камерой с последующим включением другой (второй) камеры при достиж