Zmiany w drutach

[Ra]

Tak czasem zdarza mi się zaglądać na kod i analizować zagadnienia związane z pantografami. Nie mam jeszcze całościowej koncepcji, ale nasunęły mi się pewne wnioski.

1. Jest zamieszanie w określeniu przedni/tylny. Dotychczas przedni był pierwszym w kierunku jazdy, przy zmianie kabiny się zamieniały, a przy ukrotnieniu to już w ogóle był koszmar. Będę to zmieniał w takim kierunku, żeby przedni był od strony sprzęgu 0, a tylny od 1.

2. Podnoszenie pantografów na wysokość drutu jest zrobione jakoś dziwnie. Specjalnie skrzywiłem drut, ustawiając jeden koniec na wysokości 4.8m, a drugi 6m ponad główką szyny. Pantografy reagują, ale bynajmniej nie prawidłowo. Opracowałem już metodę na wyliczanie pozycji drutu względem pudła (równanie parametryczne odcinka jest wstawiane do równania płaszczyzny, w której porusza się odbierak, a następnie wyliczany jest parametr, dla którego następuje przecięcie). Uzyskuje się w ten sposób informację, czy pantograf jest pod danym odcinkiem, a także współrzędne styku XYZ. Po odjęciu współrzędnych modelu uzyskuje się wektor, który można zrzutować na wersory lokalnego układu współrzędnych modelu (ustawione w górę i w prawo), dzięki czemu dostępna jest wysokość drutu nad modelem oraz jego przesunięcie względem osi pojazdu. Po drobnych poprawkach powinno to też działać dla pantografów bocznych i asymetrycznych.

3. Procedura dostosowania wysokości pantografu do sieci mogła by skutecznie znajdować parametry zasilania, jednak tego nie robi. Wystarczyło by zapamiętywać znalezione przęsło. Co ciekawe, działa to dla każdej lokomotywy w scenerii.

4. Wyszukiwanie przęsła sieci jest mocno nieoptymalne, ponieważ szukanie wykonywane jest dziewięciu okolicznych sektorach (na dużych stacjach może to dawać kilkadziesiąt odcinków) w każdej klatce. W związku z tym mam pomysł racjonalizatorski, jak można by to ulepszyć na tyle, by wyłączanie poszukiwania sieci nie miało nawet sensu. W wersji 408 uruchomiłem wstępnie łączenie przęseł w listy dwukierunkowe, podobnie jak to jest w przypadku torów. Wspomniana wcześniej metoda na obliczanie parametru w równaniu parametrycznym odcinka pozwala również szybko określić, że pobór prądu przeniósł się na kolejne przęsło. W takiej sytuacji nie potrzeba by było sprawdzać okolicznych sektorów, wystarczy zapamiętać ostatnio znaleziony odcinek i ewentualnie zmienić go na sąsiada. Problematyczna jest jedynie jazda w miejscach, gdzie kilka drutów wisi równolegle (np. przęsła naprężania). W celu uproszczenia tego proponuję ponazywać przęsła sieci, wiszące równolegle do siebie, i za pomocą dodatkowego parametru we wpisie przęsła informować, że trzeba sprawdzić, który z drutów "jest niżej". Wydaje mi się to najprostszym rozwiązaniem, bo człowiek patrząc na scenerię może szybko wskazać przebiegające blisko siebie przęsła, a automat musiałby przeliczać wszystkie okoliczne przęsła i to w kilku miejscach na długości badanego odcinka. Proponuję parametr parallel wpisywany podobnie, jak velocity w torach. Parametr mógłby być używany wielokrotnie, a wpisane w ten sposób przęsła były by łączone w jednokierunkowy pierścień.

5. W ramach rysowania przęseł o różnej budowie, proponuję rozbudowę parametru, który obecnie przyjmuje wartości Al albo Cu, do akceptowania większej liczby ciągów, np. YpC120-2C.

[Krzysiek626]

Czy zamiast oznaczenia 1 i 2 pantografu można użyć oznaczenia A i B? Byłoby analogicznie z oznaczeniami kabin.

[matek123]

Jeżeli nie ma gdzieś zaszytego w exe to wystarczy zmienić w mmd i w modelu.

[pol102]

1 i 2, to przynajmniej z mojego punktu widzenia większe możliwości przetwarzania i to bez konwersji typów. 
Ja mam tylko pytanie, czy symulacja/animacja pracy całego pantografu jest właściwa? Ja absolutnie specem od kolei nie jestem, ale wydaje mi się, że byłaby to ostatnia dobra okazja do poprawek.

[Sawi]

Jeśli pytasz o podnoszenie się pantografów, to jest zbyt szybkie.

[youBy]

Zmiana prędkości to jest najmniejszy problem, bo wszystkie elementy dotknie to w tym samym zakresie. Myślę, że może tutaj chodzić o strukturę (hierarchię) submodeli oraz kąty dla poszczególnych elementów (z możliwością parametryzacji).

[pol102]

Mea coulpa, mało precyzyjnie napisałem. Oparłem swoją wątpliwość, o całkiem pożyteczny dokument:
http://eu07.pl/userfiles/4269/priv-pantografy.pdf

Zmiany w drutach, wymagają ponownego zreferowania, czy też wręcz stworzenia dokumentacji w całości, przez którą rozumiem zbiór elementów współpracujących z siecią. Konia z rzędem temu, kto poza osobami mającymi dostęp do repozytorium pliku wykonywalnego, jest w stanie określić jak powinien być tworzony, umiejscawiany i definiowany pantograf.

[Tolein]

Jeszcze dochodzi druga część zagadnień związanych z ciągnieniem druta, mianowicie część związana z generowaniem przęsła trakcji.
Problematycznym poniekąd wydaje się generowanie przęseł trakcji z podwójną liną nośną, bądź liną nośną w konstrukcji Y. Co jest problematyczne? Przy generowaniu trakcji przęsło po przęśle trudność może sprawiać wygenerowanie elementu, który nie zostaje zamknięty w obrębie przęsła. W sieciach konstrukcji Y bądź o podwójnej linie nośnej wydzielić można część, na którym liny nośne biegną razem ze sobą, oraz część Y, gdzie jedna z lin nośnych podwieszona jest do wysięgnika trakcyjnego, a druga tworzy małe przęsło, na którym obciążona jest dodatkowo przez wieszaki taką samą długością (rzutowaną na oś x) drutów jezdnych.
Generowanie tego wydaje się nie być skomplikowane, do momentu kiedy weźmiemy pod uwagę przypadek, w którym jeden wysięgnik znajduje się wyżej od drugiego.
Jeśli ktoś ma pomysł jak tą zagwozdkę rozwikłać, to proszę śmiało pisać.

[Ra]

całkiem pożyteczny dokument:

Hm, przykład na to, jak można o prostej rzeczy zrobić elaborat i potraktować jako skomplikowaną...

Zmiany w drutach, wymagają ponownego zreferowania, czy też wręcz stworzenia dokumentacji w całości, przez którą rozumiem zbiór elementów współpracujących z siecią.

Ja tylko robię optymalizację kodu, żeby liczenie pozycji drutu względem pudła nie obejmowało kilkuset okolicznych drutów w każdej klatce, a jedynie drut ostatnio znaleziony. A wręcz pominięcie tych obliczeń, jeśli pojazd się nie porusza. Przy okazji da to możliwość odczytu parametrów zasilania, czego od dawna brakowało. Nie sądzę, żeby do tego była potrzebna jakaś nowa, rozbudowana dokumentacja.

Inna sprawa, że do definiowania pantografów jest obecnie za mało danych w MMD, np. nie ma szerokości ślizgu. Nie da się zrobić odbieraka asymetrycznego, ani bocznego, chyba żeby analizować rozmiary submodeli w T3D... To wymaga z kolei potraktowania MMD jako plik YAML i przetwarzania go jakoś bardziej iteracyjnie, bo od nadmiaru else if to już się niedobrze robi.

Czy zamiast oznaczenia 1 i 2 pantografu można użyć oznaczenia A i B? Byłoby analogicznie z oznaczeniami kabin.

A jak są 4? Poza optymalizacją wyznaczania wysokości drutu, chciałbym zrobić możliwość jeżdżenia na prądzie przemiennym, do tego jest między innymi potrzebny odczyt parametrów zasilania (przy okazji będzie opcja 600V dla tramwajów).

[muri]

od nadmiaru else if to już się niedobrze robi.

No to switch :)

[youBy]

Trzeba jeszcze sprawdzić, czy każdy pojazd będzie zawsze odnajdywać właściwe przęsło. Kiedyś kiedyś w oparciu o obecną metodę były próby zrobienia odczytu napięcia zasilania ze źródła (z podawaniem obciążenia), jednak po kilku km jazdy prąd przestawał być przekazywany…

Jeśli chcemy być dokładni, to wypadałoby też pamiętać o polaryzacji napięcia stałego, w części miast tramwaje mają + w szynach i - w sieci.

[Ra]

Dodatnie, czy ujemne, to nie jest duży problem wpisać minus w druty czy podstację. Natomiast w fizyce trzeba przejrzeć kierunek prądu, bo w wielu miejscach jest abs(Im), czyli jakby obliczenia są na wartościach bezwzględnych. Większym problem jest podanie fazy napięcia przemiennego, ale do tego jeszcze droga daleka.

Aktualnie pojazd pamięta 2 druty, pod którymi znajdowały się pantografy (może to być ten sam). Działają też listy dwukierunkowe, łączące poszczególne przęsła, więc szukanie po całości jest wykonywane tylko przy podnoszeniu pantografu oraz wyjechaniu poza dotychczasową sekcję. Dla opuszczonego pantografu drut nie jest już szukany. Warto by było jeszcze pominąć obliczanie wysokości drutu podczas postoju.

Zastanawiam się jeszcze nad animacją pantografu. Obecnie, np. w 4E, pantografy określa się parametrami 4.429 i 0.097. Wydaje mi się, że dla obsługi wielu typów pantografów powinny być jeszcze jakieś dodatkowe współczynniki.
  Dodano: 01 Kwietnia 2013, 16:44:44 Nadal drążę temat animacji pantografu. Animacja ta jest zrobiona liniowo w taki sposób, że jak dolne ramię obraca się kąt α, to górne jest obracane o kąt β=0.81·α (licząc kąty od poziomu pudła). Jednak liniowość w tym przypadku nie jest możliwa, skoro zależność między kątami ma postać:

a · cos α + c = b · cos β

gdzie, podpierając się rysunkiem sporządzonym 2 lata temu przez kolegę @KayGeeFx:
a - długość dolnego ramienia (AB na rysunku)
b - długość górnego ramienia (BC)
c - odsunięcie poprzeczne (połowa długości AE)

Dla pantografu AKP-4E ustaliłem wymiary a=1220, b=1755, c=535 i zrobiłem obliczenia zależności kąta  β od α. W zakresie zmian kąta α od 0° do 90° kąt β stanowi od 0.83373 do 0.8028 miary kąta α. Czyli można przyjąć, że współczynnik 0.81 stanowi jego dobre przybliżenie, a błąd nie przekracza 3% w skrajnym przypadku (α=0°).

Wykres zależności kątów β/α pantografu AKP-4E w funkcji kąta α [°]

Ponieważ jako wartość znaną mamy wysokość uniesienia pantografu, należy wyliczać kąty. Można to usprawnić na dwa sposoby:
1. Wyliczać kąty dla czworoboku o znanych bokach i jednym kącie prostym.
2. Przyjąć pewną wartość kąta α i dla niego wyznaczyć wartość kąta β oraz wysokość uniesienia pantografu. Następnie trzeba porównać uzyskaną wysokość z oczekiwaną, jeżeli jest za nisko, to zwiększyć kąt α w następnym przebiegu, a jeśli za wysoko, to albo zmniejszyć kąt, albo przejść do fazy połamania.

Pozostaje jeszcze kwestia wymiarów ramion pantografu i katów w ustawieniu początkowym. Podejrzewam, że istnieją pantografy o różnej długości ramion i trzeba by te wartości wpisać do MMD, jak również początkową (minimalną) wysokość podniesienia.

[youBy]

3. Wyznaczyć krzywą trendu β(α) i układać równanie (oby) kwadratowe.

[firleju]

Ale to tylko dla skrzynkowych. Połówkowe mają inne zamocowanie i nie będzie to już prawda. Do tego tramwaje mają inne pantografy i będzie już problem.

[Tolein]

Dla połówkowych układ geometryczny jest bardzo podobny, z drobnymi różnicami:
- układ nie jest / nie musi być symetryczny (z czego wynika, że AB może mieć inną długość niż DE, a BC inną niż CD),
- mamy stałą długość boku BD,
- napędzane jest tylko jedno ramię z dwóch,
poza tym ogólna geometria zostaje zachowana.

Rozi

Dziękuję czujnemu oku p. red. Rozi.

[firleju]

Hmm, może źle myślę, ale w połówkowych AB = BC, albo przynajmniej zbliżone wartości co będzie powodowało inne kąty przy poszczególnych położeniach.

[Ra]

To jeszcze jeden wykres:

Wysokość pantografu [m] w funkcji kąta dolnego ramienia [°]

Parabolą przybliżać nie próbowałem, ale na szybko zrobione przybliżenie trygonometryczne daje maksymalny błąd rzędu ±4mm (0.15%) i wygląda tak:

h = 2.917 · sin ( 0.916 · α )

[Quark-t]

@Ra: podawaj proszę współrzędne tych punktów - będzie się można pobawić w aproksymacje.

[Ra]

Stablicuj sobie poniższą funkcję, to będziesz mieć współrzędne punktów:

Y=1.22*SIN(X)+1.755*SIN(ACOS((1.22*COS(X)+0.535)/1.755))

Przy czym Y jest wysokością ślizgacza w [m], a X jest kątem dolnego ramienia w [rad]. Liczby są bezpośrednio długościami ramion pantografu w [m] i dla innego typu mogą być inne. Dodatkową trudnością jest to, że model pantografu ma pewne początkowe kąty, różne od zera. Wedle dostępnych mi danych, początkowy kąt dolnego ramienia jest równy 2.923203°, czego nie weryfikowałem w T3D. Dawało by to początkową wysokość ślizgu 136.8461mm. Wg tejże dokumentacji jest to 215mm, co z jednej strony może wynikać z dodatkowej, stałej odległości ponad przegubem, a z drugiej, z przyjęcia nieco innych wymiarów niż ma AKP-4E.

[Quark-t]

Hmm...

[youBy]

Zasadnicze pytanie: ile chcemy przerzucić na twórcę modelu, a ile ma robić exe?

[Quark-t]

Model sam sobie chyba raczej nie policzy kątów do animacji pantografu?

[youBy]

Raczej chodzi mi o to, czy wystarczy podać parametry geometryczne pantografu, czy też wyznaczyć jakąś charakterystykę pracy (np. współczynniki krzywej wielomianowej).

[Ra]

Hmm...

Coś Ci szwankuje przeliczanie stopni na radiany.

Wspomniana funkcja jest prawidłowa dla przypadku, gdy ślizgacz porusza się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku ruchu. Odbierak lirowy wymaga innego podejścia. Również jest potrzeba wskazania wektora ruchu dla pantografów bocznych.

[Quark-t]

Coś Ci szwankuje przeliczanie stopni na radiany.

Tiaaa.... woda wrze w 90 stopniach ;] Przesadziłem z zakresem.

Dopasowanie parabolą nie jest idealne. Dużo ładniej wychodzi krzywa 3 stopnia:
y = - 1.35e-006*x^3 - 5.51e-005*x^2 + 0.048*x - 0.00584
choć co prawda te współczynniki na 5 i 6 miejscu po przecinku nie wyglądają zachęcająco. Ale błąd dopasowania jest dużo większy, niż podane przez Ciebie przybliżenie geometryczne. Oczywiście dla dobrego zakresu.

[Tolein]

@Quark, nie wiem jakim sposobem ty myślisz, ale jak dla mnie przy kącie 90 stopni między dolnym ramieniem, a podstawą pantografu/poziomem/dachem loka, odbierak powinien znaleźć się najwyżej jak się da, albo prawie najwyżej (najwyżej będzie, jak się ułożą dolne i górne ramię w linii prostej). Nie wiem skąd Ci się wzięło maksimum funkcji przy 50 stopniach, ale to może najpierw analizowaną funkcję popraw, a potem główkuj nad jej przybliżaniem.

[Quark-t]

Toć napisałem, że przesadziłem z zakresem (policzyłem do pi, nie pi/2), a do tego dołożyłem błąd opisu osi, który brał tylko ilość punktów. Tak to jest, jak człowiek nie pomyśli, tylko robi się automagicznie. Natomiast przybliżenie, które podałem, jest dla prawidłowego zakresu (0:pi/2).

[Ra]

Poniżej jest lista plików CHK, zawierających współczynniki dla pantografów. Pytanie mam, czy ktoś jest zorientowany, jakie typy pantografów są używane w wymienionych pojazdach? Ewentualnie jakie są długości ramion w poszczególnych typach i jakie są początkowe kąty (w stanie złożonym)?

Kod: [Zaznacz]

cd/163_v1/163.mmd,-4.15,4.15,4.64,0.07
pkp/181_v1/181.mmd,-5.13,5.13,4.812,0.385
pkp/181_v1/182_cd.mmd,-5.13,5.13,4.812,0.385
pkp/181_v1/182.mmd,-5.13,5.13,4.812,0.385
pkp/303e_v1/303e-ep.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.055
pkp/303e_v1/303e-ep-tv.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.055
pkp/303e_v1/303e-ep-zez.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.055
pkp/303e_v1/303e.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.055
pkp/303e_v1/303em-zez.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/303e_v1/303e-tv.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.055
pkp/303e_v1/303e-zez.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.055
pkp/4e_v1/4e-ep.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/4e_v1/4e-ep-tv.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/4e_v1/4e-ep-zez.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/4e_v1/4e.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/4e_v1/4e-tv.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/4e_v1/4e-zez.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/e186_v1/e583.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.205
pkp/e186_v1/f140ms.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.205
pkp/ed72_v1/5bs-ra.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.43
pkp/ed72_v1/5bs-rb.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.4
pkp/ed72_v1/6bs-sa.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.04
pkp/ed72_v1/6bs-sb.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.04
pkp/ed73_v1/6bsa.mmd,-7.897,7.893,4.656,0.2
pkp/ed73_v1/6bsb.mmd,-7.897,7.893,4.656,0.2
pkp/el204_v1/el204.mmd,-5.754,5.785,4.517,0.25
pkp/em10_v1/405ea.mmd,-5.754,5.785,4.517,0.13
pkp/en57-2000_v1/6bs.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.01
pkp/en57_v1/6baiv.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.4
pkp/en57_v1/6bbiv.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.4
pkp/en57_v1/6bsii.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.01
pkp/en57_v1/6bsi.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.01
pkp/ep01_v1/el101.mmd,-5.754,5.785,4.517,0.33
pkp/ep03_v1/ep03.mmd,-5.754,5.785,4.517,0.07
pkp/ep03_v1/ep03_oryg.mmd,-5.754,5.785,4.517,0.07
pkp/ep05_v2/ep05.mmd,-4.084,4.084,4.391,0.15
pkp/ep07_v1/4e-ep-zez.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/ep08_v1/102e_ic.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/ep08_v1/102e.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.097
pkp/ep09_v1/104e_1.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.05
pkp/ep09_v1/104e_2.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.05
pkp/ep09_v1/104e_3.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.39
pkp/et21_v2/3e2.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.31
pkp/et21_v2/3e3-zez.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.31
pkp/et21_v2/3edumb.mmd,-4.673,4.736,4.656,0.31
pkp/et22-2000_v2/201em.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.215
pkp/et22_v2/201e.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.32
pkp/et22_v2/201e_p.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.4
pkp/et22_v2/201e-rn.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.32
pkp/et22_v2/201e-rw.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.32
pkp/et22_v2/201e-w.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.32
pkp/et22_v2/201e-zez.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.32
pkp/et40_v1/et40v1a.mmd,-4.084,4.084,4.391,0.43
pkp/et40_v1/et40v1b.mmd,-4.084,4.084,4.391,0.43
pkp/et40_v1/et40v2a.mmd,-4.084,4.084,4.391,0.43
pkp/et40_v1/et40v2b.mmd,-4.084,4.084,4.391,0.43
pkp/et41_v1/203e-a.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.095
pkp/et41_v1/203e-b.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.095
pkp/et42_v2/112e-a.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.15
pkp/et42_v2/112e-b.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.15
pkp/et42_v2/112edumb-a.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.15
pkp/et42_v2/112edumb-b.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.15
pkp/eu04_v1/eu04-01.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.0
pkp/eu04_v1/eu04-04.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.0
pkp/eu04_v1/eu04-24.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.0
pkp/eu05_v2/eu05.mmd,-4.084,4.084,4.391,0.15
pkp/eu20_v1/eu20-20.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.0
pkp/eu20_v1/eu20-21.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.0
pkp/eu20_v1/eu20.mmd,-5.604,5.635,4.467,0.0
pkp/ew58_v1/ew58-d.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.1
pkp/ew60_v1/ew60-s.mmd,-7.897,7.893,4.382,0.15
pkp/sn61_v1/sr61.mmd,-3.319,3.381,4.429,0.084

[Sawi]

Większość tego taboru używa czteroramiennego odbieraka prądu typu AKP 4E.

[Ra]

W załączeniu EU07_414.EXE oraz sceneria TD, przerobiona tak, aby można było zmieniać napięcie w drutach. Słupy zostały przestawione tak, aby uzyskać zygzakowanie ±40cm na łuku. Niestety, na prostych zygzakowania nie było i nie zostało dodane.

Wersja ta raczej nie będzie się nadawała do normalnego użytku, z powodu wymagań co do dokładnego ułożenia drutów w scenerii oraz problemów z powietrzem w EN57 (trzeba załączać sprężarkę pomocniczą z członu silnikowego, a AI tego nie potrafi). Nie został też dodany SPKS (potrzebne są pliki CHK).

Bardziej istotne zmiany:

• Wysokość pantografu odczytywana jest z modelu (była z MMD).
• Trzeba załączyć baterię przed podniesieniem pantografu.
• Może być też potrzebne użycie sprężarki pomocniczej.
• Napięcie zasilające jest odczytywane z przęsła, którego dotyka pantograf.
• W przypadku błędu sieci pantograf może zostać połamany.

Wersję udostępniam w celu wykrycia potencjalnych problemów oraz zorientowania się w temacie zakresu niezbędnych zmian w odrutowaniu scenerii.