مدلسازی و کنترل نظارتی سیستم‌های حمل و نقل ریلی با استفاده از شبکه پتری رنگی

شبکه‌های حمل و نقل ریلی، با استفاده از روش‌های مدلسازی و شبیه‌سازی در مرحله طراحی، راه اندازی و بهره برداری مورد مطالعه قرار گرفته و خصوصیات و رفتار آن به کمک شبکه‌های پتری مدل شده و تحلیل می‌شود. در این مقاله با استفاده از مفاهیم شبکه پتری رنگی اجزای اصلی یک خط ریلی و انواع سیگنال‌ها معرفی شده و مدل پتری رنگی آن شامل انشعاب (ماشین سوزن) مسیرراه‌آهن، انتهای خط، انشعاب دو سوزنه، تقاطع و... بیان می‌گردد. برای مدلسازی شبکه ریلی ابتدا مطابق با بلاک‌بندی، برای نمایش بلاک‌ها، از مکان‌ها در شبکه پتری استفاده شده و برای اینکه نحوه تبدیل وضعیت و اشغال بلاک توسط قطارها در هر لحظه مدل شود گذرها در شبکه پتری تعریف می‌شوند. سپس کنترل نظارتی که ناظر بر ورود قطار به مدل از یارد، نظارت بر ورود قطار به ایستگاه، نظارت بر خروج قطار از ایستگاه و الزامات ایمنی و عدم وقفه باشد، چنان طراحی شده است که شبکه مدل شده با شبکه پتری رنگی، بدون وقفه بوده و ایمنی آن تضمین می‌گردد همچنین با استفاده از مفهوم رنگ، دو نوع قطار عادی (نرمال) و تندرو (اکسپرس) در شبکه ریلی در مدل معادل شبکه پتری، با استفاده از نرم افزار CPN Tools پیاده سازی شده و شبکه با تعداد قطارهای مختلف در هر دو جهت حرکت قطارها از نظر ایمنی، عدم وقفه و سایر الزامات عملیاتی تحلیل می گردد. بدین منظور تحلیل های درخت دسترس پذیری با رسم گراف فضای حالت به منظور تایید عدم وجود وقفه در حرکت قطارها و رعایت الزامات ایمنی، تحلیل حداکثر و حداقل نشانه های موجود در هر مکان به منظور رعایت الزام ایمنی در بلاک سیستم ریلی و تحلیل حداکثر تعداد حضور در هر مکان به منظور رعایت اینکه قطار تندرو در بلاک های کنارگذر قرار نگیرد، انجام شده و صحت عملکرد کنترل نظارتی نشان داده می شود.