Universidad Simón Bolívar Dpto. de Computación y Tecnología de la Información

Universidad Simón Bolívar
Dpto. de Computación y Tecnología de la Información
CI-2126, Computación II
Enero – Marzo 2008
PROYECTO “Sistema de Metro”
Especificaciones para la 2da entrega
Una vez realizado el análisis del problema, el diseño de los elementos que permite a un programa poder simular
el funcionamiento de un metro (esto es, archivos, estructuras de datos, TADs), y la implementación de estos
últimos y del subsistema de información al usuario, se desea que Usted agregue nuevas funcionalidades a su
software.
En primer lugar, es necesario que Usted considere las observaciones y sugerencias con respecto a su 1era
entrega, que el Profesor le indicará el día martes de semana 10 (25/03).
Para la 2da entrega (martes de semana 12, 08/04), se deberá implementar un subsistema de simulación de los
sistemas ATO y ATP, mencionados en el documento de la Información general del proyecto, y que permitirán,
dentro de los parámetros considerados para la simulación, saber dónde se encuentran los trenes en todo
momento y poder obtener estadísticas de funcionamiento aproximadas.
Aspectos importantes acerca del funcionamiento de un Metro a considerar en esta entrega
Un metro hace su recorrido a 50 kilómetros por hora, en promedio. En algunas rectas, los metros más modernos
pueden llegar hasta a 110 kilómetros por hora, pero los sistemas automatizados de conducción advierten al
conductor cuándo está excediendo la velocidad. La velocidad depende de las líneas y de los distintos tramos.
Para cada tramo existen dos velocidades de referencia: una objetivo o recomendada (por ejemplo, de 57
kilómetros por hora) y otra máxima (por ejemplo, de 70 kilómetros por hora). Si un chofer sobrepasa la velocidad
objetivo, el sistema le envía alertas luminosas y acústicas, pero si se pasa de la velocidad máxima, el tren se
detiene automáticamente.
Cada línea tiene un número específico de trenes (por ejemplo, 6) que a su vez tiene un número específico de
vagones (por ejemplo, 2). Cada vagón mide una longitud fija (por ejemplo, 15 metros). Los trenes parten al
comienzo del horario de funcionamiento desde las estaciones terminales, uno a la vez y la diferencia de tiempo
de partida entre ellos (denominada frecuencia de paso o intervalo entre trenes) es de un tiempo específico
aproximado (por ejemplo, 7 minutos). Se considerarán medidas de aceleración: 1 m/seg y desaceleración: 1,2
m/seg. Además, cada línea tiene definido un tiempo estándar de parada en cada estación (por ejemplo, 1
minuto).
El sistema de Protección Automática de trenes (ATP) permite el control de la velocidad máxima de circulación de
los trenes y en consecuencia protege a estos de forma segura y automática ante alcances, velocidades
excesivas, etc. El sistema de ATP se compone de equipos embarcados en tren, que realizan las funciones de
seguridad en la circulación y equipo fijos instalados en vía que comunican el estado de las instalaciones a los
trenes. Se considerará un sistema de ATP del tipo “Distancia objetivo”, cuyas características más importantes
son:
- En este sistema el tren recibe de los equipos de ATP de vía, el número de circuitos de vía que están libres por
delante del tren así como las restricciones especiales de velocidad por los condicionamientos en el perfil o los
itinerarios, situaciones especiales ante trabajos de vía, etc.
- El tren dispone en su memoria de las informaciones referentes a las características de la línea y su perfil de
velocidades, la localización del tren se realiza regularmente a través de una serie de balizas puntuales situadas
en la vía.
- Con los datos disponibles, el tren calcula la distancia de acercamiento a los obstáculos y realiza un control
continuo de la velocidad máxima en función de su situación y distancia al objetivo.
Este sistema permite reducir el intervalo entre trenes, incluso a velocidades altas.
El sistema de Conducción Automática de Trenes (ATO) se compone de un conjunto de equipos situados tanto a
bordo del tren como en la vía y que sustituyen parte, o la totalidad de las funciones de la conducción normal del
tren, dependiendo del equipamiento de la línea. El ATO está en todo momento supervisado por el sistema ATP.
En las líneas dotadas de ATO se definen varias marchas posibles para cada interestación. La “marcha 0”
corresponde a la máxima velocidad permitida por los sistemas de protección del tren (ATP). La “marcha 1”
perdería unos 5 segundos aproximadamente con respecto a la “marcha 0”, y así sucesivamente.
La manera en que se consigue reducir el tiempo de recorrido entre interestaciones para sus diferentes marchas
(1, 2 y 3) se realiza con una primera aproximación para cada interestación y tipo de marcha de Velocidades de
Deriva (Vd) y Velocidades de Remotor (Vr), posteriormente se realiza un proceso de depuración (medición real
en línea del comportamiento de los trenes) y son introducidas en la memoria de los propios trenes. Este proceso
de depuración es muy importante, ya que en él se pueden realizar las correcciones necesarias para que este tipo
de regulación no suponga una merma en las condiciones de confort de la marcha del tren.
Subsistema de Simulación de Operaciones del Metro (SOM)
La idea de esta segunda entrega es realizar una herramienta de simulación del movimiento de los trenes en las
líneas del metro. No incluye las operaciones de análisis, optimización y depuración del sistema.
Este subsistema utilizará los TADs implementados en la 1era entrega (incluyendo el TAD Tren) y su código será
independiente del Subsistema de Información al Pasajero (SIP), es decir, se creará un programa principal nuevo.
Como primer paso para la realización de este subsistema, Usted deberá determinar qué datos y operaciones
deben agregarse a los TADs implementados, así como también a los archivos de entrada de prueba que ya ha
utilizado. Si Usted lo considera adecuado, podrá cambiar el formato de los archivos de entrada, crear nuevos
archivos de entrada, modificar las estructuras de datos, etc.
Para realizar la simulación, es necesario generar una serie de eventos, ordenarlos en función del tiempo en que
se ejecutan e insertarlos en una cola. Cada evento se refiere a la partida de un tren de una estación. La unidad
de tiempo para la simulación será 1 segundo, que se representará a nivel de implementación, en el programa,
con un contador inicializado en 0 que se incrementa de 1 en 1. (Tome en cuenta que la computadora ejecutará la
simulación en mucho menor tiempo que el real). De esta manera, la simulación comenzará en el segundo 0 (al
inicio del horario de operaciones del metro, por ejemplo, 5:00am) y en cada unidad de tiempo debemos verificar
qué evento(s) ocurren en ese instante, para desencolarlos y realizar las operaciones relacionadas al mismo, así
como las demás operaciones que tienen que ver con el avance de los trenes en las líneas. Es importante
recordar que, dado que se estarán simulando sistemas ATO y ATP, se debe considerar que algunos eventos no
pueden ser ejecutados en el momento previsto, por lo que deben ser retrasados.
El SOM deberá mostrar cada cierto tiempo (por ejemplo, cada 10 minutos) la información acerca de la ubicación
y la velocidad de los trenes en las líneas correspondientes. Además, deberá generar un archivo de salida con los
horarios de llegadas de los trenes a las estaciones.
Referencias:
Metro de Madrid. Disponible en Internet:
http://www.madrid.org/metrosur/instalaciones/senaliz_metrosur.htm
http://www.madrid.org/metrosur/instalaciones/sirat.htm