Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra informatiky a výpočetní techniky Konečně-automatový model křižovatky Slovanská x nájezd na Most Milénia (Plzeň) Samostatná práce z předmětu Teoretická informatika prosinec 2004 FAV-INIB-2003 Petr Včelák vcelak@students.zcu.cz
Obsah I. Zadání...3 II. Rozbor zadání a stručný postup řešení...3 III. Uživatelská dokumentace...5 1. Obecné...5 2. Režimy křižovatky...5 3. Obsluha...5 4. Výsledky...5 IV. Literatura a zdroje...6 V. Závěr...6
I. Zadání Popište křižovatku Slovanská x nájezd na Most milénia (jižně od hlavního nádraží ČD, Plzeň) konečně-automatovým modelem Moorova typu. Model implementujte v libovolném programovacím jazyku pokud možno tak, aby křižovatku simuloval graficky. Signál časovače, resp. signály z chodeckých tlačítek simulujte zadáním z klávesnice nebo myší. II. Rozbor zadání a stručný postup řešení Pro zpracování úlohy je zapotřebí zjistit, jak vlastní křižovatka vypadá, v jakých směrech je provoz řízen, jak jsou umístěny semafory a přechody pro chodce. Dále v kolika stavech se může celá křižovatka jako celek vyskytnout. Z těchto informací složíme obrázek, kde pojmenujeme jednotlivé semafory, chodecká tlačítka (vždy pro jeden pár jedno shodné označení). Obrázek dále rozkreslím do dalších, které budou představovat jednotlivé stavy křižovatky při řízení provozu. Dospěl jsem ke 2 stavům. Tyto se pak mění s mezistavem, pro změnu světel (oranžového světla). Další stavy jsou, pokud je celá křižovatka vypnuta (zhasnutá všechna světla) a pokud je ve stavu křižovatka neřízena, kdy bliká jen oranžové světlo. Mezi všemi těmito stavy se přechází pomocí vnějších signálů z ovládacího zařízení, signálu časovače. Chodecká tlačítka změní pouze interval příslušných časovačů na tak dlouho, dokud není dosaženo stavu, kdy požadovaný chodec může přejít. Vlastní schéma konečně-automatového modelu této křižovatky je tedy následující. Dále je uvedena tabulka stavů s popisem co který stav automatu představuje, informace jak je pro jednotlivé stavy zakódována informace o semaforech, popisky časovačů automatu (pro kterou část jsou významné). Poslední tabulkou je tabulka stavů křižovatky, kdy je pro každý stav zobrazena situace na všech semaforech (i chodecké). S_ON S0 S_OFF T0 S1 T0 START T2 T2 S4 T1 S_OFF S2 S3 S7 S6 T3 T2 S5 STOP Stavy automatu Jméno S0 Stav Zhasnutá světla (vypnutá křižovatka) S1 Stav Zhasnutá světla (vypnuté řízení) S2 Svítí všechna oranžová světla S3 Přechodový stav mezi S2 a S4 (zapnutí křižovatky) S4 Stabilní stav provoz jedné části S5 Stabilní stav provoz druhé části S6 Přechodový stav mezi S4 a S5 S7 Přechodový stav mezi S5 a S4 Význam
Informace o stavech světel Stavy Význam světel Doprava Chodci 0 semafor nesvítí semafor nesvítí 1 oranžové světlo nemá význam 2 červené světlo červené světlo 3 červené a oranžové světlo nemá význam 4 zelené světlo zelené světlo Časovače Jméno Význam T0 pro blikání oranžové T1 stabilní stav pro S4 T2 přechodový stav T3 stabilní stav pro S5 Světla / doprava chodci (CH) stav 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 S0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S2 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 S3 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 S4 4 4 2 2 2 2 2 4 4 4 S5 2 2 4 4 4 4 4 2 2 2 S6 1 1 3 3 3 2 2 2 2 2 S7 3 3 1 1 1 2 2 2 2 2
III. Uživatelská dokumentace 1. Obecné Model je napsán v jazyce PHP. K činnosti tedy potřebujete webový prohlížeč na straně klienta a na serverové straně některý webový server s podporou PHP. Generovaná webová stránka odpovídá HTML 4.01 a částečně využívá CSS. 2. Režimy křižovatky Křižovatka, jako celek, se může nacházet v jednom ze tří stavů. křižovatka vypnuta (všechny semafory jsou zhaslé a jediný signál, na který automat zareaguje je signál S_ON, který převede křižovatku do stavu křižovatka neřízena), křižovatka neřízena (zde blikají oranžová světla s prodlevou T0 a chodecké semafory jsou zhaslé; křižovatka může signálem S_OFF přejít do stavu vypnuto a nebo svítí-li oranžové světlo signálem START se zpožděním T2 do stavu křižovatka řízena) křižovatka řízena (veškeré semafory svítí v závislosti na stavu automatu; opět do výchozího stavu křižovatky přes všechny stavy postupně projdeme pomocí signálů T1, T2, T3, T2; z libovolného stavu křižovatky lze signálem STOP přejít do stavu křižovatka neřízena) 3. Obsluha Vstupem jsou pouze uživatelem zadané signály a to vždy jen jediný v daném okamžiku. Signály jsou zaslané pomocí formulářových tlačítek na zobrazené stránce (označené jako vnější signály, časovač a chodecká tlačítka). Veškeré signály, které lze automatu zaslat, najdete v části Ovládání křižovatky, vpravo vedle grafického znázornění modelu. Automat ignoruje signály, které v daném okamžiku neočekává. Tedy nedojde ke změně stavu (i časový údaj, kdy bude další stav je nezměněn) Prodlevy automatu, které jsou zobrazovány a informují za jakou dobu by mělo dojít ke změně stavu automatu (udaného příslušným časovačem) je pouze informativní. Tuto změnu provedete zvolením tlačítka časovače nebo chodeckého tlačítka a změna zkrácení intervalu se provede okamžitě na současném stavu. Změnit výchozí zobrazované hodnoty prodlev časovačů není uživateli pro jednoduchost modelu nijak umožněno. 4. Výsledky Stav automatu a informace o současném stavu je zobrazena na každé zobrazené stránce automatu pod nadpisem Informace o současném stavu.
IV. Literatura a zdroje V. Závěr [1] Přednášky KIV/TI, ZČU 2004 [2] Obrázky dopravního značení a signalizace byly vytvořeny z šablon vytvořených pro program GIMP (http://gimp.jinak.cz). Model je přizpůsoben použitému programovacímu jazyku a simulaci tak provádí jen uživatel. Časové údaje o následujícím přechodu do dalšího stavu jsou pouze informativní, vlastní přechod je proveden až zasláním signálu z časovače. Celý projekt byl zpracován na Operačním systému GNU/Linux a je uvolněn pod licencí GNU GPL. Obsahuje volně dostupnou grafiku použitou pro grafické znázornění křižovatky (viz.předchozí bod).