/* This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public License, v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/. */ /* MaSzyna EU07 locomotive simulator Copyright (C) 2001-2004 Marcin Wozniak, Maciej Czapkiewicz and others */ #include "stdafx.h" #include "Traction.h" #include "Globals.h" #include "logs.h" #include "mctools.h" #include "TractionPower.h" //--------------------------------------------------------------------------- /* === Koncepcja dwustronnego zasilania sekcji sieci trakcyjnej, Ra 2014-02 === 0. Każde przęsło sieci może mieć wpisaną nazwę zasilacza, a także napięcie nominalne i maksymalny prąd, które stanowią redundancję do danych zasilacza. Rezystancja może się zmieniać, materiał i grubość drutu powinny być wspólny dla segmentu. Podanie punktów umożliwia łączenie przęseł w listy dwukierunkowe, co usprawnia wyszukiwania kolejnych przeseł podczas jazdy. Dla bieżni wspólnej powinna być podana nazwa innego przęsła w parametrze "parallel". Wskaźniki na przęsła bieżni wspólnej mają być układane w jednokierunkowy pierścień. 1. Problemem jest ustalenie topologii sekcji dla linii dwutorowych. Nad każdym torem powinna znajdować się oddzielna sekcja sieci, aby mogła zostać odłączona w przypadku zwarcia. Sekcje nad równoległymi torami są również łączone równolegle przez kabiny sekcyjne, co zmniejsza płynące prądy i spadki napięć. 2. Drugim zagadnieniem jest zasilanie sekcji jednocześnie z dwóch stron, czyli sekcja musi mieć swoją nazwę oraz wskazanie dwóch zasilaczy ze wskazaniem geograficznym ich położenia. Dodatkową trudnością jest brak połączenia pomiędzy segmentami naprężania. Podsumowując, każdy segment naprężania powinien mieć przypisanie do sekcji zasilania, a dodatkowo skrajne segmenty powinny wskazywać dwa różne zasilacze. 3. Zasilaczem sieci może być podstacja, która w wersji 3kV powinna generować pod obciążeniem napięcie maksymalne rzędu 3600V, a spadek napięcia następuje na jej rezystancji wewnętrznej oraz na przewodach trakcyjnych. Zasilaczem może być również kabina sekcyjna, która jest zasilana z podstacji poprzez przewody trakcyjne. 4. Dla uproszczenia można przyjąć, że zasilanie pojazdu odbywać się będzie z dwóch sąsiednich podstacji, pomiędzy którymi może być dowolna liczba kabin sekcyjnych. W przypadku wyłączenia jednej z tych podstacji, zasilanie może być pobierane z kolejnej. Łącznie należy rozważać 4 najbliższe podstacje, przy czym do obliczeń można przyjmować 2 z nich. 5. Przęsła sieci są łączone w listę dwukierunkową, więc wystarczy nazwę sekcji wpisać w jednym z nich, wpisanie w każdym nie przeszkadza. Alternatywnym sposobem łączenia segmentów naprężania może być wpisywanie nazw przęseł jako "parallel", co może być uciążliwe dla autorów scenerii. W skrajnych przęsłach należałoby dodatkowo wpisać nazwę zasilacza, będzie to jednocześnie wskazanie przęsła, do którego podłączone są przewody zasilające. Konieczne jest odróżnienie nazwy sekcji od nazwy zasilacza, co można uzyskać różnicując ich nazwy albo np. specyficznie ustawiając wartość prądu albo napięcia przęsła. 6. Jeśli dany segment naprężania jest wspólny dla dwóch sekcji zasilania, to jedno z przęseł musi mieć nazwę "*" (gwiazdka), co będzie oznaczało, że ma zamontowany izolator. Dla uzyskania efektów typu łuk elektryczny, należało by wskazać położenie izolatora i jego długość (ew. typ). 7. Również w parametrach zasilacza należało by określić, czy jest podstacją, czy jedynie kabiną sekcyjną. Różnić się one będą fizyką działania. 8. Dla zbudowanej topologii sekcji i zasilaczy należało by zbudować dynamiczny schemat zastępczy. Dynamika polega na wyłączaniu sekcji ze zwarciem oraz przeciążonych podstacji. Musi być też możliwość wyłączenia sekcji albo podstacji za pomocą eventu. 9. Dla każdej sekcji musi być tworzony obiekt, wskazujący na podstacje zasilające na końcach, stan włączenia, zwarcia, przepięcia. Do tego obiektu musi wskazywać każde przęsło z aktywnym zasilaniem. z.1 z.2 z.3 -=-a---1*1---c-=---c---=-c--2*2--e---=---e-3-*-3--g-=- -=-b---1*1---d-=---d---=-d--2*2--f---=---e-3-*-3--h-=- nazwy sekcji (@): a,b,c,d,e,f,g,h nazwy zasilaczy (#): 1,2,3 przęsło z izolatorem: * przęsła bez wskazania nazwy sekcji/zasilacza: - segment napręzania: =-x-= segment naprężania z izolatorem: =---@---#*#---@---= segment naprężania bez izolatora: =--------@------= Obecnie brak nazwy sekcji nie jest akceptowany i każde przęsło musi mieć wpisaną jawnie nazwę sekcji, ewentualnie nazwę zasilacza (zostanie zastąpiona wskazaniem sekcji z sąsiedniego przęsła). */ std::size_t TTraction::create_geometry( geometrybank_handle const &Bank, glm::dvec3 const &Origin ) { if( m_geometry != null_handle ) { return GfxRenderer.Vertices( m_geometry ).size() / 2; } vertex_array vertices; double ddp = std::hypot( pPoint2.x - pPoint1.x, pPoint2.z - pPoint1.z ); if( Wires == 2 ) WireOffset = 0; // jezdny basic_vertex startvertex, endvertex; startvertex.position = glm::vec3( pPoint1.x - ( pPoint2.z / ddp - pPoint1.z / ddp ) * WireOffset - Origin.x, pPoint1.y - Origin.y, pPoint1.z - ( -pPoint2.x / ddp + pPoint1.x / ddp ) * WireOffset - Origin.z ); endvertex.position = glm::vec3( pPoint2.x - ( pPoint2.z / ddp - pPoint1.z / ddp ) * WireOffset - Origin.x, pPoint2.y - Origin.y, pPoint2.z - ( -pPoint2.x / ddp + pPoint1.x / ddp ) * WireOffset - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); // Nie wiem co 'Marcin glm::dvec3 pt1, pt2, pt3, pt4, v1, v2; v1 = pPoint4 - pPoint3; v2 = pPoint2 - pPoint1; float step = 0; if( iNumSections > 0 ) step = 1.0f / (float)iNumSections; double f = step; float mid = 0.5; float t; // Przewod nosny 'Marcin if( Wires > 1 ) { // lina nośna w kawałkach startvertex.position = glm::vec3( pPoint3.x - Origin.x, pPoint3.y - Origin.y, pPoint3.z - Origin.z ); for( int i = 0; i < iNumSections - 1; ++i ) { pt3 = pPoint3 + v1 * f; t = ( 1 - std::fabs( f - mid ) * 2 ); if( ( Wires < 4 ) || ( ( i != 0 ) && ( i != iNumSections - 2 ) ) ) { endvertex.position = glm::vec3( pt3.x - Origin.x, pt3.y - std::sqrt( t ) * fHeightDifference - Origin.y, pt3.z - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); startvertex = endvertex; } f += step; } endvertex.position = glm::vec3( pPoint4.x - Origin.x, pPoint4.y - Origin.y, pPoint4.z - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); } // Drugi przewod jezdny 'Winger if( Wires > 2 ) { startvertex.position = glm::vec3( pPoint1.x + ( pPoint2.z / ddp - pPoint1.z / ddp ) * WireOffset - Origin.x, pPoint1.y - Origin.y, pPoint1.z + ( -pPoint2.x / ddp + pPoint1.x / ddp ) * WireOffset - Origin.z ); endvertex.position = glm::vec3( pPoint2.x + ( pPoint2.z / ddp - pPoint1.z / ddp ) * WireOffset - Origin.x, pPoint2.y - Origin.y, pPoint2.z + ( -pPoint2.x / ddp + pPoint1.x / ddp ) * WireOffset - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); } f = step; if( Wires == 4 ) { startvertex.position = glm::vec3( pPoint3.x - Origin.x, pPoint3.y - 0.65f * fHeightDifference - Origin.y, pPoint3.z - Origin.z ); for( int i = 0; i < iNumSections - 1; ++i ) { pt3 = pPoint3 + v1 * f; t = ( 1 - std::fabs( f - mid ) * 2 ); endvertex.position = glm::vec3( pt3.x - Origin.x, pt3.y - std::sqrt( t ) * fHeightDifference - ( ( ( i == 0 ) || ( i == iNumSections - 2 ) ) ? 0.25f * fHeightDifference : 0.05 ) - Origin.y, pt3.z - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); startvertex = endvertex; f += step; } endvertex.position = glm::vec3( pPoint4.x - Origin.x, pPoint4.y - 0.65f * fHeightDifference - Origin.y, pPoint4.z - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); } f = step; // Przewody pionowe (wieszaki) 'Marcin, poprawki na 2 przewody jezdne 'Winger if( Wires > 1 ) { for( int i = 0; i < iNumSections - 1; ++i ) { float flo, flo1; flo = ( Wires == 4 ? 0.25f * fHeightDifference : 0 ); flo1 = ( Wires == 4 ? +0.05 : 0 ); pt3 = pPoint3 + v1 * f; pt4 = pPoint1 + v2 * f; t = ( 1 - std::fabs( f - mid ) * 2 ); if( ( i % 2 ) == 0 ) { startvertex.position = glm::vec3( pt3.x - Origin.x, pt3.y - std::sqrt( t ) * fHeightDifference - ( ( i == 0 ) || ( i == iNumSections - 2 ) ? flo : flo1 ) - Origin.y, pt3.z - Origin.z ); endvertex.position = glm::vec3( pt4.x - ( pPoint2.z / ddp - pPoint1.z / ddp ) * WireOffset - Origin.x, pt4.y - Origin.y, pt4.z - ( -pPoint2.x / ddp + pPoint1.x / ddp ) * WireOffset - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); } else { startvertex.position = glm::vec3( pt3.x - Origin.x, pt3.y - std::sqrt( t ) * fHeightDifference - ( ( i == 0 ) || ( i == iNumSections - 2 ) ? flo : flo1 ) - Origin.y, pt3.z - Origin.z ); endvertex.position = glm::vec3( pt4.x + ( pPoint2.z / ddp - pPoint1.z / ddp ) * WireOffset - Origin.x, pt4.y - Origin.y, pt4.z - ( -pPoint2.x / ddp + pPoint1.x / ddp ) * WireOffset - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); } if( ( ( Wires == 4 ) && ( ( i == 1 ) || ( i == iNumSections - 3 ) ) ) ) { startvertex.position = glm::vec3( pt3.x - Origin.x, pt3.y - std::sqrt( t ) * fHeightDifference - 0.05 - Origin.y, pt3.z - Origin.z ); endvertex.position = glm::vec3( pt3.x - Origin.x, pt3.y - std::sqrt( t ) * fHeightDifference - Origin.y, pt3.z - Origin.z ); vertices.emplace_back( startvertex ); vertices.emplace_back( endvertex ); } f += step; } } auto const elementcount = vertices.size() / 2; m_geometry = GfxRenderer.Insert( vertices, Bank, GL_LINES ); return elementcount; } int TTraction::TestPoint(glm::dvec3 const &Point) { // sprawdzanie, czy przęsła można połączyć if (!hvNext[0]) if( glm::all( glm::epsilonEqual( Point, pPoint1, 0.025 ) ) ) return 0; if (!hvNext[1]) if( glm::all( glm::epsilonEqual( Point, pPoint2, 0.025 ) ) ) return 1; return -1; }; void TTraction::Connect(int my, TTraction *with, int to) { //łączenie segmentu (with) od strony (my) do jego (to) if (my) { // do mojego Point2 hvNext[1] = with; iNext[1] = to; } else { // do mojego Point1 hvNext[0] = with; iNext[0] = to; } if (to) { // do jego Point2 with->hvNext[1] = this; with->iNext[1] = my; } else { // do jego Point1 with->hvNext[0] = this; with->iNext[0] = my; } if (hvNext[0]) // jeśli z obu stron podłączony if (hvNext[1]) iLast = 0; // to nie jest ostatnim if (with->hvNext[0]) // temu też, bo drugi raz łączenie się nie nie wykona if (with->hvNext[1]) with->iLast = 0; // to nie jest ostatnim }; bool TTraction::WhereIs() { // ustalenie przedostatnich przęseł if (iLast) return (iLast == 1); // ma już ustaloną informację o położeniu if (hvNext[0] ? hvNext[0]->iLast == 1 : false) // jeśli poprzedni jest ostatnim iLast = 2; // jest przedostatnim else if (hvNext[1] ? hvNext[1]->iLast == 1 : false) // jeśli następny jest ostatnim iLast = 2; // jest przedostatnim return (iLast == 1); // ostatnie będą dostawać zasilanie }; void TTraction::Init() { // przeliczenie parametrów vParametric = pPoint2 - pPoint1; // wektor mnożników parametru dla równania parametrycznego }; void TTraction::ResistanceCalc(int d, double r, TTractionPowerSource *ps) { //(this) jest przęsłem zasilanym, o rezystancji (r), policzyć rezystancję zastępczą sąsiednich if (d >= 0) { // podążanie we wskazanym kierunku TTraction *t = hvNext[d], *p; if (ps) psPower[d ^ 1] = ps; // podłączenie podanego else ps = psPower[d ^ 1]; // zasilacz od przeciwnej strony niż idzie analiza d = iNext[d]; // kierunek PowerState = 4; while( ( t != nullptr ) && ( t->psPower[d] == nullptr ) ) // jeśli jest jakiś kolejny i nie ma ustalonego zasilacza { // ustawienie zasilacza i policzenie rezystancji zastępczej if( t->PowerState != 4 ) { // przęsła zasilającego nie modyfikować if( t->psPowered != nullptr ) { t->PowerState = 4; } else { // kolor zależny od strony, z której jest zasilanie t->PowerState |= d ? 2 : 1; } } t->psPower[d] = ps; // skopiowanie wskaźnika zasilacza od danej strony t->fResistance[d] = r; // wpisanie rezystancji w kierunku tego zasilacza r += t->fResistivity * glm::length(t->vParametric); // doliczenie oporu kolejnego odcinka p = t; // zapamiętanie dotychczasowego t = p->hvNext[d ^ 1]; // podążanie w tę samą stronę d = p->iNext[d ^ 1]; // w przypadku zapętlenia sieci może się zawiesić? } } else { // podążanie w obu kierunkach, można by rekurencją, ale szkoda zasobów r = 0.5 * fResistivity * glm::length(vParametric); // powiedzmy, że w zasilanym przęśle jest połowa if (fResistance[0] == 0.0) ResistanceCalc(0, r); // do tyłu (w stronę Point1) if (fResistance[1] == 0.0) ResistanceCalc(1, r); // do przodu (w stronę Point2) } }; void TTraction::PowerSet(TTractionPowerSource *ps) { // podłączenie przęsła do zasilacza if (ps->bSection) psSection = ps; // ustalenie sekcji zasilania else { // ustalenie punktu zasilania (nie ma jeszcze połączeń między przęsłami) psPowered = ps; // ustawienie bezpośredniego zasilania dla przęsła psPower[0] = psPower[1] = ps; // a to chyba nie jest dobry pomysł, bo nawet zasilane przęsło // powinno mieć wskazania na inne fResistance[0] = fResistance[1] = 0.0; // a liczy się tylko rezystancja zasilacza } }; double TTraction::VoltageGet(double u, double i) { // pobranie napięcia na przęśle po podłączeniu do niego rezystancji (res) - na razie jest to prąd if (!psSection) if (!psPowered) return NominalVoltage; // jak nie ma zasilacza, to napięcie podane w przęśle // na początek można założyć, że wszystkie podstacje mają to samo napięcie i nie płynie prąd // pomiędzy nimi // dla danego przęsła mamy 3 źródła zasilania // 1. zasilacz psPower[0] z rezystancją fResistance[0] oraz jego wewnętrzną // 2. zasilacz psPower[1] z rezystancją fResistance[1] oraz jego wewnętrzną // 3. zasilacz psPowered z jego wewnętrzną rezystancją dla przęseł zasilanych bezpośrednio double res = (i != 0.0) ? (u / i) : 10000.0; if (psPowered) return psPowered->CurrentGet(res) * res; // yB: dla zasilanego nie baw się w gwiazdy, tylko bierz bezpośrednio double r0t, r1t, r0g, r1g; double i0, i1; r0t = fResistance[0]; //średni pomysł, ale lepsze niż nic r1t = fResistance[1]; // bo nie uwzględnia spadków z innych pojazdów if (psPower[0] && psPower[1]) { // gdy przęsło jest zasilane z obu stron - mamy trójkąt: res, r0t, r1t // yB: Gdy wywali podstacja, to zaczyna się robić nieciekawie - napięcie w sekcji na jednym // końcu jest równe zasilaniu, // yB: a na drugim końcu jest równe 0. Kolejna sprawa to rozróżnienie uszynienia sieci na // podstacji/odłączniku (czyli // yB: potencjał masy na sieci) od braku zasilania (czyli odłączenie źródła od sieci i brak // jego wpływu na napięcie). if ((r0t > 0.0) && (r1t > 0.0)) { // rezystancje w mianowniku nie mogą być zerowe r0g = res + r0t + (res * r0t) / r1t; // przeliczenie z trójkąta na gwiazdę r1g = res + r1t + (res * r1t) / r0t; // pobierane są prądy dla każdej rezystancji, a suma jest mnożona przez rezystancję // pojazdu w celu uzyskania napięcia i0 = psPower[0]->CurrentGet(r0g); // oddzielnie dla sprawdzenia i1 = psPower[1]->CurrentGet(r1g); return (i0 + i1) * res; } else if (r0t >= 0.0) return psPower[0]->CurrentGet(res + r0t) * res; else if (r1t >= 0.0) return psPower[1]->CurrentGet(res + r1t) * res; else return 0.0; // co z tym zrobić? } else if (psPower[0] && (r0t >= 0.0)) { // jeśli odcinek podłączony jest tylko z jednej strony return psPower[0]->CurrentGet(res + r0t) * res; } else if (psPower[1] && (r1t >= 0.0)) return psPower[1]->CurrentGet(res + r1t) * res; return 0.0; // gdy nie podłączony wcale? }; glm::vec3 TTraction::wire_color() const { glm::vec3 color; if( false == DebugModeFlag ) { switch( Material ) { // Ra: kolory podzieliłem przez 2, bo po zmianie ambient za jasne były // trzeba uwzględnić kierunek świecenia Słońca - tylko ze Słońcem widać kolor case 1: { if( TestFlag( DamageFlag, 1 ) ) { color.r = 0.00000f; color.g = 0.32549f; color.b = 0.2882353f; // zielona miedź } else { color.r = 0.35098f; color.g = 0.22549f; color.b = 0.1f; // czerwona miedź } break; } case 2: { if( TestFlag( DamageFlag, 1 ) ) { color.r = 0.10f; color.g = 0.10f; color.b = 0.10f; // czarne Al } else { color.r = 0.25f; color.g = 0.25f; color.b = 0.25f; // srebrne Al } break; } default: {break; } } // w zaleźności od koloru swiatła color.r *= Global::DayLight.ambient[ 0 ]; color.g *= Global::DayLight.ambient[ 1 ]; color.b *= Global::DayLight.ambient[ 2 ]; } else { // tymczasowo pokazanie zasilanych odcinków switch( PowerState ) { case 1: { // czerwone z podłączonym zasilaniem 1 color.r = 1.0f; color.g = 0.0f; color.b = 0.0f; break; } case 2: { // zielone z podłączonym zasilaniem 2 color.r = 0.0f; color.g = 1.0f; color.b = 0.0f; break; } case 3: { //żółte z podłączonym zasilaniem z obu stron color.r = 1.0f; color.g = 1.0f; color.b = 0.0f; break; } case 4: { // niebieskie z podłączonym zasilaniem color.r = 0.5f; color.g = 0.5f; color.b = 1.0f; break; } default: { break; } } if( hvParallel ) { // jeśli z bieżnią wspólną, to dodatkowo przyciemniamy color.r *= 0.6f; color.g *= 0.6f; color.b *= 0.6f; } } return color; }