mirror of
https://github.com/MaSzyna-EU07/maszyna.git
synced 2026-10-17 06:19:19 +02:00
2376e4867b
The library was a heap of half-built services - fitting, parallelism, niwelety, an SVG writer - that never met each other. In their place is one authored Document and one solver that lays it whole: tracks as element chains, turnouts placed on them, and a Solution that is rebuilt from scratch every time and never fed back into the document. What cannot be laid comes back as a diagnostic with the number in it rather than as silence or a fitted-away error. Turnouts are dimensioned the way the drawings dimension them. The blade follows Koc's rys. 5.9 - the curve is theoretically tangent to the opornica at PR, the blade starts at a with a planed nose of d, and A is where the rail stands u thick - and a + d derived that way lands on his tablica 5.1. Bending follows 5.3.6: it rotates the triangle OBC about the centre of the turnout, so the tangent t and the crossing angle stand and both radii follow from them. That is Koc's (5.7) and (5.8) without coding either, and it puts a symmetrically bent Rz 49E1-190-1:9 on the catalogue's Rlus 49E1-380,292-1:9. A rozjazd standing on a curve is bent onto it; one on a track drawn straight can carry a bend of its own. The szyny laczace take up the difference, because the switch and the frog are only bent, not re-cut. The plan panel draws all of it: the catalogue drawing of a type with its construction points, the theoretical arc dashed where no rail runs, and the blade nose as the straight it is cut as. Dragging a straight now stops where it would pull the track out from under a turnout. File format goes to m0s 6. Versions 3 to 5 still open.
206 lines
9.5 KiB
Markdown
206 lines
9.5 KiB
Markdown
# Rozjazd — kontrakt geometrii dla runtime i modeli
|
||
|
||
Jak edytor przekazuje rozjazd, a runtime ustawia z tego elementy. Podstawą są
|
||
**krzywe Béziera** (kubiczne). To jest warstwa graniczna: wewnątrz edytor liczy
|
||
łuki i klotoidy (kolejowo dokładne), a na wyjściu przybliża je Bézierami z
|
||
zadaną tolerancją. Runtime nie zna „typów" rozjazdów — dostaje instancję i sadzi
|
||
po niej elementy.
|
||
|
||
## Zasada
|
||
|
||
Runtime **nie bazuje na szablonie** (Rz 1:9 R190 itd.). Szablony to tylko preset
|
||
w edytorze, który wypełnia liczby. Każdy rozjazd to instancja o dowolnej
|
||
geometrii (własny skos, promień, przesunięty początek, łuk koszowy w środku).
|
||
Runtime dostaje **rozwiązaną geometrię** i z niej wszystko wyprowadza.
|
||
|
||
## Układ i jednostki
|
||
|
||
- metry; krzywe w XY (płaszczyzna planu),
|
||
- rozstaw toru 1435 mm → półrozstaw **0,7175 m**,
|
||
- pozy podawane jako pozycja + jednostkowy kierunek `(hx, hy)` (styczna, „w
|
||
kierunku jazdy"). Normalna lewa = `(-hy, hx)`,
|
||
- każdy element modelu ma origin w punkcie wstawienia, **+X = kierunek jazdy**,
|
||
**+Y = w lewo**, **+Z = w górę**. Runtime wstawia go podając tylko pozę —
|
||
żadnego per-model obrotu.
|
||
|
||
## Instancja rozjazdu
|
||
|
||
```
|
||
Turnout {
|
||
side : Left | Right // strona odgałęzienia (mirror)
|
||
crossing_mark : n // skos 1:n -> dobór odlewu krzyżownicy
|
||
rail_profile : "49E1" | "60E1" // -> dobór iglic / profilu szyny
|
||
gauge : 1.435
|
||
|
||
PR : Pose // początek rozjazdu: styczny do toru zasadniczego
|
||
KR : Pose // koniec (krzyżownica): kierunek = tor zasadniczy obrócony o alfa
|
||
length : L = a + b // katalogowa: styczna przednia + tylna
|
||
// (Rz 190-1:9: 13,834 + 13,304 = 27,138)
|
||
// koniec rozjazdu na torze zasadniczym to
|
||
// rzut KR na prostą, krótszy od L
|
||
crossing_angle : alfa = atan(1/n) // radiany
|
||
|
||
pieces : [Piece...] // geometria toru zwrotnego, PR -> KR, wprost z katalogu
|
||
blade : { u, w } // grubosc scietego ostrza, szerokosc glowki szyny
|
||
|
||
through_axis : [Bezier...] // tor zasadniczy przez rozjazd (zwykle prosty)
|
||
diverging_axis: [Bezier...] // te same odcinki, przybliżone Bézierami
|
||
}
|
||
|
||
Piece { part, length, radius_start, radius_end, turn_in }
|
||
// part: 0 przediglicowy | 1 iglica | 2 luk | 3 prosta krzyzownicowa
|
||
// radius 0 = prosta; rowne = luk; rozne = krzywa przejsciowa
|
||
// turn_in = kat nagiecia iglicy (beta); 0 = iglica styczna do opornicy
|
||
|
||
Pose { x, y, hx, hy } // pozycja + jednostkowa styczna
|
||
Bezier { p0, p1, p2, p3 } // kubiczna, punkty kontrolne w XY (metry)
|
||
```
|
||
|
||
Tor zasadniczy nie jest dzielony — `through_axis` jest podany dla kompletności
|
||
(runtime często ma już tor główny). Rozjazd wnosi przede wszystkim
|
||
`diverging_axis` + osprzęt + podrozjazdnice spinające oba tory.
|
||
|
||
## Początek odnogi: lista odcinków, nie jeden kształt
|
||
|
||
Odnoga to **lista odcinków z katalogu**, kładziona po kolei od `PR`. Nic w niej
|
||
nie jest dopasowywane: skos i długość katalogowa są tym, do czego wynik się
|
||
**sprawdza** (`angle_residual`, `length_residual`), a nie tym, co domyka ostatni
|
||
łuk. Typowe zestawy:
|
||
|
||
- **zwrotnica sieczna z iglicą prostą** — `[przediglicowy] [iglica prosta @ beta]
|
||
[łuk o alfa − beta] [prosta krzyżownicowa]`,
|
||
- **zwrotnica z iglicą łukową styczną do opornicy** — `[iglica łuk R od PR]
|
||
[łuk R] [prosta krzyżownicowa]`, `beta = 0` wszędzie: odnoga odchodzi stycznie,
|
||
bez załamania kierunku.
|
||
|
||
**Ścięte ostrze** (Koc, rys. 5.9). Iglicy nie da się zaostrzyć do zera. Łuk
|
||
iglicy jest **teoretycznie styczny do opornicy w PR**, ale sama iglica zaczyna
|
||
się dopiero tam, gdzie jest z czego — w *ostrzu*, w odległości `a` od PR — a jej
|
||
zestrugany dziób o długości `d` dochodzi do punktu **A**, gdzie iglica ma już
|
||
grubość `u`. To, co leży między PR a ostrzem, to odcinek przediglicowy: krzywa
|
||
już tam jest, pojazd jeszcze jedzie po torze zasadniczym.
|
||
|
||
Wszystko wychodzi z jednej drogi — do zadanego luzu między iglicą a opornicą:
|
||
|
||
```
|
||
s(y) = R * (acos(cos beta - y/R1) - beta) // iglica łukowa, R1 = R + s/2
|
||
s(y) = y / sin beta // iglica prosta
|
||
a + d = s(u) struganie = s(w) - a
|
||
```
|
||
|
||
Luz otwiera się na **łuku samej iglicy** (`R1 = R + s/2`, Koc 5.2), ale `s(y)`
|
||
jest stacją **po osi** — promień szyny zamienia luz na kąt, nie mierzy długości.
|
||
Rysunek wymiaruje iglicę po szynie, więc katalogowe `a + d` to `s(u)` przeskalowane
|
||
o `R1/R`; na tablicy 5.1 zgadza się do dziesiątej części milimetra przy
|
||
1200–1:18,5 i do sześciu przy 190–1:9. Dlatego typ niesie tylko `u`, `d` i `w`,
|
||
a `a` się **wyprowadza**.
|
||
|
||
(Templotowe `pl = w / tan beta` to to samo struganie rzutowane na opornicę.)
|
||
|
||
**Model:** zespół iglic kotwiony w ostrzu, zorientowany wzdłuż osi iglicy w tym
|
||
punkcie; edytor podaje `PR`, ostrze, koniec dzioba `A` i koniec strugania jako
|
||
znaczniki (`kind` 0, 1, 7, 8).
|
||
|
||
## Bézier — definicja i próbkowanie
|
||
|
||
Kubiczna:
|
||
|
||
```
|
||
B(t) = (1-t)^3 p0 + 3(1-t)^2 t p1 + 3(1-t) t^2 p2 + t^3 p3, t in [0,1]
|
||
B'(t) = 3(1-t)^2 (p1-p0) + 6(1-t)t (p2-p1) + 3t^2 (p3-p2)
|
||
```
|
||
|
||
- **pozycja** = `B(t)`, **kierunek** = `normalize(B'(t))`, `heading = atan2(B'y, B'x)`.
|
||
- styczna na końcach: w `t=0` wzdłuż `p1-p0`, w `t=1` wzdłuż `p3-p2` — dlatego
|
||
uchwyty `p1`, `p2` leżą **na stycznych toru** w węzłach,
|
||
- kolejne segmenty są **G1** (styczne się zgadzają) — geometria edytora jest
|
||
styczna z konstrukcji, więc łączenia są gładkie.
|
||
|
||
**Uwaga o parametryzacji:** `t` **nie jest** długością łuku. Do równego rozstawu
|
||
podrozjazdnic/podkładów trzeba reparametryzować po długości: całkować `|B'(t)|`
|
||
(albo próbkować adaptacyjnie) i szukać `t` dla zadanej odległości. Nie rozstawiaj
|
||
elementów po stałym kroku `t`.
|
||
|
||
## Skąd biorą się Béziery (aproksymacja)
|
||
|
||
**Reguła: jeden element osi = jeden Bézier.** Bez dzielenia. Węzły wyznaczają
|
||
`p0`/`p3` i styczne w węzłach, uchwyty leżą na tych stycznych:
|
||
|
||
- **prosta** → `p1`, `p2` na linii między `p0` a `p3` (uchwyty w 1/3 długości).
|
||
- **łuk** kąta `theta`, promień `R` → uchwyty wzdłuż stycznych o długości
|
||
|
||
```
|
||
k = (4/3) * R * tan(theta/4)
|
||
```
|
||
|
||
Dla kątów rozjazdowych (`theta < 8°`) błąd jest rzędu ułamka milimetra.
|
||
- **klotoida** (krzywa przejściowa, jeśli użyta) → też **jeden Bézier**: `p0`,
|
||
`p3` i styczne z końców klotoidy, uchwyty na stycznych w 1/3 cięciwy. Kubiczna
|
||
nie odda liniowo zmiennej krzywizny co do joty, ale przy długościach
|
||
przejściówek w rozjeździe odchyłka jest mała i to akceptujemy — jeden segment,
|
||
bez podziału.
|
||
|
||
Styczne w węzłach są wspólne dla sąsiednich elementów, więc Béziery łączą się G1.
|
||
|
||
## Szyny — krzywe przesunięte
|
||
|
||
Szyny to osie przesunięte o `±0,7175 m` wzdłuż normalnej lewej. **Nie** trzymaj
|
||
ich jako osobnych Bézierów — przesunięcie Béziera nie jest Bézierem. Runtime
|
||
próbkuje pozę osi i offsetuje per-próbka:
|
||
|
||
```
|
||
lewa = B(t) + (-hy, hx) * 0.7175
|
||
prawa = B(t) - (-hy, hx) * 0.7175
|
||
```
|
||
|
||
Na promieniach rozjazdowych rozjeżdżanie się offsetu jest pomijalne.
|
||
|
||
## Podział elementów
|
||
|
||
**Ciągłe — sadzone z pozy wzdłuż osi (zero zależności od typu):**
|
||
|
||
- **szyny** — po obu osiach, offset jak wyżej; potrzebny profil przekroju,
|
||
- **podrozjazdnice** — po długości (reparametryzacja!), prostopadle do
|
||
dwusiecznej obu osi, wydłużane w strefie iglic i krzyżownicy tak, by objąć oba
|
||
tory. Parametryczne (skalowana długość) albo zestaw dyskretny — do ustalenia.
|
||
|
||
**Dyskretne odlewy — dobierane parametrem, nie nazwą szablonu:**
|
||
|
||
- **krzyżownica** — fizyczny odlew o kącie `alfa`; dobierana po **`crossing_mark`
|
||
(skos 1:n)**, wstawiana w `KR`, ustawiona pod `crossing_angle`,
|
||
- **iglice (zwrotnica)** — dobierane po **`rail_profile`** (i ew. `R`), wstawiane
|
||
w `PR`,
|
||
- **kierownice** — dowiązane do `KR`,
|
||
- **napęd + latarnia** — w `PR`, odsunięte w bok o ustalony offset.
|
||
|
||
Runtime: geometrię szyn/podrozjazdnic robi z Bézierów, a krzyżownicę i iglice
|
||
**wybiera po (`crossing_mark`, `rail_profile`)** i wstawia w `PR`/`KR`.
|
||
|
||
## Iglice — stany
|
||
|
||
Rozjazd się przekłada. Iglice potrzebują dwóch stanów (na wprost / na bok) albo
|
||
animacji przełożenia — do ustalenia z modelarzem. Pozycja bazowa: `PR`.
|
||
|
||
## Do ustalenia z modelarzem
|
||
|
||
1. origin w pionie: główka szyny czy spód podkładu,
|
||
2. profil: 49E1 / 60E1 / oba,
|
||
3. podrozjazdnice: parametryczne czy zestaw dyskretny,
|
||
4. iglice: ruchome (dwa stany / animacja) czy statyczne,
|
||
5. które elementy bierze modelarz, a które generuje runtime.
|
||
|
||
## Do zrobienia po stronie edytora
|
||
|
||
`JunctionGeom` ma dziś `PR (px,py)`, `KR (fx,fy)`, kierunek wyjścia `(fhx,fhy)`,
|
||
długość i osie w postaci polilinii. Do kontraktu trzeba dołożyć:
|
||
|
||
- **`crossing_mark` i `rail_profile`** w danych eksportu,
|
||
- ~~`blade_angle` i `pre_blade_length`~~ — zrobione inaczej: `lay_turnout` kładzie
|
||
**listę odcinków** z typu, więc przediglicowy, iglica (prosta pod `beta` albo
|
||
łukowa styczna), łuk i prosta krzyżownicowa to po prostu jej pozycje,
|
||
- **wymiary Id-1 w szablonach** (`turnout_preset`): długości iglic i odcinków
|
||
przediglicowych, `u` per typ — dziś liczone z odsunięcia pięty,
|
||
- osie jako **Béziery** (dziś polilinie) — konwersja łuk/klotoida → kubiczne wg
|
||
powyższego,
|
||
- jawne oznaczenie „to rozjazd" (nie zwykły łuk), z `PR`/`KR`/`alfa`.
|