Обучение: Ж/Д сигналы
Ж/д светофоры нужны для функционирования железнодорожной сети в Factorio. В этом руководстве рассказывается зачем и когда используются ж/д светофоры, что такое затор и в каком случае он получается. Цель руководства состоит в том, чтобы дать сведения читателю, чтобы он мог построить железнодорожную систему, работающую как часы. Показаны примеры часто используемых решений.
Для новичков, которые только учатся использовать светофоры, на перекрестках рекомендуется установить радары для быстрого определения проблемы. Также рекомендуется как можно скорее автоматизировать заправку поездов горючим, когда в систему добавляется новый поезд или станция. Поезда могут заправляться на одной станции по штатному расписанию (может включать или не включать транспортировку топлива на станцию) или на отдельной заправочной станции.
Обычные светофоры и блоки
Всякий раз, когда на одном пути появляются два и более поездов, существует вероятность их столкновения. Что бы этого избежать, на перекрестках и вдоль дороги, с некоторым интервалом, устанавливаются светофоры (рис. 1). Обычный ж/д светофор защищает блок путей после него до следующего светофора или конца пути. Светофоры гарантируют, что в одном блоке будет только один поезд. Когда поезд приближается к очередному блоку, который уже занят другим поездом, он остановится и будет ожидать разрешающий сигнал.
Блоки отображаются цветами, когда в руках игрока находится светофор. На рисунке 2 показано отображение 11 блоков.
Ж/д светофор светится зеленым, если за ним блок пустой. Когда поезд заехал в блок, то все пропускающие в него светофоры, переключаются на красный. Когда же поезд только входит в блок, то он на короткое время становится желтым, а после — красным.
Светофоры устанавливаются по правую сторону путей, то есть движение поездов правостороннее. Ввиду этого, в автоматическом режиме поезда не могут передвигаться, если по пути следования светофоры расположены только с левой стороны. Иногда это может вызвать ошибку «нет пути», когда путь есть, но на его части возможно только одностороннее движение.
Проходные светофоры
Использование светофоров предотвращает столкновение поездов, однако, вместе с тем, они приносят иные потенциальные проблемы. Каждый поезд ожидает до тех пор, пока следующий перед ним блок не освободится. Это создает проблему, когда поезд останавливается на перекрестке, из-за чего другие поезда тоже останавливаются, даже если они двигаются в другом направлении. В свою очередь, они останавливают другие поезда, что приводит в конечном счете к замедлению работы всей системы. Необходимо избегать остановок на перекрестках путей. В Factorio, для решения этой проблемы используется проходной светофор.
Наиболее важным правилом для поездов является то, что им нельзя ожидать длительное время в блоке после проходного светофора, тогда как в блоке после обычного — можно. Помимо этого, поездам нельзя ожидать на перекрестках, это правило выражается следующим образом: используйте проходные светофоры на перекрестках и перед ними, а на выходе — обычные светофоры. В общем случае, проходной светофор необходимо использовать, когда возможна ситуация блокировки ожидающим поездом другого поезда, идущего по другому пути.
Как работают проходные светофоры? Чтобы определить, проедет ли поезд мимо проходного светофора, необходимо рассмотреть следующий за ним путь до первого обычного светофора или станции, в зависимости от того, что будет ближе. Поезд проедет только в том случае, если все блоки на этом отрезке пути будут свободными. Когда же поезд проезжает проходной светофор, то весь этот отрезок резервируется до тех пор, пока поезд не покинет его. Проходной светофор, который ведет к блоку с одним исходящим сигналом, будет того же цвета, что и этот сигнал. При разделении пути, может возникнуть ситуация, когда одна из веток занята (горит красный), а другая напротив — свободна (горит зеленый). В этом случае, проходной светофор будет синим, указывая на то, что какой-то из путей дальше свободный (или несколько), а другие заняты.
Если в ж/д сети используется большое количество проходных светофоров, то вероятна ситуация, что один поезд может занять слишком много блоков, из-за чего другие поезда будут простаивать, снижая общую пропускную способность. Т.о. если обычные светофоры нужно использовать при любой возможности, то проходной светофор — только при необходимости.
Затор
Использование сигналов приводит к тому, что одни поезда ждут другие. Ввиду этого, возможна ситуация, когда поезда выстраиваются в цепи, где последний поезд в цепи ждет, когда проедет первый поезд. Эта ситуация называется затором, которая разрешается только в ручную. Необходимо принимать все меры, чтобы не допускать заторов, иначе все поезда, проезжающие через этот участок, застрянут. Наиболее частые причины возникновения заторов:
- поезда ожидают посреди перекрестка и
- в ж/д сети нет свободного места для поездов.
На рисунке 7, показана ситуация затора, когда внутри перекрестка проходные светофоры заменены обычными, в результате чего поезд ожидает посреди перекрестка. Правильная расстановка светофоров показана на рисунке 5. Все входные и внутренние светофоры перекрестка должны быть заменены проходными светофорами. Такая конфигурация, считается общим случаем перекрестков.
Затор на рисунке 8 произошел ввиду кольцевой структуры самого перекрестка, неспособного пропустить столько поездов. Расстановка светофоров правильная. Чтобы устраниь затор, нужно либо убрать само кольцо, либо уменьшить количество проходящих через него поездов.
Затор на рисунке 9 произошел по той же причине, причем с участием всего лишь двух поездов. В этом случае, затор может быть устранен заменой выделенного обычного светофора на проходной, благодаря чему на кольце сможет находится только один поезд. Такое решение приведет к тому, что поезда будут останавливаться на главной линии. Поэтому желательно предусмотреть линию ожидания.
Интервал между светофорами
На рисунке 10 изображен затор между двумя Т-образными перекрестками. Он случился из-за того, что, при остановке, хвост состава остался на другом блоке. Сами перекрестки по отдельности (хотя кто-то может возразить, что на самом деле это один большой перекресток) построены верно, однако, учитывая длину состава, они расположены слишком близко друг от друга. Есть три возможных способа разрешить затор: обычный светофор между перекрестками можно заменить на проходной; перекрестки расположить друг от друга на большем расстоянии; укоротить поезда.
Расстояние после светофора на выходе из перекрестка и до следующего светофора должно быть не меньше самого длинного поезда в ж/д системе. В общем случае, это правило справедливо для всех обычных светофоров.
Рекомендуется задать максимальную длину состава для всей ж/д системы и придерживаться ее при расстановке светофоров на путях.
Разделение ж/д блоков
Длинные непрерывные участки путей необходимо разбивать на блоки обычными светофорами, чтобы несколько поездов одновременно могли передвигаться по этим участкам, что увеличивает пропускную способность сети. Переходы должны разносится друг от друга на несколько блоков. Внутри перехода, светофоры должны устанавливаться таким образом, чтобы несколько поездов могли его проезжать без снижения скорости — например, поезда идущие в противоположных направлениях, не должны замедляться, для чего им нужно проходить по разным блокам. Примеры приведенные ниже, соответствуют описанным правилам.
Примеры
Наиболее распространенной архитектурой построения ж/д системы, является двухколейная разнонаправленная линия. Все примеры ниже основаны на этом решении. В большинстве случаев, двунаправленный путь не используется в качестве 'главной' ж/д линии.
Т-перекресток
На рисунке 11 изображен базовый перекресток трех линий. Схема расстановки светофоров перекрестка, позволяет, в некоторых случаях, пересекать его нескольким поездам одновременно. Например, в случае, когда один поезд движется слева направо, а другой справа налево, они пересекают разные блоки: первый поезд пересекает левый желтый блок — синий — нижний правый желтый блок; второй поезд пересекает верхний правый желтый блок и левый верхний красный блок. Хотя такая возможность не является строго обязательной для перекрестка, она позволяет за меньшую стоимость увеличить его пропускную способность.
Рисунок 11 — Т-переход.
Копировать чертеж
Зона ожидания
Если несколько поездов останавливаются на одной станции, то поезда вынуждены ожидать на главной линии, что приводит к замедлению трафика и даже возникновению затора. Одним из путей решения данной проблемы, является добавление зон ожидания к каждой такой станции.
На рисунке 12 изображена зона ожидания размещенная перед станцией. На входе зоны ожидания используются обычные светофоры, т.к. поезда могут задерживаться там на длительное время. На выходе используются проходные светофоры, чтобы путь из зоны ожидания до станции не занимался. Расположение станций в разных блоках позволяет им функционировать одновременно.
Существует две архитектуры в проектировании зон ожидания: параллельная (как на рис. 12) и последовательная (см. рис 13). Параллельная структура легко масштабируется, занимает меньше места и способна обеспечивать работу нескольких станций. Последовательная структура не способна обеспечивать работу нескольких станций.
