Курсовая работа 11: Моделирование движения по перекрестку вариант К
Описание
К_11 Моделирование движения по перекрестку
Дана система, состоящая из следующих элементов:
- пульта управления светофором;
- светофора;
- участка дороги с разметкой и перекрестком;
- автомобилей;
- экрана отображения информации о функционировании системы.
Участок дороги имеет двухстороннее движение по одной полосе в каждом направлении. Каждая полоса участка дороги размечена на квадраты. В каждом квадрате может расположится один автомобиль. В центре перекрестка висит светофор. Светофор является центром системы координат. Тогда система координат по пять квадратов в каждом направлении выглядит согласно приведенному в таблице 1.
Таблица 1.
| | | | | -1, 5 | 1, 5 | | | | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| | | | | -1, 4 | 1, 4 | | | | |
| | | | | -1, 3 | 1, 3 | | | | |
| | | | | -1, 2 | 1, 2 | | | | |
| -5, 1 | -4, 1 | -3, 1 | -2, 1 | -1, 1 | 1, 1 | 2, 1 | 3, 1 | 4, 1 | 5, 1 |
| -5, -1 | -4, -1 | -3, -1 | -2, -1 | -1, -1 | 1, -1 | 2, -1 | 3, -1 | 4, -1 | 5, -1 |
| | | | | -1, -2 | 1, -2 | | | | |
| | | | | -1, -3 | 1, -3 | | | | |
| | | | | -1, -4 | 1, -4 | | | | |
| | | | | -1, -5 | 1, -5 | | | | |
Система функционирует по тактам. Допускаем, что все автомобили двигаются одинаковой скоростью. За один такт автомобиль может переместится на следующий квадрат по направлению движения.
Назовем квадраты с координатами (1,1), (1,-1), (-1,1), (-1,-1) – квадратами перекрестка.
Линии остановки перед светофором расположены перед квадратами перекрестка согласно направлению движения.
Правила функционирования системы:
- Размер участка задается параметром n. Значение n это количество квадратов на полосе на каждом направлении от центра.
- Каждый автомобиль имеет уникальный номер. В номере используются буквы латинского алфавита.
- Первоначально автомобили расположены на квадратах вне квадратов перекрестка.
- Если автомобиль по направлению движения выходит за рамки участка, то он покидает систему (удаляется из системы).
- Первоначально зеленый цвет светофора включен для горизонтальных полос (см. таб. 1).
- При включении желтого цвета после зеленного автомобили останавливаются перед линями остановки. Если автомобиль находится на квадрате перекрестка, то продолжает движение. Жёлтый цвет всегда горит в течении двух тактов.
- Продолжительность в тактах зеленого и красного цвета меняются по командам пульта управления светофором. Установка выполняется относительно горизонтальных полос (см. таб. 1). Если, команды нет, то используется уже установленное значение.
- В течении такта автомобиль передвигается на очередной квадрат по направлению движения, если этот квадрат не занят. Допускаем, что все автомобили движутся по прямой, не поворачивая на перекрестке.
- В начале такта система может получить и отработать команду.
Надо моделировать работу данной системы. В рамках одного такта отрабатывает одна команда и автомобили выполняют допустимые движения.
Команды системы.
Команда переключения светофора.
Switching traffic lights «обозначение цвета» «количество тактов»
Данная команда моделирует установку продолжительности цвета светофора с пульта управления. Продолжительность желтого цвета всегда два такта и по команде не меняется (соответствующая команда в систему не поступает). Зеленый или красный цвет могут гореть от двух тактов и более. Другие значения «количество тактов» игнорируются. Установка всегда выполняется в начале такта. Если новая команда установки поступает раньше, чем отработают отмеченное в последней команде «количество тактов», то установка всё равно выполняется. По истечении количества тактов согласно последней команде, переключение выполняется на автомате согласно циклу зеленная, желтая, красная и желтая, а за количество тактов берутся значения из последней команды установки соответствующего цвета. Первоначально, для зеленного и красного цвета установлены по пять тактов.
Команда вывода координаты автомобиля.
Car «номер автомобиля»
По данной команде выдается номер и координата автомобиля.
Car «номер автомобиля» ( «цело число», «цело число» )
Если автомобиль уже покинул участок дороги, то выдается сообщение:
«номер автомобиля» the car left the road section
Команда выдачи состояния системы.
Display the system status
По данной команде выводиться состояние системы. С новой строки, цвет светофора относительно горизонтальных полос (см. таб. 1):
Traffic light color is «цвет светофора»
Далее построчно список автомобилей на участке дороги, упорядоченные по номерам и их координаты:
«номер автомобиля» ( «цело число», «цело число» )
Пустая команда (строка ничего не содержит). Элементы системы выполняют действия согласно такту.
Команда завершения работы системы.
Turn off the system
Построить программу-систему, которая использует объекты:
- Объект «система».
- Объект для чтения исходных данных и команд. Объект моделирует работу оператора пульта управления светофором и водителей. Считывает данные для первоначальной подготовки и настройки системы. Считывает команды. После чтения очередной порции данных для настройки или данных команды, объект выдает сигнал с текстом полученных данных. Все данные настройки и данные команд по структуре корректны. Каждая строка команд соответствует одному такту (отрабатывается в начале такта). Если строка пустая, то система отрабатывает один такт (все элементы системы отрабатывают положенные действия или находятся в состоянии ожидания).
- Объект пульта управления моделирует работу оператора пульта управления светофором, отрабатывает переключение светофора по команде или на автомате. Объект выдает соответствующий сигнал для светофора.
- Объект, моделирующий участок дороги. Содержит размер участка. К данному объекту по иерархии подчинены автомобили, находящиеся на участке. Содержит разметку по квадратам.
- Объект, моделирующий автомобиль. Содержит информацию о координате местоположения автомобиля. Выдает сигнал для определения свободен квадрат перед автомобилем или нет. По команде вывода состояния автомобиля, формирует текст и выдает сигнал к устройству вывода.
- Объект для вывода информации. Текст для вывода объект получает по сигналу от других объектов системы. Каждое присланное сообщение выводиться с новой строки.
Архитектура иерархи объектов.
- Система движения по перекрестку
- Объект ввода.
- Пульт управления светофором.
- Светофор.
- Участок дороги.
- Автомобиль 1.
- Автомобиль 2.
- . . . . .
- Автомобиль m.
- Объект вывода.
Написать программу-систему, реализующую следующий алгоритм:
- Вызов от объекта «система» метода build_tree_objects().
- 1.1. Построение исходного дерева иерархии объектов. После построения любой объект перевести в состоянии готовности.
- 1.2. Цикл для обработки вводимых данных.
- 1.2.1. Выдача сигнала объекту чтения для ввода очередной строки данных (количество квадратов на полосе, номера автомобилей на участке и координаты первоначального расположения). Допускаем, что номера автомобилей различны, координаты заданы корректно.
- 1.2.2. Отработка операции чтения очередной строки входных данных.
- 1.2.3. Создание нового объекта. Установка связей сигналов и обработчиков с новым объектом.
- 1.3. Установка связей сигналов и обработчиков между объектами.
- Вызов от объекта «система» метода exec_app().
- 2.1. Цикл для обработки вводимых команд.
- 2.1.1. Определение номера очередного такта.
- 2.1.2. Выдача сигнала объекту ввода для чтения очередной команды.
- 2.1.3. Отработка команды.
- 2.1.4. Отработка действий согласно такту.
- 2.2. После ввода команды «Turn off the system» завершить работу.
- 2.1. Цикл для обработки вводимых команд.
Все приведенные сигналы и соответствующие обработчики должны быть реализованы. Запрос от объекта означает выдачу сигнала. Все сообщения на консоль выводятся с новой строки.
В набор поддерживаемых команд добавить команду «SHOWTREE» и по этой команде вывести дерево иерархии объектов системы с отметкой о готовности и завершить работу системы (программы). Реализовать отладочный тест такой командой.
При решении задачи необходимо руководствоваться методическим пособием и приложением к методическому пособию
Входные данные
Первая строка, размер участка n:
«цело число»
Начиная со второй строки, построчно вводятся номер автомобиля и координаты исходного расположения на участке дороги:
«номер автомобиля» «цело число» «цело число»
Ввод номеров автомобилей заканчивается вводом текста:
End of cars
Далее построчно вводятся команды. Они могут следовать в произвольном порядке.
Команда переключения светофора.
Switching traffic lights «green | red» «количество тактов»
Команда вывода информации об автомобиле.
Car «номер автомобиля»
Команда вывода информации о системе.
Display system status information
Команда завершения работы системы.
Turn off the system
Пример ввода:
r001xx-77 -1 -3 r003xx-77 1 -4 End of cars Display the system status Switching traffic lights red 3 Switching traffic lights green 3 Car r001xx-77 Car r003xx-77 Display the system status Display the system status Turn off the system Выходные данные
После завершения ввода исходных данных выводиться текст:
Ready to work
После команды вывода информации об автомобиле могут быть выданы разные сообщения. Если автомобиль находиться на участке дороги:
Car «номер автомобиля» («цело число», «цело число»)
Если автомобиль покинул участок дороги:
«номер автомобиля» the car left the road section
После команды запроса информации о системе, с новой строки, цвет светофора:
Traffic light color is «цвет светофора»
Далее построчно список автомобилей на участке дороги, упорядоченные по номерам и их координаты:
«номер автомобиля» ( «цело число», «цело число» )
Пример вывода:
Ready to work
Traffic light color is green
r001xx-77 ( -1, -3 )
r003xx-77 ( 1, -4 )
r001xx-77 the car left the road section
Car r003xx-77 ( 1, -2 )
Traffic light color is red
r003xx-77 ( 1, 1 )
Traffic light color is yellow
r003xx-77 ( 1, 4 )
Turn off the system
aptekkkar
