Automated Railway Single-Line Diagram Generation Using RDS (ISO/IEC 81346)

Abstract

Denne oppgaven utforsker opprettelsen av et automatisert system for å generere enlinjeskjemaer for jernbane ved hjelp av referansebetegnelsessystemet (RDS) i henhold til ISO/IEC 81346-standardene. Prosjektet har som mål å utvikle en strukturert og effektiv metodikk for denne automatiseringen, og adresserer behovet for konsekvent og standardisert dokumentasjon i jernbaneindustrien.

Prosjektet inkorporerer RDS-prinsipper og introduserer standardiserte og hierarkisk strukturerte modeller, som bidrar til bedre håndtering og forståelse av jernbanens komplekse elektriske systemer.

Teoretiske grunnlag inkluderer grafteori, hvor konsepter som rettede asykliske grafer og trær brukes til å modellere relasjoner og avhengigheter innen jernbanesystemer. Studien dekker spesifikke elementer av norske elektriske jernbanesystemer, som isolatorer, brytere, motorer, transformatorer, sikringer og belastninger. Den diskuterer også struktureringsprinsipper, systemnivåer og referansebetegnelser som er nødvendige for sammenhengende og standardisert dokumentasjon.

Metodikken involverer modellutvikling med flere alternativer for implementering av tekniske systemdelingsprinsipper innenfor RDS-rammeverket, sammen med detaljerte eksempler og implementeringsstrategier. Databaseutformingen fokuserer på å opprette relasjonsdatabaser for effektiv lagring og håndtering av systemdata, ved bruk av primær- og fremmednøkler, SQL og ltree-utvidelsen. Algoritmeutviklingen inkluderer opprettelse av algoritmer for oppgaver som topologisk sortering, visualisering av forbindelser, sporing av komponenttilstander og implementering av beslutningstrær.

Resultatene presenterer flere alternativer for RDS-modeller, og vurderer deres effektivitet og anvendelighet i det automatiserte systemet. Innsikt i praktisk databaseimplementering og integrasjon med det automatiserte systemet gis. Ytelsen til de utviklede algoritmene i genereringen av nøyaktige og pålitelige enlinjeskjemaer evalueres også.

Denne oppgaven demonstrerer muligheten for å automatisere genereringen av enlinjeskjemaer for jernbane, noe som samsvarer med vektleggingen på standardiserte dokumentasjonspraksiser som beskrevet i ISO/IEC 81346. Med større ressurser kan man danne et mere omfattende system som da kan håndere andre typer systemer.

This thesis explores the creation of an automated system to generate railway single-line diagrams using the Reference Designation System (RDS) according to ISO/IEC 81346 standards. The project aims to develop a structured and efficient methodology for this automation, addressing the need for consistent and standardized documentation in the railway industry.

This project incorporates RDS principles and introduces standardized and hierarchically structured models, which aid in better management and understanding of railways' complex power supply systems.

Theoretical foundations include graph theory, utilizing concepts like directed acyclic graphs and trees to model relationships and dependencies within railway power supply systems. The study covers specific elements of Norwegian electrical railway systems, such as insulators, switches, motors, transformers, fuses, and loads. It also discusses the structuring principles, system levels, and reference designation needed for coherent and standardized documentation.

The methodology involves model development with multiple alternatives for implementing modeling principles within the RDS framework, along with detailed examples and implementation strategies. Database design focuses on creating relational databases to store and manage system data effectively, using primary and foreign keys, SQL, and the ltree extension. Algorithm development includes creating algorithms for tasks like topological sorting, visualizing connections, tracking component states, and implementing decision trees.

The results present several alternatives for RDS models, evaluating their effectiveness and applicability in the automated system. Insights into practical database implementation and integration with the automated system are provided. The performance of the developed algorithms in generating accurate and reliable single-line diagrams is also evaluated.

This thesis demonstrates the feasibility of automating the generation of single-line railway diagrams, which aligns with the emphasis on standardized documentation practices outlined in ISO/IEC 81346. With greater resources, it is possible to create a more extensive system to handle other types of systems.