列车牵引计算软件在现场中的应用
列车牵引计算在城市轨道交通中的应用研究

快速 骨干 系统 . 通常是 指 服务 于城市 内部为 主 和适 当
外 延 的线路 。 城市 轨道交 通 车辆 运行 过程 进行 实 时 对
仿 真 模拟 可 以更 好 地 满足 运 输 需求 . 确 、 速 地计 准 快 算 出列 车在 各种 不 同条 件下 的运 行效 果 并 予 以评价
是 牵 引计算 的任务 。
Absr c : a to ac l to ftansi n ft mp ra tc mpo i g o h o eur n r i ta i . c lu ain t a t Tr c i n c l u a in o r i so e o he i o t n o sn ft e wh l ba a l r f c A a c l to mo e s p o o e o h r c i n o to EMUs d li r p s d fr t e AC ta to fmer .Th y tm i a i n p o r m a e n W i d ws o e ai g e s se smulto r ga b s d o n o p r tn
动车组牵引计算仿真系统设计研究

动车组牵引计算仿真系统设计研究摘要:随着高铁的快速发展,动车组的牵引计算成为了一个重要的研究方向。
本文设计并研究了一种动车组牵引计算仿真系统,旨在提供一种可行的方法来准确计算动车组的牵引能力,并优化其牵引系统的设计。
1.引言在现代高铁交通中,动车组的运行速度正在不断提高,对于牵引能力的要求也越来越高。
而动车组的牵引计算是一个复杂的过程,涉及到多个因素的综合考虑。
因此,设计一种能够准确计算动车组牵引能力的仿真系统,对于动车组的研发和运营具有重要意义。
2.系统设计与原理该仿真系统的设计基于牵引力的计算原理和动车组的工程数据。
系统包括以下几个主要部分:(1)牵引力模型:根据列车的动力性能参数和负载情况,建立了动车组的牵引力模型。
该模型考虑了列车的重量、速度、坡度等因素,并基于传动系统的特性进行了修正。
(2)数据输入和处理:用户可以输入动车组的参数和运行条件,包括列车的质量、车辆数量、线路的坡度和曲线半径等。
系统会根据这些输入数据对动车组的牵引力进行计算,并输出相关的结果。
(3)结果显示与优化:系统会将计算得到的牵引力结果进行显示,并提供优化的建议。
用户可以根据这些结果对动车组的设计和运行进行优化。
3.系统实现该仿真系统的实现基于计算机软件,并使用了一些专用的仿真工具和算法。
系统采用面向对象的编程方法,将各个模块分别实现为独立的对象,并通过消息传递的方式进行数据交互。
系统还使用了一些数值计算和优化算法,以提高计算的精度和效率。
4.实验与应用通过对实际动车组的数据进行仿真计算,验证了该系统的准确性和可行性。
实验结果表明,该系统能够对动车组的牵引能力进行准确计算,并提供了有益的优化建议。
该系统可以应用于动车组的设计和改进,以提高其牵引能力和运行效率。
5.结论本文设计并研究了一种动车组牵引计算仿真系统,该系统能够准确计算动车组的牵引能力,并提供有益的优化建议。
通过实验验证,该系统具有一定的可行性和实用性。
未来可以进一步完善该系统,以提高其精度和效率,并应用于实际的动车组设计和运营中。
列车牵引计算与仿真

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·16·2023年第19期文章编号:2095-6835(2023)19-0016-03列车牵引计算与仿真*庄会华,崔锦涛(昆明铁路铁道职业技术学院,云南昆明650000)摘要:介绍了列车牵引计算的多质点模型,利用仿真软件对列车实际线路的运行过程进行牵引计算,系统仿真计算需要建立列车牵引计算所需要的数据库。
以SS4型电力机车实际线路运行为例,进行了列车牵引计算电算与运行仿真,通过仿真得出列车的单位合力曲线。
关键词:列车;多质点模型;牵引计算;仿真中图分类号:TP391.9文献标志码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2023.19.005列车牵引计算是研究直接作用在列车上的、与列车运行方向相平行的各种外力(包括机车牵引力、列车阻力、列车制动力),以及这些力与列车运行的关系,进而解算一系列与列车运行有关的实际问题[1]。
传统的列车牵引计算是人工计算与图解方法相结合[2],此方法费时又费力。
牵引计算仿真借助计算机,利用仿真软件,通过建立数学模型对列车实际线路的运行过程进行仿真计算,能够快速地计算出列车在线路条件下的运行结果。
1列车牵引计算的力学模型1.1列车多质点模型列车的运行是由作用于列车的外力引起的,在运行过程中,列车所受到的外力是多种多样的,随着列车工况和线路纵断面的变化以及在施行制动时制动力的大小等诸多因素的变化而改变。
常规的牵引计算过程是将整个列车当成一个质点来分析作用在它上面的各种作用力。
在列车运行的过程中,作用在列车上的总合力C(单位:kN)是机车牵引力F、列车总阻力W和列车总制动力B的代数和,即C=F-W-B[2]。
考虑到列车的编组长度,以整个列车作为一个质点进行计算和以列车的每节车厢作为质点进行计算时,列车在区间上的运行速度曲线与实际运行情况相差甚远。
采用单质点模型受力分析简单,比较容易操作,一般用于手工计算,但计算结果误差比较大。
高速动车组列车牵引仿真计算技术研究

度级客运专线构成 的客运 网络体系 , 其总长度将达 到 1 0 m以上 , 中将包括 54 7k 200k 其 5 m的 30~ 0
30k / 5 m h高速 客运 专线 。
高速 铁路 的发 展 对我 国铁 路 的基础 和应 用研 究
提出了更高的要求 。高速列车牵引仿真技术是其 中
[ 中图分类 号] U 6 .4 【 20 1 文献标识码 ] A [ 文章编号] 10 0 9—14 (0 1 0 — o 2— 7 7 2 2 1 ) 1 0 6 0
1 研 究 目的
近年来 , 速 铁 路 在 我 国获 得 了 飞 速 的发 展 。 高 从 20 0 8年 8月 1 l京 津 城 际铁 路 时 速 30k / E, 5 m h 的动 车组 投入 运 营 , 以及 陆 续开 通运 营 的郑 西 、 武广
周期 , 还可 能产 生 巨大 的资金 浪 费 。在 高速 动 车组 设 计生 产 之前 , 以通过 仿真 运算 , 定高 速动 车组 可 确 加 速与 减 速 性 能 、 本 阻 力 要 求 , 计 动 力 配 置 方 基 设
案、 牵引与制动特性 曲线 , 并根据结果进行调整和优
[ 收稿 日期 ] 2 1 0 0—1 —1 1 0
之 间做 出经济 的选 择 。 4 线 路 试 验 的重 要 仿 真 计 算 手 段 。在 列 车 线 )
高速铁路 , 我国铁路正式进人了高速时代。在今后
1 0年 内 , 国将建 立 由 “ 我 四纵 四横 ” 的快 速铁 路 干线
与 多条 20— 5 m h速度 级 与 30— 5 m/ 0 20k / 0 30k h速
的重 要环 节 , 其重 要 意义在 于 :
1 高速 动车组设计优化 。在高速动车 组设 计 )
牵引力计算

列车牵引调整实验报告1.实验名称: 列车牵引计算调整分析实验学生姓名: 班号: 实验日期:2。
实验目得与要求通过列车牵引计算调整分析实验,使学生了解列车牵引计算得影响因素,并通过调整各种影响因素来分析计算结果,从而更深入得领会牵引计算得过程,以及列车牵引计算得应用领域。
3.实验仪器、设备与材料“列车牵引计算”实验软件、微机50台,Excel软件,U盘等存储介质。
4。
实验原理列车牵引计算系统在线路数据、机车车辆数据以及一定得计算参数确定后,才能进行计算。
列车牵引计算得结果受到线路平纵断面、坡段长度等线路参数、机车牵引特性、制动特性、有功电流、车辆编组等车辆参数、计算步长、调速大小等计算参数得综合影响、通过调整线路参数可以分析牵引计算运行时分与线路设计得相互关系,深入领会线路选线、参数设计对列车运营得影响;同样,通过车辆参数得调整可以影响牵引计算得结果,反过来牵引计算结果可以反馈车辆设计得更新。
牵引计算系统参数得变化同样影响到列车牵引计算得结果,这些参数体现了列车牵引计算系统自身参数对牵引计算结果得影响。
总之,通过调整线路、车辆与计算参数得调整进行对比实验,可以使学生深入领会牵引计算得影响因素,明确牵引计算得实际用途,加深对牵引计算学科领域得认识。
5。
实验步骤(1)线路数据得准备1)在“线路编辑"模块,通过“线路数据导入导出”功能,导出一份空白线路数据到Excel表格中,在其中录入与编辑数据,然后导入实验平台,保存为系统线路数据文件。
或者直接录入线路数据:2)直接在“线路编辑”模块中进行操作,录入线路数据,并保存数据。
具体操作方法,参考系统操作说明与实验指导书关于“线路数据编辑"部分内容、(2)机车车辆数据得准备1)在“车辆数据编辑”模块,分别录入动车数据,拖车数据,并保存。
然后,根据实验方案对车辆数据进行编组,形成对照编组,用于与调整后得编组文件对应。
保存为对照组车辆文件。
2)在“车辆数据编辑”模块,分别录入调整组动车数据,拖车数据,并保存。
动车组牵引计算仿真系统设计

动车组牵引计算仿真系统设计何桥;尹元钊【摘要】分析动车组牵引计算仿真系统研究的背景,总结我国主流牵引计算软件运用于动车组计算时存在的不足,结合调研结果和用户需求分析,在此基础上设计一个新的适合动车组牵引计算仿真系统,主要设计内容包括系统功能、关键技术和存在难点.【期刊名称】《交通科技与经济》【年(卷),期】2013(015)004【总页数】4页(P82-84,89)【关键词】高速铁路;牵引计算;动车组;系统设计【作者】何桥;尹元钊【作者单位】西南交通大学交通运输与物流学院,四川成都610031;西南交通大学全国铁路列车运行图编制研发培训中心,四川成都610031;西南交通大学交通运输与物流学院,四川成都610031;西南交通大学全国铁路列车运行图编制研发培训中心,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U260.13随着我国铁路建设水平的提高,高速铁路、城际铁路的大量建设,具有自主知识产权的CRH 和谐号动车组的应用日渐增多,目前,设计行驶速度200km/h及以上的铁路,均采用了CRH 和谐号动车组作为主型线上移动设备。
CRH 动车组列车牵引计算作为高速铁路设计过程中的一个重要环节,除完成列车运行时分计算、列车运行能耗计算、列车运行速度时分曲线图(VT-S)等基本的功能外,对设计工作中列车运行图铺画、动车组车底数配置、区间信号机布置、接触网电分相设置检算、供电电流仿真等工作也具有重要的指导意义,是完成上述工作的最基础的资料,其计算结果的准确性和合理性直接影响设计工作的开展。
1 国内外现状由于国外高速铁路设计标准、方法及设计流程与我国差别较大,虽然信息化发展程度较高,但可借鉴的地方较少。
同时,国外高速铁路建设无论在规模、数量方面,都远不及我国建设市场。
不过,国外设计市场对信息化设计的重视却是非常值得学习。
目前,我国从事高速铁路设计的主要有铁一院、铁二院、铁三院、铁四院及中铁咨询、铁五院等。
牵引力计算

列车牵引调整实验报告1.实验名称:列车牵引计算调整分析实验学生姓名:班号:实验日期:2.实验目的和要求通过列车牵引计算调整分析实验,使学生了解列车牵引计算的影响因素,并通过调整各种影响因素来分析计算结果,从而更深入的领会牵引计算的过程,以及列车牵引计算的应用领域。
3.实验仪器、设备与材料“列车牵引计算”实验软件、微机50台,Excel软件,U盘等存储介质。
4.实验原理列车牵引计算系统在线路数据、机车车辆数据以及一定的计算参数确定后,才能进行计算。
列车牵引计算的结果受到线路平纵断面、坡段长度等线路参数、机车牵引特性、制动特性、有功电流、车辆编组等车辆参数、计算步长、调速大小等计算参数的综合影响。
通过调整线路参数可以分析牵引计算运行时分和线路设计的相互关系,深入领会线路选线、参数设计对列车运营的影响;同样,通过车辆参数的调整可以影响牵引计算的结果,反过来牵引计算结果可以反馈车辆设计的更新。
牵引计算系统参数的变化同样影响到列车牵引计算的结果,这些参数体现了列车牵引计算系统自身参数对牵引计算结果的影响。
总之,通过调整线路、车辆和计算参数的调整进行对比实验,可以使学生深入领会牵引计算的影响因素,明确牵引计算的实际用途,加深对牵引计算学科领域的认识。
5.实验步骤(1)线路数据的准备1)在“线路编辑”模块,通过“线路数据导入导出”功能,导出一份空白线路数据到Excel表格中,在其中录入和编辑数据,然后导入实验平台,保存为系统线路数据文件。
或者直接录入线路数据:2)直接在“线路编辑”模块中进行操作,录入线路数据,并保存数据。
具体操作方法,参考系统操作说明和实验指导书关于“线路数据编辑”部分内容。
(2)机车车辆数据的准备1)在“车辆数据编辑”模块,分别录入动车数据,拖车数据,并保存。
然后,根据实验方案对车辆数据进行编组,形成对照编组,用于和调整后的编组文件对应。
保存为对照组车辆文件。
2)在“车辆数据编辑”模块,分别录入调整组动车数据,拖车数据,并保存。
直线电机地铁列车牵引计算软件的开发

的车载定 子与地面感应 板的直接 电磁 作用来产生牵 引 / 制动力 , 全不需要借助 轮轨相互作用 , 完 因此是一种非黏
着驱动系统。 从牵引 的角度来 看 , 这种驱动方式具有 以下 优点 :
质, 节约能源 , 必须对直线电机车辆进行牵 引计算 的仿真 研究。在 国内, 列车牵引计算已开发出多种 实用软件 , 但 是这些传 统软件 不能满 足 直线 电机列 车实 际运 用 的要
求; 我们 在 Widw P和 Vsa c + . 台上 , no s X i l+6 u 0平 开发 了
一
1牵引力不受黏着限制 , ) 其起动能力将 变得很 强 , 同
时爬 坡能力 也较传 统车辆 有了较大 的提高 。传统车辆的 爬坡 能力一 般不大于 3% ,而直线电机 车辆可达 8% , 0。 0。 远远 高于传统车辆。 2 直线 电机 比较传 统的 鼠笼式 电动机 的强度大大提 ) 高, 可以承受反接制动对 电机 的冲击 , 使制动效率更高。
J12 t 2 0 u . 0 h, 0 7
・计 算机 应 用 ・
直线 电机地铁 列车牵 引计算软件 的开发 党一纵 柳 拥军tFra bibliotek文龙 贤 , ,
(. 1 北京 交通 大学 机械与电子控制 工程 学院 , 北京
2 长春轨道客 车股份有 限公 司 城轨开发部,吉林 长春 . 摘
104 ; 004
O 引言
直线 电机 车辆突破 了传统车辆 的牵引力和制动力受 制于轮轨黏着力 的限制 , 具有爬坡 能力强 、 加速 快 、 面 平 曲线通过能力强等特点 。由于采用了新 型的直线 电机牵 引技术 , 为了能够充分发挥车辆 的牵引能力 , 提高运行 品
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列车牵引计算软件在现场中的应用
作者:高雨平
来源:《科学与财富》2011年第09期
[摘要] 介绍了列车牵引计算软件的主要技术功能,详细论述了牵引计算软件的操作程序、使用办法和牵引定数等技术要素的确定。
[关键词] 牵引计算软件操作程序使用办法技术要素确定
1、引言
为适应新的运输形势对铁路运输的要求,铁路必须进行牵引动力改造、挖潜、提速、扩能。
铁路运输具有高度集中、紧密相关、协调动作的特点,各项技术指标的确定、主要设备的配置和使用必须做到科学、及时、准确。
列车牵引计算以力学的基本原理为基础,以大量的科学试验资料和实际运用经验为依据,阐明列车运行过程中的规律,科学地解决铁路运输中的有关技术问题。
近年来,随着计算机应用技术的不断发展和深入,使列车牵引计算手段得到了长足的进步,相继引入牵引电算的方法和技术进行有关计算和绘图。
在铁路快速发展的今天,列车牵引计算软件的开发与应用对运输生产的作用越来越明显,如何正确掌握解算方法,显得尤为重要。
包神铁路公司管内铁路正线全长171km,线路坡度大、曲线半径小,再加上配属机车车型种类多,有电力机车SS3B型、SS4B型,内燃机车DF4B型、DF12型、GKD3型5种车型,近两年随着运量不断攀升,动力供应十分紧张,给运输组织带来很大困难。
如何准确确定各机型、各机型间相互重联后的牵引定数,缺乏有力的理论依据,包神铁路公司非常重视科技创新,积极与西南交大联系,引进列车牵引计算软件,有效解决现场中的实际问题。
2、软件概述
牵引计算软件以铁道部颁发的《列车牵引计算规程》为准则,把牵引计算中成熟的经验和科学的解算方法用某种语言编成牵引计算程序,上机运算,使它在运算过程中根据具体线路条件和复杂程度自动优化合理的操纵方法,具有牵引计算与数据处理功能,利用铁路系统现有的数据资源,转化成牵引计算和绘制操纵示意图需要的线路数据文件,改变了以往人工输入线路数据的方法,计算过程采用司机模拟操纵的方法,并以动画方式显示列车运行速度、运行时间、手柄级位、列车管压力等参数,随列车运动形成连续曲线,计算过程形象直观。
软件采用面向对象的Visual C++编程技术,具有良好的用户界面,在WINDOWS环境下运行,计算速度快,实用性强。
3、软件技术特点
列车牵引计算是一门铁路应用学科,它研究直接作用在列车上与运行方向相平行的各种外力,主要包括机车牵引力、列车阻力、列车制动力,以及这些力与列车运行的关系,牵引计算
软件做为计算、绘图工具,为解算一系列与列车运行有关的实际问题,提供帮助。
软件具有以下技术特点:
(1)计算速度快、精度高、可靠性好。
(2)机车、车辆基本参数、牵引特性、能耗特性等数据与计算程序分离,用户增加新型机车、车辆数据或修改已有数据无需修改程序代码,适用范围广、灵活方便。
(3)充分利用系统内现有的数据资源,可以在工务部门已建立的线路数据dBASE文件的基础上自由编辑、截取数据,由牵引计算软件转换成牵引计算和绘制操纵示意图需要的线路数据文件,彻底改变了以往人工输入线路数据的落后方法,降低劳动强度、提高工作效率。
(4)采用实际线路断面数据计算坡道阻力,无需化简线路断面,并且考虑列车长度对坡道阻力计算的影响,提高了坡道阻力计算的准确程度。
(5)将列车简化为质点间无相对运动的多质点运动模型(视各质点的速度相同,因而无需考虑质点间的相互作用力),既可提高牵引计算结果的精度,亦使计算结果更接近于实际情况(速度曲线为连续渐变曲线)。
(6)计算过程中可随时退回任意点改变操纵方式后继续计算,为研究列车牵引方式与操纵方法提供新的手段。
4、软件操作
4.1牵引计算软件的组成
牵引计算软件的主菜单由数据文件、牵引计算、数据处理等菜单组成。
图1为牵引计算软件组成图。
4.2牵引计算软件的操作流程
牵引计算软件的操作流程,阐述了从线路数据的建立,到中间计算过程,再到数据处理的具体操作步骤和方法。
图2为牵引计算软件操作流程图
首先在数据文件菜单下建立牵引计算和绘制操纵示意图必需的线路数据文件,如坡道、曲线数据及车站、道岔、信号机、桥梁、道口、隧道、分相绝缘等线路设施数据;线路数据文件建立好后,再进行数据转换,备计算时使用;建立机车基本参数、机车牵引特性、能耗特性、动力制动特性数据文件;建立客、货车辆基本参数数据文件;建立运行区段线路限速文件。
其次进入牵引计算菜单进行计算,可以进行速度时分计算(详细编组)、速度时分计算(简单编组)、牵引质量计算、空气制动机计算,速度时分计算(详细编组)与(简单编组)
主要区别在于列车编组方式不同,详细编组允许对列车按车辆类型进行编组,可实现特定的编组方案,列车换算制动率由列车编组计算得到,简单编组列车换算制动率由用户输入,计算简单快捷。
两种方式可以满足不同场合需要。
选定计算项目后,在对应的文本框中输入数据,如编组辆数、吨数、计长,选择机型、列车管压力,提取线路文件、限速文件,确定计算起始点位置,进入计算画面。
当程序进入模拟操纵状态后,操作者可用司机操纵面板进行不同工况的操作转换,根据线路起伏状况进行操纵以调节列车运行速度,对于需要重新计算的数据,可以退回重算,重新设定计算点。
最后进入数据处理菜单,数据处理菜单包含曲线与表格命令,它能针对某一计算结果绘制速度曲线图也可专门绘制无速度、时间曲线的空操纵示意图,它能将速度曲线的有关数据转换成区间运行速度时间表,也可以输出计算过程的详细数据表,用来分析牵引、制动、惰行工况转换时机,充排风时间,能耗等。
根据需要设定绘图格式,打印图纸。
5、软件在现场中的应用
熟练掌握软件的使用操作后,给定计算条件,通过上机进行模拟现场运行,结合现场实际运行情况,就可以确定牵引运行相关技术要素,如确定了几种机型不同区段的牵引定数。
确定牵引定数主要从四个方面考虑,一是限制坡道上运行速度,是否低于该机型的最低计算速度;二是车站到发线有效长度;三是长大下坡道上循环制动,受制动机充风时间的限制;四是困难区段及机外停车后能否起动。
确定了区间运行时分,运行时分是列车在区间规定的运行时间,是列车运行图的重要基础,运行时分是根据机车类型、牵引定数、线路纵断面、线路允许速度、过岔速度、闸瓦压力限制速度以及信号设备、气候条件等因素确定的。
区间运行时分由通通运行时分,起、停车附加时分和慢行附加时分组成。
确定区间运行时分既要考虑区间通过能力,又要考虑机车运用效率,避免造成动力浪费;制定了列车运行操纵办法,如提、回手柄地点、制动减压和缓解时机的掌握、重载列车操纵要点等。
重载列车操纵应注意一是列车起动的平稳性,防止列车分离;二是加载时要缓慢调整牵引力或动力制动力的大小,减少纵向冲动;三是途中调速首先使用动力制动,在动力制动不能控制运行速度情况下,使用空电联合制动;四是空气制动缓解时速度不能低于30km/h,防止低速缓解断钩。
软件的使用,为制定运输方案提供了重要依据,优化了区段内机型的配置,改变了原有周转方式,现采用半循环运转制与肩回式运转制相结合的机车周转方式,加快了机车周转,并利用站接继乘、立折等换班方式,减少了乘务员辅助作业时间,提高了作业效率。
同时牵引定数确定后,列车编组更加科学规范,充分发挥了电力机车功率大,牵引、动力制动性能好的特点,提高了机车运用效率,机车日产量由原来的105万吨公里,提高到115万吨公里,提高了10%;内燃机车每万吨公里耗油由原来的26.5千克,降低到25.7千克,降低了运输成本,增加了运输收入。
由于不同机型、不同区段确定的牵引定数科学合理,货运列车运行正点率比以往提高了两个百分点,为运输生产的有序进行提供了可靠保证。
利用软件进行计算不同线路纵断面的制动距离,简便快捷,为分析路外伤亡等行车事故提供提供了理论依据。
同时机车乘务员操纵实现了规范化、标准化,再加上运行监控器的正确操作,杜绝了因操纵不当造成的列车分离、冒进信号等行车事故的发生,确保列车运行安全。
6、结束语
利用电算软件,我们准确确定了各区段牵引定数,绘制了列车操纵示意图,为机车乘务人员提供了合理的操纵方法,提高了机车运用效率,同时提高了牵引计算的工作效率和技术水平,使牵引计算更方便、快捷,计算结果更准确、合理、贴合实际。
随着计算机不断发展,牵引计算软件也将不断完善和发展。
为现场应用发挥更大的作用。
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参考文献
[1]中华人民共和国铁道行业标准TB/T1407-1998.列车牵引计算规程
[2]孙中央.列车牵引计算规程实用教程.北京:中国铁道出版社,1999.10.
[3]张中央.列车牵引计算.北京:中国铁道出版社,2006.9.
作者简介:高雨平(1970-),助理工程师,2005年毕业于北京交通大学,现任职于神华包神铁路公司机务段。