[发明专利]一种含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法

说明书

技术领域

本发明属于城市轨道交通领域，尤其涉及一种含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法。

背景技术

随着我国城市规模的不断扩大、城市人口密度的不断增加，人们对交通的需求日益提高，城市轨道交通以其方便、快捷、运量大等诸多优点，近年来在我国得到了迅速的发展。然而，城市轨道交通的建设难度大、成本高、周期长。城市轨道列车牵引计算是城市轨道交通建设的一个重要环节，能够为建设和运行中的一系列问题提供理论依据和参考。

城市轨道列车以电力牵引为主，由于其运行区间较短，列车起动制动频繁，传统的列车制动技术依靠闸瓦机械制动，在制动过程中浪费了大量的能量。近年来，随着再生制动技术的应用，城市轨道交通的能量利用率得到了很大提升，同时也带来了牵引网直流母线电压升高的问题。为了研究再生制动模式下的牵引网直流母线电压变化情况，必须对含再生制动过程的轨道列车进行牵引计算，得到列车在运行过程中与牵引网之间的电流和能量的交换，从而为牵引供电计算和再生制动装置的容量设计提供基础。现有的牵引计算的方法大多数由专门的设计院开发，主要用于解算列车的运行图、运输能力等，缺少专门的针对再生制动的牵引计算的方法。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术缺少针对再生制动牵引计算方法的问题，提供了一种含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法。

本发明是这样实现的，一种含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法包括：步骤1、输入列车牵引计算的必要数据和参数；步骤2、对初始数据和参数进行简化处理，便于进行计算机存储和运算；步骤3、进行牵引计算，具体包括：加速过程、匀速过程和制动过程的牵引计算；步骤4、输出结果，具体包括：牵引计算结果和牵引供电结果。

进一步，所述步骤1输入列车牵引计算的必要数据和参数，包括列车的各种运行曲线，如牵引力曲线、阻力曲线(阻力经验公式)、制动力曲线等，列车的质量，最大运行速度，停站数量和站间距等。

进一步，所述步骤2对初始数据和参数进行简化处理，便于进行计算机存储和运算，可以将列车的各种运行曲线进行线性化，或者对关键点进行选取。

进一步，所述步骤3进行牵引计算，其具体步骤包括：

①加速过程：在加速阶段，列车从静止开始，按照其牵引力曲线所提供的最大牵引力进行加速，直至达到由最大牵引力、安全运行速度或其他因素。所限制的最大运行速度，则加速过程结束，进入匀速过程；同时也存在这样的情况：当站间距较短时，列车还未加速达到最大运行速度，就要开始进行制动，因此，在加速过程中，计算当前速度对应的制动点，将此制动点与运行点进行比较，若运行点超过此制动点，则直接进入制动过程；

②匀速过程：当列车运行的阻力≥牵引力时，或者当列车速度达到最大连续运行速度vm后，列车不再加速，进入匀速运行状态，由匀速运行速度来计算列车需要在停站前多少距离开始进行制动，即解算列车的制动点；

③制动过程：当列车达到制动点后，以最大制动力进行再生制动，直到进站。

进一步，所述步骤4输出结果，输出的结果包括：

①牵引计算结果：主要是列车运行过程中的物理量变化情况，包括列车的运行速度、距离、加速度和时间曲线等；

②牵引供电结果：主要是列车运行过程中的电气量变化情况，包括列车的电流、功率曲线等；

输出结果可以以图表的形式直观反映出来，也可以以数组的形式进行存储或与其他程序进行交互。

本发明通过采用线性化和分段线性化，合理简化了牵引计算的过程，注重对列车进行再生制动过程中的电气量变化进行解算；为含再生制动过程的牵引计算提供了简单实用的程序化实现方法，便于分析列车进行再生制动过程中对牵引网回馈的电流和功率，从而为计算牵引网电压变化情况提供基础，为再生制动技术提供理论参考数据；牵引计算结果能够方便与其他程序进行交互和数据共享，能够为其他程序提供必要的数据分析。本发明能够减少占用计算机资源，对牵引计算的原始数据要求较低，只需要少量的必要原始数据就能够进行牵引计算。

附图说明

图1是本发明实施例提供的含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法实施例1的流程图；

图3是本发明实施例提供的含再生制动过程的轨道列车简化牵引计算的方法用M语言实现的流程图；

图4是本发明实施例提供的《北京地铁15号牵引计算报告》牵引力曲线；

图5是本发明实施例提供的《北京地铁15号牵引计算报告》制动力曲线；