用于供电计算的交互式列车牵引计算软件的实现

发布时间：2018-05-09 09:18

  本文选题：牵引计算 + 交互式　； 参考：《北京交通大学》2017年硕士论文

【摘要】：列车牵引计算是一门研究作用在列车上的力以及列车在外力的作用下沿轨道运行及其有关问题的学科,现阶段大部分的牵引计算软件都是由行车部门进行编写。对于供电部门而言,当前牵引计算软件在描述列车运行过程中的电气负荷特性方面还有所欠缺,因此用于供电计算的交互式牵引计算软件很有必要。本课题依托《城市轨道交通工程供电系统仿真计算软件平台》科研项目,该项目是深圳市市政设计研究院有限公司委托开发,目的是用于工程设计和验证。本文首先对软件进行了需求分析。针对供电计算方面,仿真计算采用了功率源模型来描述列车的电气负荷特性,同时在计算的过程中考虑了列车的动态功率因数与线路的电分相的影响;针对软件的交互性,本文对软件界面的简洁性与能够手动干预的牵引计算策略两个方面做了详细分析。其次,详细分析了多质点列车牵引计算的基本理论。建立了列车的多质点运动模型,进而对其进行受力分析,解算得到列车的运动方程,并得到了列车功率源模型的建模方式。然后对列车运行过程中的控制方法进行了分析,进行的主要工作有:一是简单介绍了三种典型的列车牵引策略的运行原则,分别为最快牵引策略、节能牵引策略以及综合优化策略;二是设计实现了考虑乘客舒适度的节能牵引策略,在当前节能策略的基础上,添加了对乘客舒适度的考虑,同时在节能操作上,利用列车在大下坡的势能来保持或者增加列车的功能的方法实现了列车的节能效果;三是重点介绍了能够手动干预的牵引策略的设计与实现,包括自动驾驶策略与牵引、制动、惰行、巡航四种单独工况操作。实现了操作人员对列车运行过程中运行工况的实时控制。最后基于面向对象技术,使用C#编程语言实现了对牵引计算软件界面与计算方法程序的编写,重点提高了列车牵引计算的手动干预能力,增强了界面效果和人机交互性能。最后对程序计算的准确性进行了验证,验证中使用的是深圳地铁17号线数据,计算结果的准确性满足设计人员的要求。
[Abstract]:Train traction calculation is a subject of studying the force acting on the train and the train running along the track under the action of the external force. At present, most of the traction calculation software is compiled by the driving department. For the power supply department, the current traction calculation software is still lacking in describing the electrical load characteristics during the train operation, so the interactive traction computing software for power supply calculation is necessary. This subject relies on "Urban Rail Transit Engineering Power supply system Simulation and calculation Software platform" scientific research project, this project is commissioned by Shenzhen Municipal Design and Research Institute Co., Ltd., the purpose is to be used for engineering design and verification. First of all, the software requirements are analyzed in this paper. In the aspect of power supply calculation, the power source model is used to describe the electric load characteristics of the train, and the influence of the dynamic power factor of the train and the electric phase separation of the line is considered in the course of calculation. In this paper, the conciseness of the software interface and the traction calculation strategy which can intervene manually are analyzed in detail. Secondly, the basic theory of traction calculation of multi-particle train is analyzed in detail. The multi-particle motion model of a train is established, and then the force is analyzed, the equations of motion of the train are solved, and the modeling method of the train power source model is obtained. Then the control methods in the train operation are analyzed. The main works are as follows: first, the operation principles of three typical train traction strategies are introduced, respectively, which are the fastest traction strategy. Energy-saving traction strategy and comprehensive optimization strategy; second, the design and implementation of energy-saving traction strategy considering passenger comfort, on the basis of the current energy-saving strategy, added the consideration of passenger comfort, and at the same time in energy-saving operation, Using the potential energy of the train downhill to maintain or increase the function of the train, the energy saving effect of the train is realized. Thirdly, the design and implementation of the traction strategy which can intervene manually is introduced, including the automatic driving strategy and the traction, braking. Idling, cruising, four separate operating conditions. The real-time control of train operating condition is realized. Finally, based on the object-oriented technology, the interface of traction calculation software and the program of calculation method are programmed by using C # programming language. The manual intervention ability of train traction calculation is improved, and the interface effect and human-computer interaction performance are enhanced. Finally, the accuracy of the program calculation is verified. The data of Shenzhen Metro Line 17 are used in the verification, and the accuracy of the calculation results can meet the requirements of the designers.
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP311.52

【参考文献】

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本文编号：1865453