一种轨道车辆的车内设备布置方法、系统及相关组件技术方案

本申请公开了一种轨道车辆的车内设备布置方法，所述车内设备布置方法包括获取轨道车辆的车体参数，并根据车体参数确定车体中心；获取所有车内设备的设备参数，并根据设备参数计算每一种将所有车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心；根据车体中心和每一车体重心建立线性规划模型；利用线性规划模型确定每一布置方式对应的车体中心和重心偏移量，并将最小偏移量对应的布置方式设置为优选布置方式，以便按照优选布置方式在轨道车辆内布置所有车内设备。本方法能够合理设计轨道车辆车内设备的布置方案，减小机车轴重、轮重的不平衡率。本申请还公开了一种轨道车辆的车内设备布置系统及一种电子设备，具有以上有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆的车内设备布置方法、系统及相关组件
本专利技术涉及轨道车辆重量管理与控制
，特别涉及一种轨道车辆的车内设备布置方法、系统及一种电子设备。
技术介绍
电力机车因动力集中的需要，机车车内有各种专用电气设备、机械设备及零部件。布局方式对重心及轴重轮重不平衡有较大影响。机车车辆系统及各级部件重量和重心控制，轴重、轮重及不平衡率计算是设计环节中的关键步骤，国内外车辆研制公司都极其重视。在现有技术的机车总体设计过程中，为了使机车的轴重均衡，牵引力能充分发挥出来，通常利用经验采用两端对称或斜对称的布置方式：重量较大的设备优先布置在车体中间。由于上述这些车内设备布局方式大多根据设计经验衍化而来，主观性较强。由于设备外形不规则，设备重量各有差异，根据经验的对称分布往往存在较大的偏差，导致布置方案复核估算时不能满足轴重及轮重偏差，从而必须进行设备布置方案调整，有时候甚至因为估算误差使得称重不达标，导致设计返工，严重影响车辆生产周期，造成巨大的人力物力资源浪费。即使最终布置方案满足要求，也仅仅只是一个可行方案，很难达到最优分配点，重量设计方案仍有较大的优化空间。因此，如何合理设计轨道车辆车内设备的布置方案，减小机车轴重、轮重的不平衡率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种轨道车辆的车内设备布置方法、系统及一种电子设备，能够合理设计轨道车辆车内设备的布置方案，减小机车轴重、轮重的不平衡率。为解决上述技术问题，本申请提供一种轨道车辆的车内设备布置方法，该车内设备布置方法包括：获取轨道车辆的车体参数，并根据所述车体参数确定车体中心的位置信息；获取所有车内设备的设备参数，并根据所述设备参数计算每一种将所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息；根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型；其中，所述线性规划模型为描述车体中心与车体重心之间的距离的模型；利用所述线性规划模型确定每一所述布置方式对应的偏移量，并将最小偏移量对应的布置方式设置为优选布置方式，以便按照所述优选布置方式在所述轨道车辆内布置所有所述车内设备；其中，所述偏移量为描述所述轨道车辆的车体中心与车体重心偏离程度的值。可选的，根据所述设备参数计算每一种所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息包括：将所述轨道车辆的车厢走廊两侧的设备放置区域划分为K个用于放置所述车内设备的动态位置；其中，所述车内设备的数量为K，同一行所述动态位置上放置的车内设备为空间位置连续的车内设备；设置离散型变量zijk；其中，zijk为描述第i行第j个动态位置是否放置有第k个车内设备的变量，当放置有所述第k个车内设备时zijk＝1，当未放置所述第k个车内设备时zijk＝0；设置连续型变量(xijk,yijk)；其中，(xijk,yijk)为描述第i行第j个动态位置放置的第k个车内设备的左下端点的坐标的变量，当第k个设备未放置在第i行第j个动态位置时(xijk,yijk)＝(0，0)；第k个车内设备的第一坐标为第i行第j个动态位置对应的车内设备的第二坐标为第i行第j个动态位置放置的车内设备的设备数量为第k个车内设备被布置在车内的布置次数为根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述设备数量和所述布置次数生成重心约束条件；在所述重心约束条件下，根据所述设备参数计算每一种所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息。可选的，所述重心约束条件包括第一重心约束子条件、第二重心约束子条件、第三重心约束子条件、第四重心约束子条件和第五重心约束子条件中的任一项或任几项的组合；其中，第一重心约束子条件为第二重心约束子条件为第三重心约束子条件为第四重心约束子条件为xijk≤lczijk；lc为所述轨道车辆的车厢长度；第五重心约束子条件为yijk≤wcyijk；wc为所述轨道车辆的车厢宽度。可选的，根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型包括：在排列约束条件下，根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型；其中，所述排列约束条件包括设备朝向约束条件、设备干涉约束条件、轮重轴重偏差约束条件、车体中间门约束条件和关联设备绑定约束条件中的任一项或任几项的组合。可选的，所述设备朝向约束条件为：和其中，(Cx，Cy)为布置所有所述车内设备后所述轨道车辆的重心坐标，为所述车内设备的重心与第一设备侧面之间的距离，为所述车内设备的重心与第二设备侧面之间的距离，mk为车内设备质量，mc为车体质量，为所述轨道车辆的车体初始重心坐标，为第一行车内设备的重心与设备门面之间的距离，为第二行车内设备的重心与设备门面之间的距离。可选的，所述设备干涉约束条件包括第一侧墙间隙约束子条件、第二侧墙间隙约束子条件、左端墙间隙约束子条件、右端墙间隙约束子条件、邻设备纵向间隙约束子条件、第一占用走廊约束条件、第二占用走廊约束条件、轮重轴重偏差约束子条件、中间门左侧设备约束子条件、中间门右侧设备约束子条件、特殊设备位置固定约束子条件、同行关联设备绑定约束子条件、第一间距固定约束子条件、第二间距固定约束子条件和两设备必相邻约束子条件中的任一项或任几项的组合；所述第一侧墙间隙约束子条件为其中，δdw为第一侧墙最小间隙，第一侧墙为距离第1行所述动态位置的最近的侧墙；所述第二侧墙间隙约束子条件为其中，δuw为第二侧墙最小间隙；其中，第二侧墙为距离第2行所述动态位置的最近的侧墙，wk为所述车内设备的宽度，wc为所述轨道车辆的车厢宽度；所述左端墙间隙约束子条件为其中，δlw为左端墙最小间隙；所述右端墙间隙约束子条件为其中，δrw为左端墙最小间隙；lk为所述车内设备的长度，lc为所述轨道车辆的车厢长度；所述邻设备纵向间隙约束子条件为所述第一占用走廊约束条件为wd为走廊下沿与距离所述走廊下沿最近的侧墙的距离；所述第二占用走廊约束条件为wu为走廊上沿与距离所述走廊下沿最近的侧墙的距离；所述轴重偏差约束子条件为其中，τz为轴重与平均轴重偏差百分比上限，Fwi(i＝1,2,…,4)分别为转向架4个轴的轴重，转向架重量为Fg，车体重量为Fc；所述轮重偏差约束子条件为τw为左右轮偏差百分比上限，dg为转向架的滚动圆间距，为所述车体中心的纵坐标，Cy为布置所有所述车内设备后所述轨道车辆的重心纵坐标；所述中间门左侧设备约束子条件为为中间门的左端横坐标，vij为描述所述中间门目标侧是否布置有所述车内设备的变量，当第i行第j个动态位置对应的车内设备位于所述中间门右侧时vij＝1，当第i行第j个动态位置对应的车内设备不位于所述中间门右侧时vij＝0；所述中间门右侧设备约束子条件为为中间门的右端横坐标；所述特殊设备位置固定约束子条件为为固定车内设备目标端点的横坐标，为固定车内设备目标端点的纵坐标，T为所述固定车内设备的数量；所述同行关联设备绑定约束子条件为P为同行关联设备组的数量；所述第一间距固定约束子条件为和为预设固定间距，为编号为的车内设备的长度，up为描述第p对关联设备中编号为的车内设备的位置关系，当编号为的车内设备位于编号为的车内设备右侧时up＝1，当编号为的车内设备位于编号为的车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆的车内设备布置方法，其特征在于，包括：获取轨道车辆的车体参数，并根据所述车体参数确定车体中心的位置信息；获取所有车内设备的设备参数，并根据所述设备参数计算每一种将所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息；根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型；其中，所述线性规划模型为描述车体中心与车体重心之间的距离的模型；利用所述线性规划模型确定每一所述布置方式对应的偏移量，并将最小偏移量对应的布置方式设置为优选布置方式，以便按照所述优选布置方式在所述轨道车辆内布置所有所述车内设备；其中，所述偏移量为描述所述轨道车辆的车体中心与车体重心偏离程度的值。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆的车内设备布置方法，其特征在于，包括：获取轨道车辆的车体参数，并根据所述车体参数确定车体中心的位置信息；获取所有车内设备的设备参数，并根据所述设备参数计算每一种将所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息；根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型；其中，所述线性规划模型为描述车体中心与车体重心之间的距离的模型；利用所述线性规划模型确定每一所述布置方式对应的偏移量，并将最小偏移量对应的布置方式设置为优选布置方式，以便按照所述优选布置方式在所述轨道车辆内布置所有所述车内设备；其中，所述偏移量为描述所述轨道车辆的车体中心与车体重心偏离程度的值。2.根据权利要求1所述车内设备布置方法，其特征在于，根据所述设备参数计算每一种所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息包括：将所述轨道车辆的车厢走廊两侧的设备放置区域划分为K个用于放置所述车内设备的动态位置；其中，所述车内设备的数量为K，同一行所述动态位置上放置的车内设备为空间位置连续的车内设备；设置离散型变量zijk；其中，zijk为描述第i行第j个动态位置是否放置有第k个车内设备的变量，当放置有所述第k个车内设备时zijk＝1，当未放置所述第k个车内设备时zijk＝0；设置连续型变量(xijk,yijk)；其中，(xijk,yijk)为描述第i行第j个动态位置放置的第k个车内设备的左下端点的坐标的变量，当第k个设备未放置在第i行第j个动态位置时(xijk,yijk)＝(0，0)；第k个车内设备的第一坐标为第i行第j个动态位置对应的车内设备的第二坐标为第i行第j个动态位置放置的车内设备的设备数量为第k个车内设备被布置在车内的布置次数为根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述设备数量和所述布置次数生成重心约束条件；在所述重心约束条件下，根据所述设备参数计算每一种所有所述车内设备放置于车厢走廊两侧的布置方式对应的车体重心的位置信息。3.根据权利要求2所述车内设备布置方法，其特征在于，所述重心约束条件包括第一重心约束子条件、第二重心约束子条件、第三重心约束子条件、第四重心约束子条件和第五重心约束子条件中的任一项或任几项的组合；其中，第一重心约束子条件为第二重心约束子条件为第三重心约束子条件为第四重心约束子条件为xijk≤lczijk；lc为所述轨道车辆的车厢长度；第五重心约束子条件为yijk≤wcyijk；wc为所述轨道车辆的车厢宽度。4.根据权利要求3所述车内设备布置方法，其特征在于，根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型包括：在排列约束条件下，根据所述车体中心的位置信息和每一所述车体重心的位置信息建立线性规划模型；其中，所述排列约束条件包括设备朝向约束条件、设备干涉约束条件、轮重轴重偏差约束条件、车体中间门约束条件和关联设备绑定约束条件中的任一项或任几项的组合。5.根据权利要求4所述车内设备布置方法，其特征在于，所述设备朝向约束条件为：和其中，(Cx，Cy)为布置所有所述车内设备后所述轨道车辆的重心坐标，为所述车内设备的重心与第一设备侧面之间的距离，为所述车内设备的重心与第二设备侧面之间的距离，mk为车内设备质量，mc为车体质量，为所述轨道车辆的车体初始重心坐标，为第一行车内设备的重心与设备门面之间的距离，为第二行车内设备的重心与设备门面之间的距离。6.根据权利要求4所述车内设备布置方法，其特征在于，所述设备干涉约束条件包括第一侧墙间隙约束子条件、第二侧墙间隙约束子条件、左端墙间隙约束子条件、右端墙间隙约束子条件、邻设备纵向间隙约束子条件、第一占用走廊约束条件、第二占用走廊约束条件、轮重轴重偏差约束子条件、中间门左侧设备约束子条件、中间门右侧设备约束子条件、特殊设备位置固定约束子条件、同行关联设备绑定约束子条件、第一间距固定约束子条件、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，蒋忠城，段华东，蒋济雄，陈晶晶，郭冰彬，王先锋，袁文辉，周礼，刘国云，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43