基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法技术

本发明专利技术提供一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法，通过采用重量‑阻力‑动力三个子系统综合评估的方式，对轨道车辆的运行能耗进行多目标优化，获取轨道车辆各部件设计参数之间的最优组合关系，从而，使得轨道车辆的设计方案更加合理，达到更佳的节能效果。

【技术实现步骤摘要】
基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法。
技术介绍
随着铁路建设的蓬勃发展，铁路运输的能源消耗量呈现总体上升趋势，其中，轨道车辆作为铁路运输中的移动装备，作业繁重，能源消耗总量巨大。因此降低轨道车辆的能源消耗对于实现轨道交通运输业的可持续发展具有重要的意义。现有技术中，节能的方法是单维度进行的。在轨道车辆设计过程中，分别从重量、阻力、动力三个子系统着手，通过减少重量、降低空气阻力、改变动力的手段来达到降低能耗的目的。减少重量主要是降低车辆重量，包括零部件轻量化、新型复合材料应用等。降低空气阻力技术主要是优化车辆外形设计、表面改型等。改变动力主要引入高效能牵引部件，包括电力电子变压器、永磁电机等。然而，现有的节能方法没有在轨道车辆的整体系统上形成统一、协调的联动操作，各个子系统各自为战，实施节能的手段还受到其他子系统的制约，导致整体系统的节能效果不理想。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法，以提高轨道车辆设计参数的准确性，达到更佳的节能效果。第一方面，本专利技术提供一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法，包括：根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；根据单位重量的基本阻力和第一重量，得到第一整车阻力；根据第一重量、第一空气阻力和第一动力调整比例，得到第一动力；根据第一整车阻力和第一动力，得到第一能耗参数和/或第一成本参数；根据第一能耗参数和/或第一成本参数，得到整体调整比例；根据所述整体调整比例，得到第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；更新所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例以及第一动力调整比例为所述第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；返回执行所述根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；直到得到的所述第一能耗参数和/或第一成本参数与目标能耗参数和/或目标成本参数匹配。进一步地，所述根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力，包括：根据所述第一重量调整比例，得到第一重量；根据所述第一阻力调整比例，得到第一空气阻力；根据所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力。进一步地，所述根据所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力，包括：根据公式得到单位重量的基本阻力，其中，w0为单位重量的基本阻力，ξ为所述第一重量调整比例，a为所述机械阻力常量，b为所述机械阻力系数，v为所述轨道车辆运行速度，η为所述第一阻力调整比例，c为空气阻力系数。进一步地，所述根据单位重量的基本阻力和第一重量，得到第一整车阻力，包括：根据公式W0＝w0M得到第一整车阻力，其中，W0为所述第一整车阻力，w0为所述单位重量的基本阻力，M为所述第一重量。进一步地，所述根据所述第一重量调整比例，得到第一重量，包括：采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的重量调整比例；根据所述各部件的重量调整比例，以及所述各部件的重量，得到所述轨道车辆的第一重量。进一步地，所述根据所述第一阻力调整比例，得到第一空气阻力，包括：采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的阻力调整比例；根据所述各部件的阻力调整比例，以及所述各部件的空气阻力，得到所述轨道车辆的第一空气阻力。进一步地，根据第一重量、第一空气阻力和第一动力调整比例，得到第一动力，包括：根据所述第一重量、所述第一空气阻力，采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的动力调整比例；根据所述各部件的动力调整比例，以及所述各部件的动力，得到所述轨道车辆的第一动力。第二方面，本专利技术提供一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的装置，包括：处理模块，用于根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；所述处理模块，还用于根据单位重量的基本阻力和第一重量，得到第一整车阻力；所述处理模块，还用于根据第一重量、第一空气阻力和第一动力调整比例，得到第一动力；所述处理模块，还用于根据第一整车阻力和第一动力，得到第一能耗参数和/或第一成本参数；所述处理模块，还用于根据第一能耗参数和/或第一成本参数，得到整体调整比例；所述处理模块，还用于根据所述整体调整比例，得到第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；所述处理模块，还用于更新所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例以及第一动力调整比例为所述第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；所述处理模块，还用于返回执行所述根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；直到得到的所述第一能耗参数和/或第一成本参数与目标能耗参数和/或目标成本参数匹配。进一步地，所述处理模块具体用于根据所述第一重量调整比例，得到第一重量；根据所述第一阻力调整比例，得到第一空气阻力；根据所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力。进一步地，所述处理模块具体用于：根据公式得到单位重量的基本阻力，其中，w0为单位重量的基本阻力，ξ为所述第一重量调整比例，a为所述机械阻力常量，b为所述机械阻力系数，v为所述轨道车辆运行速度，η为所述第一阻力调整比例，c为空气阻力系数。进一步地，所述处理模块具体用于：根据公式W0＝w0M得到第一整车阻力，其中，W0为所述第一整车阻力，w0为所述单位重量的基本阻力，M为所述第一重量。进一步地，所述处理模块具体用于：采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的重量调整比例；根据所述各部件的重量调整比例，以及所述各部件的重量，得到所述轨道车辆的第一重量。进一步地，所述处理模块具体用于：采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的阻力调整比例；根据所述各部件的阻力调整比例，以及所述各部件的空气阻力，得到所述轨道车辆的第一空气阻力。进一步地，所述处理模块具体用于：根据所述第一重量、所述第一空气阻力，采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的动力调整比例；根据所述各部件的动力调整比例，以及所述各部件的动力，得到所述轨道车辆的第一动力。本专利技术提供的基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法，通过采用重量-阻力-动力三个子系统综合评估本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法，其特征在于，包括：根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；根据单位重量的基本阻力和第一重量，得到第一整车阻力；根据第一重量、第一空气阻力和第一动力调整比例，得到第一动力；根据第一整车阻力和第一动力，得到第一能耗参数和/或第一成本参数；根据第一能耗参数和/或第一成本参数，得到整体调整比例；根据所述整体调整比例，得到第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；更新所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例以及第一动力调整比例为所述第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；返回执行所述根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；直到得到的所述第一能耗参数和/或第一成本参数与目标能耗参数和/或目标成本参数匹配。

【技术特征摘要】
1.一种基于运行能耗的确定轨道车辆的模型参数的方法，其特征在于，包括：根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；根据单位重量的基本阻力和第一重量，得到第一整车阻力；根据第一重量、第一空气阻力和第一动力调整比例，得到第一动力；根据第一整车阻力和第一动力，得到第一能耗参数和/或第一成本参数；根据第一能耗参数和/或第一成本参数，得到整体调整比例；根据所述整体调整比例，得到第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；更新所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例以及第一动力调整比例为所述第二重量调整比例、第二阻力调整比例以及第二动力调整比例；返回执行所述根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力；直到得到的所述第一能耗参数和/或第一成本参数与目标能耗参数和/或目标成本参数匹配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力以及第一重量和第一空气阻力，包括：根据所述第一重量调整比例，得到第一重量；根据所述第一阻力调整比例，得到第一空气阻力；根据所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一重量调整比例、第一阻力调整比例、机械阻力常量、机械阻力系数、空气阻力系数以及轨道车辆运行速度，得到单位重量的基本阻力，包括：根据公式得到单位重量的基本阻力，其中，w0为单位重量的基本阻力，ξ为所述第一重量调整比例，a为所述机械阻力常量，b为所述机械阻力系数，v为所述轨道车辆运行速度，η为所述第一阻力调整比例，c为空气阻力系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据单位重量的基本阻力和第一重量，得到第一整车阻力，包括：根据公式W0＝w0M得到第一整车阻力，其中，W0为所述第一整车阻力，w0为所述单位重量的基本阻力，M为所述第一重量。5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一重量调整比例，得到第一重量，包括：采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的重量调整比例；根据所述各部件的重量调整比例，以及所述各部件的重量，得到所述轨道车辆的第一重量。6.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一阻力调整比例，得到第一空气阻力，包括：采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各部件，得到所述各部件的阻力调整比例；根据所述各部件的阻力调整比例，以及所述各部件的空气阻力，得到所述轨道车辆的第一空气阻力。7.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，根据第一重量、第一空气阻力和第一动力调整比例，得到第一动力，包括：根据所述第一重量、所述第一空气阻力，采用多目标遗传算法NSGA-II、以及所述轨道车辆的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，张秋敏，王艳琴，金静飞，司志强，汪星华，
申请(专利权)人：中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13