本发明专利技术涉及一种考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法，属于高速铁路列车运行仿真模拟领域，包括以下步骤：S1：准备基础数据，包括线路数据和列车数据；S2：结合司机操纵特征，选择高速列车启动运行阶段的司机操纵手柄极位；S3：计算高速列车运动方程，获取列车在每一个时间步长的速度和位移；S4：判断高速列车启动运行阶段是否完成：当高速列车的车尾完整越过出站信号机，则认为高速列车完成启动运行阶段，进入下一运行阶段。本发明专利技术充分考虑高速列车在启动运行过程中的司机操纵特征，基于此所设计的仿真系统在仿真高速铁路列车启动运行时更加符合实际运行情景，对于精细化提升高速铁路运营效果具有一定的辅助作用。升高速铁路运营效果具有一定的辅助作用。升高速铁路运营效果具有一定的辅助作用。
【技术实现步骤摘要】
一种考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法
[0001]本专利技术属于高速铁路列车运行仿真模拟领域，涉及一种考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法。
技术介绍
[0002]列车运行仿真系统通过模拟铁路线路情况和列车运行状态可以为铁路线路设计、机车选型、供电系统设计等提供重要参数和理论依据。高速列车启动运行是列车从起点到终点移动过程中不可或缺的重要步骤，也是高速列车运行仿真系统最重要的仿真模拟内容之一。
[0003]目前常用的列车运行仿真系统都是基于节时、节能或定时模式来构建列车运行仿真模型，这些仿真系统对列车牵引计算具有较高精度，但是对于列车司机操纵特征的刻画还不够深入，导致仿真系统计算结果与实际运营数据存在一定的偏差，进而导致各项牵引计算结果存在一定的误差。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种考虑司机操纵特征的高速铁路列车启动运行仿真模拟方法，通过该方法缩减高速列车在启动运行阶段时的仿真结果与实际运行结果之间的误差。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法，包括以下步骤：
[0007]S1：准备基础数据，包括线路数据和列车数据；
[0008]S2：结合司机操纵特征，选择高速列车启动运行阶段的司机操纵手柄极位；
[0009]S3：计算高速列车运动方程，获取列车在每一个时间步长的速度和位移；
[0010]S4：判断高速列车启动运行阶段是否完成：当高速列车的车尾完整越过出站信号机，则认为高速列车完成启动运行阶段，进入下一运行阶段。
[0011]进一步，步骤S1中，所述线路数据包括线路里程、坡道、曲线、隧道、电分相、道岔数据，所述列车数据包括列车长度、列车重量、列车手柄极位、列车基本阻力、列车最大运行速度、牵引特性曲线、制动特性曲线。
[0012]进一步，高速列车起车前司机在列车运行监控装置中输入车次、列车种类、列车重量、计长、交路号；
[0013]当对CIR、GSM
‑
R手持终端注册列车车次并选定CIR设备运行区段(线路)和工作模式后，司机确认操纵台各仪表、显示屏显示正常，各开关、手柄位置正确，各门窗处于锁闭状态，并确认行车凭证和开车时间，待车门关闭后，准确呼唤，鸣笛起动列车；高速列车具备一切启动条件后，司机操作牵引手柄进行列车启动；高速列车启动运行阶段的司机操纵特征如下：
[0014](1)在操作主控牵引手柄置于牵引区前，制动手柄置“0”位；
[0015](2)高速列车启动时，在牵引1级稍作停留，直到列车完全启动后再提升牵引手柄级位；
[0016](3)高速列车完全起动后增加牵引力时，主控手柄级位逐次晋级；
[0017](4)高速列车完全启动后，在保证平稳的前提下快速提升牵引手柄级位，以达到启动稳、加速快。
[0018]进一步，步骤S2具体包括以下步骤：
[0019]S21：判断高速列车是否完全启动：若高速列车没有完全启动，下一时间步长继续选择牵引1级；若高速列车完全启动，执行步骤S22；
[0020]S22：判断高速列车手柄极位合理性提升情况：若高速列车可以提升手柄，则下一时间步长手柄极位提升一级；若高速列车不能提升手柄极位，则下一时间步长继续选择当前手柄极位。
[0021]进一步，步骤S3具体包括以下步骤：
[0022]S31：牵引力计算：首先基于牵引特性曲线查出与列车当前速度最接近的两组牵引力
‑
速度数据(F
t1
，v1)和(F
t2
，v2)，从而得到列车速度为v时的牵引力
[0023]S32：制动力计算：首先基于制动特性曲线查出与列车当前速度最接近的两组制动力
‑
速度数据(F
b1
，v1)和(F
b2
，v2)，从而得到列车速度为v时的制动力
[0024][0025]S33：运行阻力计算：高速列车的运行阻力包括基本阻力和附加阻力，所述基本阻力通常采用戴维斯公式计算；所述附加阻力包括坡道附加阻力、曲线附加阻力和隧道附加阻力，其中：
[0026]坡道附加阻力：
[0027]曲线附加阻力：
[0028]曲线附加阻力：w
s
＝0.00013
·
L
s
；
[0029]式中L
tr
为列车长度，l
a
为跨过变坡点的长度，i
a
为变坡前的计算坡度，i
b
为变坡后的，R为曲线半径，L
s
为隧道长度。
[0030]S34：纵向合力计算：高速列车在运行过程中具有牵引力F
t
、运行阻力W和制动力F
b
，列车在不同工况下所受的合力F＝F
t
‑
F
b
‑
W；
[0031]S35：运行加速度、速度和位移计算：列车在每一时间步长下：
[0032]运行加速度：
[0033]速度：v
i+1
＝v
i
+a
·
Timer；
[0034]位移：
[0035]式中M、g、a和γ分别为列车质量、重力加速度、加速度和转动惯量，s
i
、v
i
和Timer分别为第i个时间步长的位移、第i个时间步长的速度和时间步长。
[0036]本专利技术的有益效果在于：本专利技术充分考虑高速列车在启动运行过程中的司机操纵特征，基于此所设计的仿真系统在仿真高速铁路列车启动运行时更加符合实际运行情景，对于精细化提升高速铁路运营效果具有一定的辅助作用。
[0037]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0038]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0039]图1为一种考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法流程图；
[0040]图2为高速列车牵引力计算示意图。
具体实施方式
[0041]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：准备基础数据，包括线路数据和列车数据；S2：结合司机操纵特征，选择高速列车启动运行阶段的司机操纵手柄极位；S3：计算高速列车运动方程，获取列车在每一个时间步长的速度和位移；S4：判断高速列车启动运行阶段是否完成：当高速列车的车尾完整越过出站信号机，则认为高速列车完成启动运行阶段，进入下一运行阶段。2.根据权利要求1所述的考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法，其特征在于：步骤S1中，所述线路数据包括线路里程、坡道、曲线、隧道、电分相、道岔数据，所述列车数据包括列车长度、列车重量、列车手柄极位、列车基本阻力、列车最大运行速度、牵引特性曲线、制动特性曲线。3.根据权利要求1所述的考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法，其特征在于：高速列车起车前司机在列车运行监控装置中输入车次、列车种类、列车重量、计长、交路号；当对CIR、GSM
‑
R手持终端注册列车车次并选定CIR设备运行区段(线路)和工作模式后，司机需确认操纵台各仪表、显示屏显示正常，各开关、手柄位置正确，各门窗处于锁闭状态，并确认行车凭证和开车时间，待车门关闭后，准确呼唤，鸣笛起动列车；高速列车具备一切启动条件后，司机操作牵引手柄进行列车启动；高速列车启动运行阶段的司机操纵特征如下：(1)在操作主控牵引手柄置于牵引区前，制动手柄置“0”位；(2)高速列车启动时，在牵引1级稍作停留，直到列车完全启动后再提升牵引手柄级位；(3)高速列车完全起动后增加牵引力时，主控手柄级位逐次晋级；(4)高速列车完全启动后，在保证平稳的前提下快速提升牵引手柄级位，以达到启动稳、加速快。4.根据权利要求1所述的考虑司机操纵特征的高速列车启动运行仿真模拟方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：S21：判断高速列车是否完全启动：若高速列车没有完全启动，下一时间步长继续选择牵引1级；若高速列车完全启动，执行步骤S22；S22：判断高速列车手柄极位合理性提升情况：若高速列车可以提升手柄，则下一时间步长手柄极位提升一级；若高速列车不能提升手柄极位，则下一时间步长继续选择当前手柄...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻存瑞，毛保华，邓维斌，柏赟，牛义锋，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。