列车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定方法与流程

本发明属于列车，尤其涉及一种列车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定方法。

背景技术：

1、目前，世界轨道交通领域研究发展的核心是速度，速度不仅决定了轨道交通的运输能力和效率，也决定了轨道交通系统所采用的技术体系。磁悬浮铁路可以解决轮轨铁路存在的轮轨黏着、摩擦、振动和高速受流等问题，具有更高的提速潜力，近年来逐渐成为地面交通领域的研究热点。

2、高速磁浮用于长途运输，可在大型枢纽城市之间或城市群与城市群之间形成高速走廊。对于磁浮交通干线运输行车组织方式，未来可能存在不同速度列车共线运行情况，同时对于中间车站亦存在直通列车以最高速度运行、停站列车以较低速度进站停车的情况。

3、在线路曲线地段，当列车通过速度不一致时，即存在速差情况下，线路曲线半径及横坡的设置需要同时满足全部通过列车的安全性和舒适性要求，稍有不慎便会引起运营后列车限速，影响线路的运输能力。因此，需要根据列车通过速度合理确定曲线半径及横坡，以满足列车通过曲线时的安全性和舒适性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于满足实际需求，提供一种列车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定方法，实现了在列车通过速度存在差异的平面曲线地段准确快速地确定曲线半径和横坡参数，避免线路运营后由设计原因造成的列车限速。

2、第一方面，为实现上述发明目的，本发明的第一目的是提供一种列车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定方法，包括以下步骤：

3、s1、统计所有列车通过某一线路平面曲线的运行速度，确定通过该曲线的列车的最高运行速度和最低运行速度；

4、s2、根据列车的设计要求，确定在所述最高运行速度下，列车最大允许的一号离心加速度以及在所述最低运行速度下，列车最大允许的二号离心加速度；

5、s3、根据最高运行速度、最低运行速度、一号离心加速度以及二号离心加速度，计算第一最大横坡角；

6、s4、确定设计标准允许的第二最大横坡角，取第一最大横坡角和第二最大横坡角之间的最小值作为第三最大横坡角；

7、s5、根据第三最大横坡角计算平面曲线能够设置的最小的第一曲线半径。

8、进一步，还包括以下步骤：

9、s6、综合考虑线路方案地质条件、拆迁工程量及工程投资因素，评估第一曲线半径设置能否满足最小曲线半径要求；若满足最小曲线半径要求，执行s7；若不满足最小曲线半径要求，执行s8；

10、s7、综合考虑线路方案地质条件、拆迁工程量及工程投资因素，计算该平面曲线的横坡角；

11、s8、降低列车的最高运行速度或提高列车的最低运行速度，重复s2～s8直至执行s7。

12、进一步，s3包括以下计算：

13、最高运行速度列车通过时，平面曲线为欠超高状态，平面曲线的半径与列车通过时的最高运行速度以及横坡的角度之间的关系为:

14、

15、其中，r为平面曲线的半径，vmax为列车的最高运行速度，θ为横坡的角度，ay1为列车最高速度通过曲线时未被平衡的离心加速度，g为重力加速度；

16、最低运行速度列车通过时，平面曲线为过超高状态，平面曲线的半径与列车通过时的最低运行速度以及横坡的角度之间的关系为：

17、

18、其中，vmin为列车的最低运行速度，ay2为列车最低速度通过曲线时未被平衡的离心加速度；

19、则有：

20、

21、线路平面曲线的半径和横坡的角度设置使得最高运行速度时的列车最大离心加速度达到一号离心加速度ay1max，最低运行速度时的列车最大离心加速度达到二号离心加速度ay1min，则可得：

22、

23、可解得：

24、

25、其中，θmax为第一最大横坡角。

26、进一步，s5包括以下计算：

27、

28、θ'max＝min{θmax，θmax1}，

29、其中，rmin为第一曲线半径，θ'max为第三最大横坡角，θmax1为第二最大横坡角。

30、第二方面，本发明的第二目的是提供一种车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定的系统，包括：

31、数据收集模块，统计所有列车通过某一线路平面曲线的运行速度，确定通过该曲线的列车的最高运行速度和最低运行速度；根据列车的设计要求，确定在所述最高运行速度下，列车最大允许的一号离心加速度以及在所述最低运行速度下，列车最大允许的二号离心加速度；

32、数据处理模块，根据最高运行速度、最低运行速度、一号离心加速度以及二号离心加速度，计算第一最大横坡角；确定设计标准允许的第二最大横坡角，取第一最大横坡角和第二最大横坡角之间的最小值作为第三最大横坡角；根据第三最大横坡角计算平面曲线能够设置的最小的第一曲线半径。

33、进一步，还包括验证处理模块，综合考虑线路方案地质条件、拆迁工程量及工程投资因素，评估第一曲线半径设置能否满足最小曲线半径要求；综合处理模块，若满足最小曲线半径要求，综合考虑线路方案地质条件、拆迁工程量及工程投资因素，计算该平面曲线的横坡角；若不满足最小曲线半径要求，降低列车的最高运行速度或提高列车的最低运行速度，重复进行数据收集模块、数据处理模块、验证处理模块以及综合处理模块的内容直至满足最小曲线半径要求，并计算平面曲线的坡度角。

34、进一步，数据处理模块包括以下计算：

35、最高运行速度列车通过时，平面曲线为欠超高状态，平面曲线的半径与列车通过时的最高运行速度以及横坡的角度之间的关系为:

36、

37、其中，r为平面曲线的半径，vmax为列车的最高运行速度，θ为横坡的角度，ay1为列车最高速度通过曲线时未被平衡的离心加速度，g为重力加速度；

38、最低运行速度列车通过时，平面曲线为过超高状态，平面曲线的半径与列车通过时的最低运行速度以及横坡的角度之间的关系为：

39、

40、其中，vmin为列车的最低运行速度，ay2为列车最低速度通过曲线时未被平衡的离心加速度；

41、则有：

42、

43、线路平面曲线的半径和横坡的角度设置使得最高运行速度时的列车最大离心加速度达到一号离心加速度ay1max，最低运行速度时的列车最大离心加速度达到二号离心加速度ay1min，则可得：

44、

45、可解得：

46、

47、其中，θmax为第一最大横坡角。

48、

49、θ'max＝min{θmax，θmax1}

50、其中，rmin为第一曲线半径，θ'max为第三最大横坡角，为第二最大横坡角。

51、第三方面，本发明的第三目的是提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器，用于存储所述处理器可执行指令；所述处理器被配置为执行所述指令时，使得所述电子设备实现如所述的车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定的方法。

52、第四方面，本发明的第四目的是提供一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的车速差情况下磁浮线路平面曲线半径及横坡角确定的方法。

53、本技术具有的优点和积极效果是：

54、基于上述技术方案，实现了在列车通过速度存在差异的平面曲线地段准确快速地确定曲线半径和横坡参数，避免线路运营后由设计原因造成的列车限速，保证了列车通过曲线时的安全性和舒适性。