一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法和系统与流程

本发明属于轨道交通系统计算仿真领域，尤其涉及一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法和系统。

背景技术：

1、经过多年的科技攻关，我国已基本掌握中低速磁浮各项核心技术，且产业化实施能力已基本形成，在首条商业运营线路—长沙磁浮机场线的示范作用下，中低速磁浮系统得到广泛关注，多个城市已规划磁浮交通线路。

2、目前国内的模拟牵引计算方法大多是针对国铁和城市轨道交通等轮轨制式的，中低速磁浮制式的牵引制动特性、受力分析、模拟计算方法等和传统轮轨制式有很大不同，因此需要一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方以解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法的技术方案，以解决上述技术问题。

2、本发明第一方面公开了一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法；方法包括：

3、步骤s1、进行列车限速初始化，获得列车初始状态和列车当前位置的限速；

4、步骤s2、在列车的运行过程中根据当前位置的限速及当前状态数据确定列车下一步长的运行工况；

5、步骤s3、根据选用的工况确定列车的合力，并计算步长末的列车状态数据。

6、根据本发明第一方面的方法，在步骤s1中，进行列车限速初始化的方法包括：

7、当列车限速为静态限速时，根据线路限速、列车的最高运行速度以及列车常用制动距离计算出限速线；将限速线中的高限速到低限速的部分进行制动反推生成静态限速曲线。

8、根据本发明第一方面的方法，在步骤s1中，静态限速的最终静态限速值取线路限速、列车的最高运行速度、车站限速和用户自定义限速中的最低值。

9、根据本发明第一方面的方法，在步骤s3中，根据选用的工况确定列车的合力，并计算步长末的列车状态数据的方法包括：

10、步骤s31、获得列车步长初状态，即步长初列车重量、步长初速度、步长初位置、当前时刻及当前限速；

11、步骤s32、根据输入的列车单位基本阻力以及列车重量计算列车基本阻力；根据列车所处于的位置计算列车附加阻力；

12、步骤s33、根据列车的运行工况和速度在列车牵引力曲线上确定列车牵引力；

13、步骤s34、根据列车制动力曲线取值计算列车制动力；

14、步骤s35、根据合力以及列车重量计算列车加速度；

15、步骤s36、利用步长初速度、列车加速度及步长时间计算步长末速度、距离和时间。

16、根据本发明第一方面的方法，在步骤s3中，当列车处于起动过程中时，对每一时间步长采用三次计算法，三次计算法中，第一次是利用步长初速度计算步长末速度，第二次是利用步长初速度和步长末速度的平均值作为第一步长初速度，再次计算第一步长末速度，第三次是利用步长初速度和第一步长末速度的平均值作为第二步长初速度，最终计算第二步长末速度。

17、根据本发明第一方面的方法，三次计算法具体包括：

18、步骤p11、设列车为起动状态，获得步长初列车位置、步长初速度v1及当前时刻，根据列车当前位置获得列车的当前限速；

19、步骤p12、利用步长初速度v1计算列车运行参数，包括列车牵引力、阻力、列车合力和列车加速度；根据列车运动方程计算步长末速度v2；

20、步骤p13、利用第一步长初速度计算列车牵引力、阻力及合力；再次计算第一步长末速度v′2；

21、步骤p14、利用第二步长初速度再次计算步长末列车距离、第二步长末速度和运行时分，作为最终的步长末数据；

22、步骤p15、判断第二步长末速度是否大于起动速度；是则计算结束，否则推进时钟转步骤p2。

23、根据本发明第一方面的方法，在步骤s3中，当列车处于停车过程中时，根据目标停车点确定列车实施制动的位置，具体方法包括：

24、步骤p21、设目标停车点的限速为vmax，步长末速度为vstep-end；

25、步骤p22、目标停车点的限速vmax＝0；

26、步骤p23、确定列车的运行参数，包括时间、速度、位置及合力；

27、步骤p24、进行制动停车检测；

28、步骤p25、如果不满足停车误差，则推进时钟，转步骤p23；

29、步骤p26、在当前点按设定的制动系数实施制动停车，计算步长末速度vstep-end；

30、步骤p27、如果步长末速度vstep-end≠0，则推进时钟，转步骤p26；如果步长末速度vstep-end＝0，则计算结束。

31、本发明第二方面公开了一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真系统；所述系统包括：

32、第一处理模块，被配置为，进行列车限速初始化，获得列车初始状态和列车当前位置的限速；

33、第二处理模块，被配置为，在列车的运行过程中根据当前位置的限速及当前状态数据确定列车下一步长的运行工况；

34、第三处理模块，被配置为，根据选用的工况确定列车的合力，并计算步长末的列车状态数据。

35、本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法中的步骤。

36、本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法中的步骤。

37、可见，本发明提出的方案，提供了一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法能够对中低速磁浮系统模拟牵引计算过程中的受力进行分析，包括牵引力、阻力、制动力等，与传统轮轨系统的受力情况有很大不同。解决背景技术所提出的国内暂无中低速磁浮系统牵引计算方法的问题，从而填补国内研究的空白，适应中低速磁浮的发展。

技术特征：

1.一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述进行列车限速初始化的方法包括：

3.根据权利要求2所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述静态限速的最终静态限速值取所述线路限速、所述列车的最高运行速度、车站限速和用户自定义限速中的最低值。

4.根据权利要求3所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述根据选用的工况确定列车的合力，并计算步长末的列车状态数据的方法包括：

5.根据权利要求4所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，在所述步骤s3中，当所述列车处于起动过程中时，对每一时间步长采用三次计算法，所述三次计算法中，第一次是利用步长初速度计算步长末速度，第二次是利用所述步长初速度和所述步长末速度的平均值作为第一步长初速度，再次计算第一步长末速度，第三次是利用所述步长初速度和所述第一步长末速度的平均值作为第二步长初速度，最终计算第二步长末速度。

6.根据权利要求5所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，所述三次计算法具体包括：

7.根据权利要求4所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法，其特征在于，在所述步骤s3中，当所述列车处于停车过程中时，根据目标停车点确定列车实施制动的位置，具体方法包括：

8.一种用于中低速磁浮系统的牵引计算仿真系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法中的步骤。

技术总结本发明提出一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法和系统。其中，方法包括：步骤S1、进行列车限速初始化，获得列车初始状态和列车当前位置的限速；步骤S2、在列车的运行过程中根据当前位置的限速及当前状态数据确定列车下一步长的运行工况；步骤S3、根据选用的工况确定列车的合力，并计算步长末的列车状态数据。本发明提供了一种中低速磁浮系统的牵引计算仿真方法能够对中低速磁浮系统模拟牵引计算过程中的受力进行分析，包括牵引力、阻力、制动力等，与传统轮轨系统的受力情况有很大不同。解决背景技术所提出的国内暂无中低速磁浮系统牵引计算方法的问题，从而填补国内研究的空白，适应中低速磁浮的发展。技术研发人员：贾祥,司朝刚,王东,杨嘉岳,陈军团,王飞,王晓栋,张晓东,韩振江,吴昊,秦鉴,逯红兵受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16