任佳文论文(原版)new

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1、目录第一章绪论1.1研究背景及研究目的和意义1.1.1研究背景1.1.2研究目的和意义1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状1.2.2国内研究现状1.3主要内容第二章列车牵引计算基础理论2.1列车牵引力2.2列车运行阻力2.3列车制动力2.4列车合力2.5列车运行过程计算2.6单质点模型计算法2.7改进的单质点模型计算法第三章建立哈尔滨地铁一号线部分线路计算模型3.1哈尔滨地铁一号线部分线路运行数据3.2哈尔滨地铁一号线单质点模型计算3.3哈尔滨地铁一号线改进的单质点模型计算第四章结论第一章绪论1.1研究背景及研究目

2、的和意义1.1.1研究背景近20年来，我国城市化有了很大的发展。城市化水平从1980年的17%提高到2008年的45.68%。与此同时，城市机动化水平也得到了快速提升，尤其是进入21世纪以来。在经济发展取得巨大成就的同时,城市中心区的密集建设、新区的快速发展促使机动车交通量迅猛增长,城市道路设施建设难以跟上交通需求的步伐，这种状况严重制约着城市的可持续发展。因此,城市交通应坚持优先发展公共交通的政策,而轨道交通以其运量大、准时、快捷、舒适的特点,将成为公共交通发展的首选。在建设城市轨道交通线的初期，为了能够充分发挥车辆的

3、牵引能力与优化使用车辆,并为合理编制运行图、合理安排牵引供电系统的布局和容量,为提高运行品质、节约能源等提供理论依据,有必要依据运行的基本要求以及线路的实际勘测情况,对列车的牵引计算进行计算模拟并分析其结果。而现有的一些牵引计算软件虽能较为准确地计算出整个牵引计算过程中的运行状况和运动状况,但还是未能解决长短链以及准确进站的问题。由于城市轨道交通列车与铁路列车的运行状况有很大的区别，所以在做城市轨道交通列车的牵引计算时应充分考虑其固有的特点。城市轨道交通的站间距小，具有列车加速、制动频繁，牵引质量小等特点。在这样一个大背

4、景下，为适应近年来哈尔滨市城市道路交通的快速发展，使中心区城的道路交通能可持续的发展下去，特开展本项目的研究。1.1.2课题研究的目的和意义在城市轨道交通大发展的今天，节约能耗、扩大客运量、提高运输效益，为了保证城市轨道交通列车运行安全、必须全面的考虑列车运行情况，路况的复杂程度，讲究科学的管理模式，掌握经济合理的列车操纵方式，研究城市轨道交通列车运行速度区间运行时分、列车制动距离、制动限速、制动能力以及牵引能耗等相关因素。有必要对城市轨道交通各种路况列车进行牵引仿真计算，并且把牵引计算的结果反馈到规划、设计、运营中去，

5、从而提高城市轨道交通系统的生产效率。采用单质点列车模型计算精度要远远低于采用多质点列车模型计算精度，但结合牵引计算现状分析可知，多质点数学模型比较复杂，计算比较困难。鉴于本文作者水平有限，采用了单质点模型和经过改进的单质点列车模型对哈尔滨地铁一号线部分线路进行牵引计算。说明改进的单质点模型在一定程度上提高了计算精度。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外城市轨道交通系统发展得较早，牵引计算的理论和实践的成果也比较多。因为牵引计算理论可以作为列车操纵模拟、列车运行仿真、列车自动停车、列车自动驾驶的基础理论，所以在这

6、些领域中，牵引计算理论都得到了发展，特别是在列车自动控制领域。对于列车牵引计算方法领域，欧美与日本都有比较纯熟的牵引计算方法。1．欧美铁路制动距离计算北美的铁路大都采用空气制动系统来保障列车的安全运行，而欧洲采用的是真空制动系统，其制动方式与空气制动系统相似，但是在真空闸瓦制动系统中保持真空闸瓦的压力值比在空气制动系统中要困难些。在铁路运营管理中，欧美将列车的加速和减速作为一个重要的部分进行研究，制动力和制动距离的计算研究就属于该部分的内容。欧美在计算列车加速所需要的力Fa时采用的公式是：(5-28) 即(5-29)欧洲

7、铁路推荐的与速度相关的制动距离一般为：160km/h以下时制动距离取1300-1400m，200km/h时取2500-3000m，260km/h时取6000-8000m，320km/h时取7500-9000m。2.日本新干线制动距离计算日本新干线制动距离的计算方法是通过列车动能与制动功的关系得出来的，其计算式为：(5-39)式中：Fb-制动力；S1-有效制动距离；m-车辆质量；v-列车速度。此外，在列车制动试验区间内坡道有变化时，要测量坡道变化点列车的速度和运行距离，并分别对各个区间用上式来进行修正计算。1.2.2国内研

8、究现状我国铁路机车和车辆已有作为国家标准的“牵引计算规程”，我国地铁车辆系统还没有一个规范的牵引计算规程，在进行地铁车辆的牵引计算时，一般参照铁路车辆的牵引计算规程和国外的地铁车辆牵引计算方法。1997年北京市地下铁道设计研究所研制了“地铁车辆牵引计算系统”，填补了国内地铁车辆牵引计算电算化的空白，该项目获得了199