朔黄线重载列车节能策略的设计与实现

《朔黄线重载列车节能策略的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、朔黄线重载列车节能策略的设计与实现程伟1，陈临强1，郑木火2（1.杭州电子科技大学，浙江杭州310038;2.浙江浙大网新集团浙江杭州310052）摘要：：歌载铁路运输1!1前已经成为国际铁路发展的意要方向。山P:

2、R战列个:个:：&长，战?R大，II前对大运量重载列车节能研究，主要是围绕列车节能运行的技术操作层而展幵，比如以列车动力系统为研究对象的牵引动力优化研究。而从操纵优化角度研究道载列车节能操控方式较少，尤其足M•体到朔黄铁路上的操纵标准儿T没介。本文运川能坩守恒定律和动力学方程设计Mt于朔黄线.1•.的朮载列车☆能策略。通过Sim仿真，得出

3、在相同路况下，速度波动越低，平均速度越小，越节能；平均速度相同时，空气制动次数越多或制动距离越小，越节能。并在朔苽线的测试屮得以验证。在确保安全，准点，满足线路限速条件以及机车自身性能的条件F,实现节能5%以上的指标。关键词：重载铁路；动力学方程：节能策略：仿真测试；现场测试中图分类号：U284.482文献标志码：A0引言国家科技支撑计划项目一轴重30t以上煤炭运输重载铁路关键技术与核心装备研制，有利于提高铁路重载运输体系和创新能力m。R前对大运fi重载列车节能研究，主要是围绕列车节能运行的技术操作层血展开，比如以列车动力系统为研究对象的牵引动力优化

4、研究[2]。而从耗电量角度研究重载列:午:节能操控方式较少，尤其具体到朔黄线上的操纵标准儿乎没有。在借鉴其它铁路的研究经验上，本文以朔黄铁路为研究对象，提供了一种迕满足安全，准点运行前提K,从耗电朵角度设计的节能操控方式，实现该线路上重载列车节能控车。1动力学模型朔黄铁路目前使用的机午:有韶山且流电力机车SS4QSS4B以及祌华号HXd1八轴交流机车。本文以朔黄线的主力机车HXD1为例展开描述，其它机车类似推导得到。阁1给岀了根裾牵引汁算规程对HXD1机车测试的牵引/制动特性曲线：图1HXD1机车牵引/制动特性曲线收稿日期：基金项目：岡家科技支撑计划

5、项0“轴重30t以上煤炭运输重载铁路关键技术与核心装备研制”(2013BAG20B00，2013BAG20B01)•作者简介：程伟(1991-),男，安徽黄山人，硕士生.研究方向为嵌入式人工朽能，智能控制，曲线优化.该图反映了速度和最大牵引/制动力之间的关系。山图1可知，65km/h〜120km/h为牵引恒功率速度范围；制动特性中，5km/h〜75knVh区间是恒力区，75km/h〜120knVh区间是制动恒功区。朔黄铁路重载列车速度控制在75km/h以下，因此在制动时基木是怛力区。本文以朔黄线的主力机车HXD1为例展开描述，其它机车类似推导得到。在

6、长人K坡段，当施加最大电制动吋仍下于坡道附加阻力吋，就需要施加空气制动加以辅助，保证列车不超速。由于重载列车质量大，以神八机车牵引116节C80货车为例了，满载总重11800吨，动态基本阻力以列车运行速度70Km/h,按《牵引计算规柷》公式计算位约为220KN,在6%。的坡度上受到的坡道附加阻力位约为683KN，神八机车最人电制动力为461KN。此时的坡道附加阻力大于动态菽木阻力和蛣大电制动力之和，也就是说在千分之六的坡度，神八机车牵引万吨加最大电制动力，列车速度还会继续涨速，这就可能导致重载列车超速。重载列车此时需要施加空气制动来达到校制列:午:速

7、度的目的。因此选择坡度值6%。作为其中空气制动施加的一个判断依据。考虑到在6%,以上的坡需要施加空气制动，卜而研究以电制动为主的坡度情况。还是以祌八机车牵引116节C80货车为例了•，满载总重11800吨，动态蕪本阻力以列车运行速度70Km/h,按《牵引计算规程》公式计算值约为220KN，在4%。的坡度上受到的坡道附加阻力位约为392KN,神八机午:最大电制动力为461KN。此时动态基本叽力小于坡道附加阻力，而加上电制动力之后大于坡道附加阻力，也就是说在千分之四以上，千分之六以F的下坡，神八机车通过电制动即可降速，不需要施加空气制动。因此可选择坡度位

8、在4%。作为需要施加电制动的一个判断依据。根据重载列车特点(大轴重、长编组)以及朔黄线实际路况(线路多长大下坡)，能耗主要以坡道附加m力，基本m力和空气制动做功为主。建立的耗电模型和产电模型如下：l.i耗电模型设计列车在牵引力做功时会消耗电能，设A点到B点位移为S,列车在A点的速度为Vo,到B点的速度为Ve，模型建立的前提条件：(1)把列车看成一个质点；(2)只考虑列车牵引/制动系统的耗电/发电；(3)A到B的运行时间一定图2牵引模型根裾能撒泞怛定律，可建立如下关系式：Eo+Eq=Es+Ee+Ez其中：(1)Eo.Ee.:列车在A,C两点的动能(2)

9、Eq.从A点到C点牵引力做功(1)Ez••从A点到C点®本阻力做功(1)Es:从A点到C点势能增加量根据《牵