探讨高速列车运行控制模式曲线仿真思路的实践

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1、探讨高速列车运行控制模式曲线仿真思路的实践　　摘要：本文介绍了高速列车运行控制的基础理论，对列车运行控制模式曲线的算法进行了研究，最后介绍了高速列车运行控制模式曲线算法的仿真验证，相关的结论仅供相关人士参考。　　关键词：高速列车；控制模式；曲线仿真　　：U284.48　　铁路运输是我国重要的客货运输的力量，关系着经济发展以及社会进步等重要的经济问题，具有不可替代的经济地位。随着经济发展速度的加快，铁路运输的速度问题也逐渐成为了促进铁路事业发展的关键，成为了衡量现代铁路事业发展水平的关键因素之一。如何发挥科学技术在高铁提速工作中的作用，促进高速列

2、车事业的发展，成为了高速列车控制研究的重点。　　1高速列车运行控制基础理论　　按照行业的规范与标准，那些时速在200Km/h及其以上水平的列车都是高速列车，这种列车的控制系统根基列车在线路上运行的实际来决定对列车的速度、制动方式、状态以及调整技术等各个方面的控制水平。这一系列的控制不仅包括了对于地面设备的控制，也包括了对于车载设备的控制与监管，进而通过列车运行过程中的允许速度、行车许可以及车载设备的实时信息的接受与分析，来来实现对于列车进行控制的目的。　　1.1高速列车控制模式简述。在高速列车运行的过程中根据控制工程的不同，控制模式可以分为分级

3、速度控制方式以及连续速度控制模式两种，这两种具体的模式具体内容为：（1）分级速度控制。顾名思义，这种控制模式的主要特点便是控制曲线对列车速的控制是施行分级制的。这种控制方式的好处便是在一个闭塞区域内的限制速度可以随着二者之间距离的变化而变化，具有较高的灵活性以及较好的科学性与安全性；（2）连续速度控制。连续速度控制的原理是将前车的尾部作为后车追踪的目标，控制系统内部的信息也会随着列车的进行发生周期性的响应，当列车的运行速度超出了允许的速度的时候，便会对列车实施安全制动的控制。　　1.2高速列车运行的力学基础。如果将高速列车作为一个刚性的系统，并

4、且不考虑列车内部的受力情况，则列车的受力模型如图1所示，其中F为列车受到的牵引力、I的速度盘，能够通过速度盘的静态绘制以及速度指针的实时更新来实现对于对列车速度的测量与记录，同时还能够将测量到的数值转换为弧度值，并根据弧度值绘制出相应的动态指针显示速度，最后结束程序的运行；（5）列车运行示意图模块。该模块主要包含了主干线、公里标、静态列车以及速度值的绘制这四项工作内容与功能，进而全面而准确的得到动态列车的各种信息，绘制出列车的动态示意图。　　2.2变坡段单多质点模型的性能分析。为了方便研究与实验，在开始之前，本文对基本的参数进行了赋值，假定高速

5、列车为四辆编组，长度为100米，重量为420吨，转动惯量的系数为0.07；在惰行工况的条件下，列车的起始速度为50Km/h，则采用单质点与多质点的模型在变坡段的计算结果为表1所示：　　表1　　表格反映出了两种模型由于坡道附加阻力的差异而产生的计算差异，也反映出了因为这种差异的存在而使得列车位置、速度以及加速度等项目的结果发生了变化，尤其是列车在惰行过程中的速度以及加速度两项，发生了显著的变化。　　同时，单质点与多质点仿真模型在变坡段的仿真结果对比表明：无论是宏观还是微观的角度，在列车惰行的过程中，因为仿真实验考虑到了列车长度的影响，所以结果中线

6、路附加阻力的影响较大；而在直线平直的路段，列车的长度对列车的受力情况的影响是微乎其微的。　　2.3列车运行控制模式曲线算法性能分析。（1）运行阻力性能分析。高速列车在运行的过程中会受到基本阻力以及附加阻力的影响，实验的结果表明CRH3型的列车单位运行的阻力要小于CRH2-300型的列车，而总阻力的情况则恰恰相反，并且在运行速度小于200Km/h的时候，二者的运行阻力之间的差别并不大。在平直道上的运行的时候，二者的附加阻力均为零；在15‰的坡道上运行的时候，列车便不仅要受到基本阻力好药受到附加阻力的影响，这种阻力的大小大约为0.26

7、N/KN；在25‰的坡道上运行的时候，附加阻力的大小大约为0.436N/KN；（2）制动曲线性能分析。假定最高的限速为300Km/h，其中CRH2-300型的列车定员质量为420吨，CRH3型的列车为495吨，根据二者的实验结果我们看出紧急制动距离小于3700米，满足的对于高速运行列车的制动要求。　　2.4列车运行控制曲线算法环境适应性分析。本文所使用的是VC++6.0，对高速列车运行控制曲线的仿真软件进行了在不同线路条件、自然环境以及不同车型条件下的仿真实验，其结果如下：（1）不同线路适应性的分析。本次实验选用的是CRH2型的高

8、速列车，选取的线路曲线半径为7000模，隧道的长度为500米，根据计算的法则与方法，在曲线的半径与隧道的长度均一定的情况下，坡度的增加会在增加列车在运