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1、第27卷第13期甘肃科技Vol127No1132011年7月GansuScienceandTechnologyJul12011城市轨道交通牵引计算仿真系统的开发桂翔(广州市地铁设计研究院有限公司,广东广州510010)摘要:根据城市轨道交通的特点,从城市轨道交通牵引计算的基本原理出发,基于MicrosoftVisualStudio2005开发环境,开发了城市轨道交通牵引计算仿真系统,实现软件计算功能,通过对广州市轨道交通七号线一期工程石壁至谢村右线的设计工况进行牵引计算,并与类似计算系统进行了比较,得出的结果是准确可行的。关键词:牵引计算;广州地铁;仿真系统中图分类号
2、:U231+12U231+192随着城市轨道交通的快速发展,综合技术要求可以指导闭塞分区的设计。的不断提高,如何从最经济合理的角度确定设计规(4)指导牵引供电专业对主变电站规模的确定模,以最小的投入得到最大的回报,是目前急需解决以及各牵引降压所数量与分布的确定。牵引计算可的课题。当前,在建设城市轨道交通线路的初期,为以得到每个区间的耗电量,可以指导主变电站的设了能够充分发挥车辆的牵引力与优化使用车辆,并计规模及分布。能够为合理编制运行图、合理安排牵引供电系统的(5)指导环控专业对地下车站和地下区间的环布局和容量,为提高运营服务质量、节约能源、保障控通风设计。牵引计算可
3、以计算出每个区间列车运运营安全等提供理论依据,有必要依据城市轨道交行的时间,可以指导中间风井的设置位置。通运行的基本要求和线路的实际勘测情况,对列车(6)指导全线配属列车数量计算。通过牵引计的牵引计算进行模拟并计算分析。根据城市轨道交算可以得到全线的运行速度,进一步可以计算出全通的特点,从城市轨道交通牵引计算的基本原理出线的配车数量。发,基于MicrosoftVisualStudio2005开发环境,开发了城市轨道交通牵引计算仿真系统,实现软件计算2城市轨道交通牵引计算基本原理功能,并通过对广州市轨道交通七号线一期工程石211受力分析壁至谢村右线的算例情况进行牵引计算
4、,得出结果21111牵引力是准确可行的。在实际应用中城市轨道交通中的动车组牵引力大小,是根据牵引电机的牵引特性曲线(牵引力—1城市轨道交通牵引计算的作用速度)来给出的,在已知速度的情况下,可以从曲线列车牵引计算以力学为基础,科学实验和先进图中找到与速度对应的牵引力。的操控经验为依据,分析列车运行过程中的各种现动车的牵引特性曲线根据车辆生产厂家提供的象和原理,并用以解算列车运营和设计上的一些技数据不同,有的以单电机特性曲线方式给出,有的以术问题和经济问题。城市轨道交通牵引计算在城市动车组的牵引力特性曲线方式给出。轨道交通设计中有着以下诸多作用:可以利用插值的方法从单电机
5、牵引特性曲线上(1)指导线路专业对平、纵断面的优化设计。计算出所需要的牵引力。牵引计算可以得到不同纵断面的牵引能耗,通过比21112阻力较可以得到合理的纵断面设计,指导节能坡设计。对于城市轨道交通列车,阻力等于基本阻力加(2)指导车辆专业对车辆技术参数的选择。通上附加阻力:过牵引计算可以研究比较车辆的技术参数,指导车Fr=M·g(w0+wj)辆的选型。2600=(nmm+kmt)·g·(a+bv+cv+i+)(1)(3)指导信号专业进行闭塞分区的设计。牵引R计算可以得到列车在每个区间的运行时间及状态,其中Fr的为阻力;n为动车数量;mm的为动车第13期桂翔:城市轨道交
6、通牵引计算仿真系统的开发125质量22;k为拖车数量;mt其中的为拖车质量;i表示坡mvImv=(1+∑)=(1+γ)(2)2度;a、b、c分别为阻力系数。22mRh221113制动力其中Ek为列车的动能;m为列车质量;v为列制动是列车调速的重要手段,尤其是在限制速车速度;I为列车转动部分的转动惯量;ω为列车旋度、下坡道及进站停车时。根据列车制动设备的类转部分的角速度;C为合力;γ为回转质量系数。型,制动方法可以分为机械制动(空气制动)和电气Mh=m(1+γ)(3)制动两种。通过对(1)微分并推导得到:城市轨道交通列车制动力可以通过列车制动力CΔv=v2-v1=Δt(
7、4)曲线图得到。Mh利用插值的方法从制动力特性曲线图上计算出1C2ΔS=S2-S1=Δt(5)所需要的制动力。2Mh以时间为步长利用(4)和(5)式迭代计算,可以得到各时间段的速度,里程值。I其中在(3)式中的回转质量系数γ=∑2,2mRh因机车车辆形式和列车组成而异,可以通过试验和计算得到。在地铁动车组牵引计算中γ一般取0108。213运行策略根据国内外的经验,城市轨道交通列车运行仿真模拟过程中一般采用最节能最快速的运行策略,所以考虑到节约能耗需遵循以下几个原则:1)加速过程中按照最大牵引力计算;2)停车制动采用最大的制动力;3)除了停车制动外,尽
