列车优化操纵与追踪运行仿真研究

论文摘要

铁路是我国国民经济的大动脉,又是能源消耗大户,通过对列车运行过程的优化控制和技术进步是铁路部门开展节能措施的有效途径。借助牵引计算仿真系统研究列车优化操纵方案是一条经济可行的方法。随着我国高速铁路客运专线的加快建设,研究开发适合于我国高速动车组的牵引计算仿真系统,对于指导我国高速铁路的建设和运营具有重要意义。本文在铁道电气化与自动化实验室牵引计算仿真软件TractionRunl.0的基础上开发完成了TractionRun2.0。在单列车牵引计算的基础上开发完成了适合于不同信号制式下的多列车牵引计算仿真系统。主要进行了以下几方面的研究：(1)在研究列车优化操纵理论的基础上,结合列车制动前惰行节能的规律,开发完成了TractionRun2.0的定时节能仿真模块,该模块综合考虑了不同制动段前惰行节能的效果,为确定列车制动前惰行点的位置提供了一种方法。(2)高速动车组的特点使得现有的牵引计算仿真系统不再适用。本文在牵引计算理论的基础上开发完成了适合于我国CRH系列动车组的牵引计算仿真系统,以实际武广客运专线中的一段线路为基础,完成了CRH3型动车组的仿真实例,并结合能量守恒定律验证了该系统计算结果的准确性。(3)在建立列车运行超速防护ATP系统仿真模型的基础上,综合考虑运行图、信号制式等因素,完成了基于运行图的多列车牵引计算仿真系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 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 本文的主要工作
• 第二章 列车定时节能操纵仿真研究
• 2.1 牵引计算仿真系统
• 2.2 列车运行过程中的节能分析
• 2.3 列车惰行节能规律的研究
• 2.4 列车定时节能仿真算法研究
• 2.4.1 列车定时运行的仿真算法研究
• 2.4.2 基于惰行节能规律的列车定时节能仿真算法
• 2.5 仿真实例
• 2.5.1 仿真条件
• 2.5.2 惰行节能规律的仿真验证
• 2.5.3 列车定时节能仿真算法验证
• 2.5.4 能耗与速度的关系
• 2.6 小结
• 第三章 动车组牵引计算仿真研究
• 3.1 动车组的特点
• 3.2 动车组牵引计算的力学模型
• 3.2.1 动车组的牵引力计算
• 3.2.2 动车组的制动力计算
• 3.2.3 动车组的运行阻力
• 3.2.4 回转质量系数
• 3.2.5 动车组过分相
• 3.2.6 合力分析
• 3.3 动车牵引计算仿真系统的设计与开发
• 3.3.1 动车组牵引计算仿真系统的流程设计
• 3.3.2 动车组牵引计算仿真系统的设计
• 3.4 仿真实例
• 3.4.1 仿真条件设置
• 3.4.2 仿真结果分析
• 3.5 小结
• 第四章 列车追踪运行仿真研究
• 4.1 我国的列车运行控制系统概述
• 4.2 信号闭塞方式对列车追踪间隔的影响分析
• 4.2.1 固定闭塞
• 4.2.2 准移动闭塞
• 4.2.3 移动闭塞
• 4.3 基于目标距离模式曲线控车方式的列车超速防护系统
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 监控模式曲线的计算及仿真算法
• 4.3.3 列车超速防护ATP系统的仿真算法
• 4.4 基于运行图的列车追踪运行仿真系统设计
• 4.4.1 多列车追踪运行仿真系统的整体设计
• 4.4.2 运行图的铺画设置
• 4.4.3 闭塞分区占用检测和行车许可界限的确定
• 4.4.4 基于模式曲线的列车超速防护系统的应用
• 4.4.5 多列车牵引计算仿真模块的设计
• 4.4.6 仿真结果的输出模块
• 4.5 小结
• 第五章 仿真实例
• 5.1 不同信号制式下的列车追踪间隔分析
• 5.1.1 仿真条件
• 5.1.2 仿真结果统计
• 5.1.3 仿真结果分析
• 5.2 基于运行图的多列车牵引计算仿真测试
• 5.2.1 仿真条件
• 5.2.2 仿真结果
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文