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1 绪论1

1.1 高速铁路及动车组技术发展1

1.1.1 高速铁路技术发展1

1.1.2 动车组技术发展5

1.2 动车组牵引仿真计算技术研究的意义10

1.3 牵引计算现状及发展11

1.3.1 国内牵引计算现状及发展11

1.3.2 国外牵引计算现状及发展12

1.4 CRH型动车组技术参数17

1.4.1 CRH1型动车组17

1.4.2 CRH2型动车组18

1.4.3 CRH3型动车组20

1.4.4 CRH5型动车组20

1.4.5 CRH380型动车组21

1.4.6 CRH6型动车组24

2 动车组牵引计算力学基础26

2.1 动车组特性曲线26

2.1.1 牵引特性曲线26

2.1.2 基本阻力曲线30

2.1.3 制动特性曲线32

2.2 动车组牵引力35

2.2.1 动车组牵引力概述35

2.2.2 CRH1-200型动车组36

2.2.3 CRH2-200型动车组38

2.2.4 CRH3-350型动车组39

2.2.5 CRH5-200型动车组40

2.2.6 CRH380A型动车组41

2.2.7 CRH380B型动车组42

2.2.8 牵引力内插计算方法43

2.3 动车组运行阻力46

2.3.1 基本阻力计算47

2.3.2 附加阻力47

2.4 动车组制动力54

2.4.1 CRH型动车组制动概述54

2.4.2 CRH1-200型动车组55

2.4.3 CRH2-200型动车组56

2.4.4 CRH3-350型动车组58

2.4.5 CRH5-200型动车组59

2.4.6 CRH380A型动车组61

2.4.7 制动力计算方法62

3 动车组牵引计算模型及受力分析65

3.1 牵引计算模型65

3.1.1 单质点列车模型65

3.1.2 多质点列车模型66

3.2 多质点列车模型受力分析67

3.2.1 多质点动车组车钩力的计算67

3.2.2 变坡段动车组受力分析68

3.2.3 变曲率段动车组受力分析70

3.3 动车组运动模型求解73

3.3.1 动车组单位合力求解73

3.3.2 回转重量系数73

3.3.3 动车组运行时间和运行距离计算74

4 动车组牵引计算算法77

4.1 牵引策略分析77

4.1.1 最快速度策略77

4.1.2 最节能策略79

4.1.3 混合策略79

4.2 基于多质点的牵引计算综合优化模型79

4.2.1 多质点优化模型的设计原则80

4.2.2 动车组制动距离计算方法81

4.2.3 线路分段处理方法87

4.3 列车运行过程计算92

4.3.1 起动与牵引加速过程92

4.3.2 中间过程93

4.3.3 制动过程96

5 动车组能耗计算及分析101

5.1 动车组能耗的主要影响因素101

5.2 动车组运行能耗常用测算方法103

5.2.1 基于运动做功的牵引能耗测算方法103

5.2.2 基于牵引能耗的测算方法104

5.2.3 基于经验式的测算方法105

5.2.4 分段能耗计算方法106

5.3 基于电流数据曲线的动车组能耗测算方法107

5.3.1 牵引能耗计算107

5.3.2 惰行、制动和停站能耗计算110

5.3.3 基于有功电流数据的能耗测算流程110

5.4 线路条件及列车因素对运行能耗影响分析111

5.4.1 坡道设计对运行能耗影响分析111

5.4.2 曲线半径对运行能耗影响分析114

5.4.3 车站分布对运行能耗影响分析118

5.4.4 动车组重量和限速对运行能耗影响分析123

6 牵引计算仿真系统127

6.1 系统简介127

6.1.1 系统开发环境127

6.1.2 系统主要功能128

6.1.3 系统应用流程130

6.1.4 系统安装131

6.2 系统数据库表结构134

6.3 项目管理模块137

6.3.1 系统登录138

6.3.2 新建项目138

6.3.3 打开项目138

6.4 计算实例数据139

6.4.1 实例概述139

6.4.2 实例数据139

6.5 动车组数据管理模块142

6.5.1 牵引力数据142

6.5.2 制动力数据143

6.5.3 动车组数据143

6.6 线路数据模块145

6.6.1 坡段数据145

6.6.2 曲线数据146

6.6.3 隧道数据147

6.6.4 车站数据148

6.7 牵引计算参数设置148

6.7.1 牵引参数149

6.7.2 动车组编组设置149

6.7.3 基本阻力参数设置149

6.8 牵引计算数据生成150

6.8.1 分段文件数据结构设计150

6.8.2 牵引数据生成算法152

6.8.3 牵引数据生成实现152

6.8.4 牵引数据浏览155

6.9 牵引计算模块155

6.9.1 牵引力计算158

6.9.2 阻力计算160

6.9.3 制动力计算161

6.9.4 牵引能耗计算162

6.10 牵引计算数据163

6.10.1 区间牵引数据163

6.10.2 坡段牵引数据163

6.10.3 详细牵引数据165

6.10.4 工况统计数据166

6.10.5 能耗计算结果168

6.11 牵引计算图形168

6.11.1 速度距离曲线168

6.11.2 时间距离曲线170

6.11.3 区间平均时速曲线图171

6.11.4 区间运行速度分布图172

6.11.5 坡段运行速度分布图172

6.11.6 运行工况对比图174

6.11.7 能耗分布图176

6.12 图形参数176

6.12.1 VS曲线参数设置177

6.12.2 TS曲线参数设置178

参考文献181