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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