[發明專利]一種全參數定制的接觸網吊弦預配方法及系統

有效

• 申請號: 202010978344.5
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112009311B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 陳俊卿;關金發;吳積欽;董昭德;張家瑋;劉繼冬;方巖;韓峰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60M1/28
• 分類號: B60M1/28
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

1.一種全參數定制的接觸網吊弦預配方法，其特征在于，所述預配方法包括：

S1：確定全線路軌道在世界坐標系的三維坐標；

S2：選取一個錨段的接觸網進行全參數測量，得到預配輸入數據；

S3：根據所述錨段的軌道三維坐標以及每一個懸掛點對應的接觸線預配高度、拉出值、軌道超高信息以及特殊布置信息，建立該錨段的接觸線以及承力索座處的三維坐標信息，并生成定位點節點以及承力索座節點；

S4：根據所述預配輸入數據以及吊弦點高度修正算法，生成該錨段內的所有吊弦節點、附加荷載節點、有彈性吊索時的彈性吊索節點，計算上述節點在接觸線上的三維坐標、在承力索上的俯視二維坐標；

S5：將所述定位點節點、承力索座節點、吊弦節點、附加荷載節點以及有彈性吊索時的彈性吊索節點作為基礎節點，利用線性插值的方法，劃分相鄰兩基礎節點間的線索，并生成若干擴充節點坐標；

S6：將步驟S4以及步驟S5中的所有節點的三維坐標或二維坐標代入有限元計算模型，作為節點的起始位置；

S7：將線索與吊弦參數、附加荷載重量歸算參數、張力參數代入有限元模型，求解出所有節點的受力狀態；

S8：根據所有節點的受力狀態，采用有限元方法進行受力平衡計算，完成承力索上所有節點的三維坐標求解；

S9：根據接觸線和承力索上吊弦節點的三維坐標，計算出吊弦預配長度以及位置，并實現接觸網三維模型可視化。

2.根據權利要求1所述的全參數定制的接觸網吊弦預配方法，其特征在于，所述確定全線路軌道在世界坐標系的三維坐標具體包括：

軌道坐標建模以線路起始里程點作為零點坐標，通過里程數據和線路斷鏈數據，建立線路的直線方程、曲線方程、豎曲線方程與緩和曲線方程，利用坐標旋轉方程拼接線路，完成全線路在世界坐標系下的三維建模。

3.根據權利要求2所述的全參數定制的接觸網吊弦預配方法，其特征在于，所述曲線方程和豎線方程為：

x＝2*Rsin(L/R)cos(L/2R)

y＝2*R*sin²(L/2/R)，其中R為曲線半徑，L為里程距離；

所述緩和曲線方程為：

x＝L-L⁵/(40R²*d²)

y＝L³/6R*d-L⁷(336*R³*d³)，其中R為曲線半徑，L為里程距離，d為豎曲線長度；

第一象限坐標旋轉方程為：

x＝(x₀²+y₀²)^1/2*cos(α+arctan(y₀/x₀))

y＝(x₀²+y₀²)^1/2*sin(α+arctan(y₀/x₀))，其中α為坐標旋轉的角度，x₀,y₀為旋轉前的坐標。

4.根據權利要求1所述的全參數定制的接觸網吊弦預配方法，其特征在于，所述全參數測量數據類型包括支柱處測量數據和支柱間測量數據；

所述支柱處測量數據類型包括：一個錨段內每一個支柱處的懸掛類型、軌道超高、接觸線高度、承力索高度以及承力索拉出值；當進行既有線路改造時，還包括前方第一吊弦距離、后方第一吊弦距離、前方彈性吊索距離、后方彈性吊索距離、接觸線拉出值、接觸線拉拽方向以及彈性吊索張力；

所述支柱間測量數據包括:每兩個支柱間的定位點間距、附加荷載類型與位置；當進行既有線路改造時，還包括吊弦原位安裝位置。

5.根據權利要求1所述的全參數定制的接觸網吊弦預配方法，其特征在于，所述附加荷載包括：橫向電連接、關節電連接、隔離開關上網點、跨中上網點、承力索絕緣子、接觸線絕緣子、分段絕緣器、中心錨結、護線條以及避雷線。