[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

本發明涉及一種全參數定制的吊弦三維預配方法及系統，在吊弦預配過程中，加入全線路的三維世界坐標系建模；加入所有類型附加荷載的重量歸算模型；加入對每一個吊弦位置、彈性吊索位置與張力、附加荷載位置與重量的定義；加入跨中吊弦點高度修正算法，采用有限元計算方法，求解全線路接觸網的三維坐標，以此求解出吊弦長度的精確解。采用全線路全參數定制的方式，解決了既有方法無法應用于差異化設計、無法應用于既有鐵路改造定制計算的問題，還采用三維空間建模的方式，計算精度較既有方法有所提升。本發明的上述方法獲得了良好的工程應用效果，經檢驗，在各環節較為精確的前提下，本辦法能夠實現全工況的吊弦計算并一次性安裝到位。

技術領域

本發明涉及接觸網吊弦預配領域，特別是涉及一種全參數定制的接觸網吊弦預配方法及系統。

背景技術

鐵路接觸網吊弦預配工作是鐵路接觸網施工中重要的部分，吊弦預配結果效果直接影響了列車安全性、列車取流質量、以及受電弓滑板與接觸線的壽命。

隨著高速鐵路的發展，列車速度不斷提升，接觸線的平順性變得越來越重要，吊弦預配的精度要求也越來越高，采用三維空間計算方法替代既有簡化平面計算方法，可以提高計算精度。

隨著中國鐵路接觸網逐漸進入大修期，既有線路的吊弦更換工作在陸續開展。對比新線建設，既有線改造的特點在于需要考慮接觸網的既有狀態，即在不更換其余設備、保證定位器坡度的情況下，重新布置與計算吊弦。因此，既有接觸網全線的各類集中荷載作用、集中荷載位置以及既有定位器坡度等因素必須在預配工作中予以考慮，預配所需的測量參數和計算參數將大幅度增加。

既有預配方法均僅在接觸網設計階段批量化計算中使用，無法做到對全線路每一處的接觸網參數定制；且既有方法均采用二維空間簡化算法，簡化計算帶來誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種全參數定制的接觸網吊弦預配方法及系統，完全構建接觸網在世界坐標系中的空間坐標，消除了現有方法在平面內進行計算帶來的誤差，解決了現有方法無法應用于既有鐵路改造工程定制計算的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種全參數定制的接觸網吊弦預配方法，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；

最后根據預配結果制作并安裝吊弦。