[發明專利]基于解耦的氣動阻力和機械阻力確定列車運行阻力的方法及系統

在審

• 申請號: 202111384332.0
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114065395A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 孫壯;李樹民;張軍;倪章松;王瑞東;何昊宇
• 申請（專利權）人: 成都流體動力創新中心
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 重慶恩洲知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 50263
• 代理人: 蘭渝宏;熊傳亞

本發明涉及一種基于解耦的氣動阻力和機械阻力確定列車運行阻力的方法，包括步驟：基于預先構建的列車空氣動力仿真模型對列車在不同車速下的運行狀態進行仿真，得到列車氣動阻力與車速的關系；分別對至少一個轉向架在至少一種配重狀態下進行惰行試驗，得到列車全車機械阻力與車速的關系；其中，至少一種配重狀態包括：對應于列車空載狀態的第一配重狀態；對氣動阻力和全車機械阻力進行整合，得到列車運行阻力與車速的關系。本發明無需開展實車試驗即可得到列車運行阻力與車速的關系，極大節省了試驗成本，且能相應結果反饋到列車的設計過程中，為列車的設計提供有力理論依據。相應的，本發明還基于上述方法提供了一種確定列車運行阻力的系統。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，涉及列車運行阻力的測量，具體涉及一種基于解耦的氣動阻力和機械阻力確定列車運行阻力的方法、系統以及計算機程序產品。

背景技術

軌道列車的運行阻力是評估列車的行車能耗的關鍵參數，一般認為運行阻力包括機械阻力和氣動阻力兩部分，目前，通常采用實車的惰行試驗獲取列車運行阻力公式，但運行阻力公式中氣動阻力與機械阻力耦合在一起，成分并不清晰，不利于列車節能設計的評估，雖然已有研究實現了機械阻力和氣動阻力的解耦，例如，專利公布號為CN102628732A的中國專利公開了一種列車空氣阻力測量方法和裝置，但該方法需要在列車定型之后進行，因此，需要耗費較高的人力與物力，且此時列車已經定型，所得測試結果對節能降耗的優化作用僅受限于車速的改變，而無法將其反饋到列車的節能設計環節。

有鑒于此，亟需一種能夠反饋到列車節能設計，且成本較低的確定列車運行阻力的方法。

發明內容

為部分地解決或緩解上述技術問題，本發明提供了一種基于解耦的氣動阻力和機械阻力確定列車運行阻力的方法，包括步驟：

基于預先構建的列車空氣動力仿真模型對所述列車在不同車速下的運行狀態進行仿真，得到所述列車的氣動阻力與車速的關系；

分別對至少一個轉向架在至少一種配重狀態下進行惰行試驗，得到所述列車的全車機械阻力與車速的關系；其中，所述至少一種配重狀態包括：對應于所述列車空載狀態的第一配重狀態；

對所述氣動阻力和所述全車機械阻力進行整合，得到所述列車的運行阻力與車速的關系。

在一些實施例中，所述至少一種配重狀態還包括：對應于所述列車負載的第二配重狀態。

在一些實施例中，構建所述仿真模型的步驟中，基于所述列車的幾何特征構建1:1的所述仿真模型。

在一些實施例中，所述得到所述列車的氣動阻力與車速的關系的步驟，具體包括步驟：

對所述仿真模型進行表面壓力積分，得到不同車速下的氣動阻力；

基于不同車速下的氣動阻力得到所述氣動阻力與車速的關系。

在一些實施例中，所述得到所述列車的氣動阻力與車速的關系的步驟，具體包括：

根據至少一種車速下的氣動阻力得到所述列車的氣動阻力系數；

根據所述氣動阻力系數得到所述列車的氣動阻力與車速的關系。

在一些實施例中，所述得到所述列車的氣動阻力與車速的關系的步驟，還包括步驟：

基于在不同車速下的惰行試驗得到的氣動阻力實測值對所述氣動阻力與車速的關系進行修正。

在一些實施例中，對單個轉向架進行惰行試驗，相應地，所述得到所述全車機械阻力與車速的關系的步驟，具體包括步驟：

獲取所述單個轉向架在惰行試驗中的車速和加速度；

根據所述車速和所述加速度擬合出所述單個轉向架的機械阻力與所述車速的關系；