[发明专利]一种面向城市轨道交通单列车运行能耗的计算方法

权利要求书

1.一种面向城市轨道交通单列车运行能耗的计算方法，其特征在于综合考虑列车牵引耗能和辅助耗能过程，所述方法具体包括步骤：

步骤1：确定列车性能参数，所述参数包括列车质量、列车型号、列车动力类型、列车传动效率、牵引电转化率、阻力系数以及回转系数；

步骤2：确定列车设备功率值以及各设备的数量：基于列车的各设备参数确定空调压缩机功率、客室空调功率、客室照明功率、牵引电机功率、逆变器散热设备功率、制动电阻通风设备功率、其他用电设备功率以及各设备的数量；

步骤3：导入由列车速度、位置、时间和设备工作状态动态信息构成的数据文件；

步骤4：判断列车当前所处的状态，并确定需要计算的能耗；

步骤5：判断是否达到步骤3所导入的数据文件的末尾，如果是，则退出迭代，执行步骤6；否则，返回执行步骤4；

步骤6：将步骤4中列车处于不同状态时所对应的所有能耗相加，得到列车运行过程中的总能耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，判断列车当前所处的状态，并确定需要计算能耗的具体过程为:

步骤401：基于列车的前一时刻的速度V₀、当前时刻的速度V₁和列车质量M求出列车当前时刻所受的合力值F₁及其方向；

步骤402：根据列车的阻力系数、列车质量M、坡度、曲率参数得到列车当前所受各种阻力的合力F₂；

F₂=-f_基-f_坡-f_曲

其中，M为列车质量；f_基=a+bV₁+cV₁²；f_坡=i·G=i·g·M；a、b、c分别为阻力系数；i为列车当前时刻对应的坡度值；G为列车所受重力；g为重力加速度，单位：米/平方秒；a为经验系数，是常数；R为曲率半径；

步骤403：根据F₁和F₂的大小关系判断出当前列车所处的状态;

a)当F₁和F₂方向相同与V₁方向相反且F₁>F₂时，或者当F₁、F₂、V₁方向相同且F₁<F₂时，判定列车处于制动状态，计算再生能量和辅助系统能耗；

b)当且仅当F₁和F₂方向相同与V₁方向相反且F₁=F₂时，判定列车处于惰行状态，计算辅助系统能耗；

c)当F₁和F₂方向相同与V₁方向相反且F₁<F₂时，或者当F₁、F₂、V₁方向相同且F₁>F₂时，或者当F₁和F₂方向相反时，判定列车处于牵引状态，计算列车的牵引能耗和辅助系统能耗。