[发明专利]一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法

权利要求书

1.一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法，其特征在于，包括：

S1、获取待计算区列车信息、线路信息和目标运行曲线；

S2、根据所述列车信息、线路信息和目标运行曲线，计算并得到列车基于目标运行曲线运行时的需求功率百分比曲线，计算S2中需求功率百分比曲线的方法为：

S2.1、根据目标运行曲线计算目标运行曲线中各个运行位置与对应的下一位置间的列车动能改变量，计算满足列车动能改变量所需的列车输出力值，并形成列车输出力值与列车运行位置曲线；

S2.2、根据线路条件和列车车长，计算目标运行曲线中列车各个运行位置上的基本运行阻力和线路附加阻力，并形成列车阻力与列车运行位置的曲线；

S2.3、将列车各个位置的需求输出力值与对应相同位置上的附加阻力值分别相加，并根据目标运行曲线上的目标速度计算目标运行曲线各处需求功率，并形成列车需求功率与列车运行位置的曲线，需求功率计算公式如下：

P_need(s)＝(F_kinetic(s)+F_res(s))·V_target(s)

其中，P_need(s)为需求功率kW，F_kinetic(s)为列车动能该变量所需的牵引力kN，F_res(s)为列车运行阻力kN，V_target(s)为目标速度km/h；

S2.4、根据目标运行曲线，计算目标运行曲线中各个位置上列车在牵引特性曲线约束内发挥的最大输出力，并根据目标速度计算目标运行曲线最大可输出功率曲线：

P_max(s)＝F_out(s)·V_target(s)

其中，P_max(s)为最大可输出功率kW，F_out(s)为最大输出力kN；

S2.5 根据需求功率曲线和最大可输出功率曲线，计算目标运行曲线各处列车的需求功率百分比：

其中，η(s)为需求功率百分比；

S3、根据列车最小动力单元总数和需求功率百分比曲线，形成最小动力单元个数与列车运行位置曲线，并根据所述最小动力单元个数与列车运行位置曲线，对各个动力单元的工作状态进行分配，获得动力单元投入或切除的指令序列，获得S3中动力单元投入或切除的指令序列的方法为：

S3.1 根据最小动力单元总数和需求功率百分比曲线，计算目标运行曲线中各个位置上满足功率百分比需求的列车动力单元的最少整数个数，并形成最小动力单元个数与列车运行位置的曲线；

S3.2 对最小动力单元个数曲线进行防止频繁切换的处理，若曲线某处出现个数频繁波动或短暂切换，则个数按波动范围的最大值取值，获得动力单元需求个数曲线；

S3.3 根据动力单元需求个数曲线中的数量，对各个动力单元的工作状态进行分配，且各个动力单元的累计工作负荷让工作单元间累计工作时间相近，并为各个动力单元投入或切除的指令序列；

S4、计算动力单元在目标运行曲线各处投入工作的动力单元，计算获得每个动力单元的实际级位指令序列；

S5、输出所述动力单元投入或切除的指令序列，以及每个动力单元的实际级位指令序列。

2.根据权利要求1所述的电力列车的经济性动力匹配与分配方法，其特征在于，所述步骤S1中的列车信息包括：列车牵引特性曲线、基本运行阻力特性曲线、列车静态总重、列车总长、列车最小可投或切除动力单元的总数；

线路信息包括：坡道数据、曲线数据、电分相数据；

目标运行曲线为列车手动驾驶时的参考运行曲线或自动驾驶时的模式曲线。

3.根据权利要求1所述的电力列车的经济性动力匹配与分配方法，其特征在于，所述步骤S3.2中曲线的频繁切换的定义为：某个数量的保持时间小于最小单元投入或切除所需的动作时间。