[发明专利]一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法

说明书

本发明公开了一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法，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；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；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。

技术领域

本发明属于列车运行控制的技术领域，具体涉及一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法。

背景技术

我国铁路已经从大发展时期逐渐进入运营维护时期，如何有效的提高能源利用率成为中国铁路总公司与各个铁路局的主要目标之一。有效的节能减排不仅可以降低铁路系统的运营成本，也可以有效支撑国家环保要求，从而有效提高企业的经济效益和社会形象。

传统的研究多从线路运营和列车节能操纵的角度出发，如为了减少列车晚点和增加线路车辆容量，研究列车运行图与优化时刻表；或者为降低列车牵引能耗，充分利用列车区间运行的富裕时间，研究高速列车运行节能优化操纵控制策略。这些研究都忽视了列车自身特性，特别是系统效率对能量消耗过程的影响。

列车牵引传动系统效率是多个子系统共同作用的结果，包括牵引变压器、4象限整流器、中间直流支撑电路、逆变器、牵引电机、齿轮变速箱等。目前整车效率基本都依靠现场实车实验来获得。早期的研究和列车实验都会涉及列车效率，但是常常将效率作为一个常数，从而损失了其随速度和负载变化的特性。因此也并没有出现后续的效率优化利用等研究。

由于铁路客货运输具有明显的周期性需求，所以线路规划和车辆设计都会尽量满足最大需求。但是随着列车性能的提升、线路条件的优化，列车在日常运营时常常处于轻载或低载状态，此时牵引传动系统工作在低功率区，而电机低功率运行时较为低下效率成为不可忽视的因素。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种电力列车的经济性动力匹配与分配方法，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；

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；

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。

优选地，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。

优选地，计算步骤S2中需求功率百分比曲线的方法为：