[发明专利]一种多重约束下的接触网线岔设计方法及系统

说明书

本发明涉及一种多重约束下的接触网线岔设计方法及系统。该方法包括：获取受电弓的轮廓宽度、工作范围以及最大横向偏移量，并确定直股接触线拉出值以及侧股接触线拉出值；根据接触网弹性计算直股通过和直侧股转换时接触线的抬升量；按照弓网始触模式的优先级，根据直股接触线拉出值、侧股接触线拉出值以及当前弓网始触模式确定受电弓的特征位置参数；根据接触线的抬升量以及特征位置参数确定极限位置处的侧股接触线高度约束条件以及约束区间；根据约束条件确定侧股接触线高度；根据侧股接触线高度以及所述约束区间，设计接触网线岔。本发明能提高线岔设计的容错率，避免线岔处的弓网异常磨损和弓网事故以及提高弓网系统的寿命与安全性。

技术领域

本发明涉及电气化铁路接触网设计领域，特别是涉及一种多重约束下的接触网线岔设计方法及系统。

背景技术

道岔把一条轨道分支为两条或两条以上的轨道(直股道与侧股道)，在道岔上方，沿轨道架设的两支或多支接触悬挂称之为线岔，线岔的布置应使列车受电弓在所有方向通过线岔时，能够沿接触悬挂安全、平顺地横越。受电弓通过线岔的工况可分为：直股通过、直股转侧股、侧股转直股。

高速铁路在运营过程中，个别列车经过线岔时，由侧股转直股过程中，受电弓与直股接触线之间的非预期接触导致弓网事故的案例已多次出现，主要表现为进入支接触线无法平顺地过渡至受电弓滑板上，常见接触线与滑板端头的擦刮故障，在故障严重时，进入支接触线在接触过程中钻入受电弓滑板的下方，对接触网和受电弓带来破坏性的损伤，造成严重的弓网事故。

目前运营经验证明，线岔设计处于接触网设计的薄弱点，线岔的事故反应了线岔设计的容错性较低，原因是线岔在设计阶段未考虑极限状态下的空间位置校验，且对进入支接触线与受电弓的接触过程(简称“弓网始触过程”)无法做到精确控制与预测。

发明内容

本发明的目的是提供一种多重约束下的接触网线岔设计方法及系统，以解决线岔在设计阶段未考虑极限状态下的空间位置校验，且对进入支接触线与受电弓的接触过程无法做到精确控制与预测的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多重约束下的接触网线岔设计方法，包括：

获取受电弓的轮廓宽度、工作范围以及最大横向偏移量；

根据所述受电弓的轮廓宽度、所述工作范围以及所述最大横向偏移量确定直股接触线拉出值以及侧股接触线拉出值；

根据接触网弹性计算直股通过和直侧股转换时接触线的抬升量；

按照弓网始触模式的优先级，根据所述直股接触线拉出值、所述侧股接触线拉出值以及当前弓网始触模式确定受电弓的特征位置参数；所述弓网始触模式包括模式1、模式2、模式3、模式4以及模式5；所述模式1为进入支始触点在滑板的接触线往复运动范围内；模式2为进入支始触点在滑板工作范围内，且退出支位置与进入支始触点位于弓头中心线同侧；模式3为进入支始触点在滑板工作范围内，退出支位置与进入支始触点位于弓头中心线异侧；模式4为进入支始触点在弓角接触区范围内，且退出支位置与进入支始触点位于弓头中心线同侧；模式5为进入支始触点在弓角接触区范围内，且退出支位置与进入支始触点位于弓头中心线异侧，但弓头不会翘起使弓头端头处于弓角轮廓线上方；所述特征位置参数包括特征位置下的受电弓与线岔起点距离、受电弓中心线与直股接触线相对位置、以及受电弓中心线与侧股接触线相对位置；

根据所述接触线的抬升量以及所述特征位置参数确定极限位置处的侧股接触线高度约束条件以及约束区间；所述极限位置处的侧股接触线高度约束条件包括直股通过时，侧线高度不低于极限偏转受电弓的同位置轮廓线高度、直侧股转化时，由特征位置确认的进入区间，进入支接触线高度不低于受电弓的同位置轮廓线高度、以及直侧股转化时，由特征位置确认的最晚接触区间，进入支高度不高于受电弓的同位置轮廓线高度；

根据所述极限位置处的侧股接触线高度约束条件确定侧股接触线高度；