[发明专利]基于解耦的气动阻力和机械阻力确定列车运行阻力的方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于解耦的气动阻力和机械阻力确定列车运行阻力的方法，包括步骤：基于预先构建的列车空气动力仿真模型对列车在不同车速下的运行状态进行仿真，得到列车气动阻力与车速的关系；分别对至少一个转向架在至少一种配重状态下进行惰行试验，得到列车全车机械阻力与车速的关系；其中，至少一种配重状态包括：对应于列车空载状态的第一配重状态；对气动阻力和全车机械阻力进行整合，得到列车运行阻力与车速的关系。本发明无需开展实车试验即可得到列车运行阻力与车速的关系，极大节省了试验成本，且能相应结果反馈到列车的设计过程中，为列车的设计提供有力理论依据。相应的，本发明还基于上述方法提供了一种确定列车运行阻力的系统。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，涉及列车运行阻力的测量，具体涉及一种基于解耦的气动阻力和机械阻力确定列车运行阻力的方法、系统以及计算机程序产品。

背景技术

轨道列车的运行阻力是评估列车的行车能耗的关键参数，一般认为运行阻力包括机械阻力和气动阻力两部分，目前，通常采用实车的惰行试验获取列车运行阻力公式，但运行阻力公式中气动阻力与机械阻力耦合在一起，成分并不清晰，不利于列车节能设计的评估，虽然已有研究实现了机械阻力和气动阻力的解耦，例如，专利公布号为CN102628732A的中国专利公开了一种列车空气阻力测量方法和装置，但该方法需要在列车定型之后进行，因此，需要耗费较高的人力与物力，且此时列车已经定型，所得测试结果对节能降耗的优化作用仅受限于车速的改变，而无法将其反馈到列车的节能设计环节。

有鉴于此，亟需一种能够反馈到列车节能设计，且成本较低的确定列车运行阻力的方法。

发明内容

为部分地解决或缓解上述技术问题，本发明提供了一种基于解耦的气动阻力和机械阻力确定列车运行阻力的方法，包括步骤：

基于预先构建的列车空气动力仿真模型对所述列车在不同车速下的运行状态进行仿真，得到所述列车的气动阻力与车速的关系；

分别对至少一个转向架在至少一种配重状态下进行惰行试验，得到所述列车的全车机械阻力与车速的关系；其中，所述至少一种配重状态包括：对应于所述列车空载状态的第一配重状态；

对所述气动阻力和所述全车机械阻力进行整合，得到所述列车的运行阻力与车速的关系。

在一些实施例中，所述至少一种配重状态还包括：对应于所述列车负载的第二配重状态。

在一些实施例中，构建所述仿真模型的步骤中，基于所述列车的几何特征构建1:1的所述仿真模型。

在一些实施例中，所述得到所述列车的气动阻力与车速的关系的步骤，具体包括步骤：

对所述仿真模型进行表面压力积分，得到不同车速下的气动阻力；

基于不同车速下的气动阻力得到所述气动阻力与车速的关系。

在一些实施例中，所述得到所述列车的气动阻力与车速的关系的步骤，具体包括：

根据至少一种车速下的气动阻力得到所述列车的气动阻力系数；

根据所述气动阻力系数得到所述列车的气动阻力与车速的关系。

在一些实施例中，所述得到所述列车的气动阻力与车速的关系的步骤，还包括步骤：

基于在不同车速下的惰行试验得到的气动阻力实测值对所述气动阻力与车速的关系进行修正。

在一些实施例中，对单个转向架进行惰行试验，相应地，所述得到所述全车机械阻力与车速的关系的步骤，具体包括步骤：

获取所述单个转向架在惰行试验中的车速和加速度；

根据所述车速和所述加速度拟合出所述单个转向架的机械阻力与所述车速的关系；