技术领域
[0001] 本
发明涉及动力分散型列车技术领域，特别是涉及一种动力分散型列车牵引力分配方法及系统。
背景技术
[0002] 随着技术的发展，人们对动力分散型列车牵引力的分配方法越来越关注。
[0003] 现有的动力分散型列车，因轴重转移的影响，其部分动轴的轴重下降，导致列车粘着利用下降而无法发挥其最大牵引力的问题。
[0004] 因此，如何优化粘着利用，使动力分散型列车最大可能发挥牵引力是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
[0005] 本
申请所要解决的技术问题是提供一种动力分散型列车牵引力分配方法及系统，解决了
现有技术中因轴重转移的影响，其部分动轴的轴重下降，导致列车粘着利用下降而无法发挥其最大牵引力的问题。
[0006] 其具体方案如下：
[0007] 一种动力分散型列车牵引力分配方法，
[0008] 确定目标列车的当前动车；
[0009] 获取所述当前动车的参数信息；
[0010] 根据所述参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移；
[0011] 根据所述当前动车四个车轴的轴重转移计算当前动车四个车轴的当前轴重；
[0012] 利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力。
[0013] 上述的方法，优选地，所述获取当前动车的参数信息，包括：
[0014] 获取所述当前动车的
质量、当前
加速度、当前阻力、当前牵引力和当前动车的结构尺寸。
[0015] 上述的方法，优选地，当所述目标列车处于牵引状态时，所述根据参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移包括：
[0016] 根据所述当前动车的质量、当前加速度、当前阻力和当前牵引力计算所述当前动车的前车钩作用力和后车钩作用力以及当前动车的重力；
[0017] 根据所述当前动车的前车钩作用力、后车钩作用力、重力以及当前动车的机构尺寸分别计算所述当前动车四个车轴的轴重转移。
[0018] 上述的方法，优选地，所述利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力，包括：
[0019] 按照所述四个车轴当前轴重的比例分配所述当前动车四个车轴的牵引力。
[0020] 一种动力分散型列车牵引力分配系统，该系统包括：
[0021] 确定单元，用于确定目标列车的当前动车；
[0022] 获取单元，用于获取所述当前动车的参数信息；
[0023] 第一计算单元，用于根据所述参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移；
[0024] 第二计算单元，用于根据所述当前动车四个车轴的轴重转移计算当前动车四个车轴的当前轴重；
[0025] 分配单元，用于利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力。
[0026] 上述的系统，优选地，所述获取单元中获取的参数信息包括：当前动车的质量、当前加速度、当前阻力、当前牵引力和当前动车的结构尺寸。
[0027] 上述的系统，优选地，当所述目标列车处于牵引状态时，所述第一计算单元，包括：
[0028] 第三计算单元，用于根据所述当前动车的质量、当前加速度、当前阻力和当前牵引力计算所述当前动车的前车钩作用力和后车钩作用力以及当前动车的重力；
[0029] 第四计算单元，用于根据所述当前动车的前车钩作用力、后车钩作用力、重力以及当前动车的机构尺寸分别计算所述当前动车四个车轴的轴重转移。
[0030] 本申请一种动力分散型列车牵引力分配方法中，首先，确定目标列车的当前动车；获取所述当前动车的参数信息；然后，根据所述参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移；根据所述当前动车四个车轴的轴重转移计算当前动车四个车轴的当前轴重；最后，利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力，本申请中利用电气控制补偿技术对所述四个车轴的的牵引力进行分配，使得轴重小的牵引
电动机的输出转矩根据轴重减载量减小，而轴重增大的车轴的牵引电动机的输出转矩根据轴重增载量加大，从而使得牵引电动机的输出力矩与轴重相匹配，达到优化粘着利用，保证总牵引力发挥最优的目的。
附图说明
[0031] 为了更清楚地说明本申请
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032] 图1是本申请的一种动力分散型列车牵引力分配方法实施例的
流程图；
[0033] 图2是本申请当前动车整体受力结构示意图；
[0034] 图3是本申请的一种动力分散型列车牵引力分配方法另一实施例的流程图；
[0035] 图4是本申请列车整体受力分析结构示意图；
[0036] 图5是本申请牵引状态下当前动车受力结构示意图；
[0037] 图6是本申请牵引状态下当前动车车轴受力结构示意图；
[0038] 图7是本申请的一种动力分散型列车牵引力分配系统实施例的示意图。
具体实施方式
[0039] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0040] 参考图1，示出了本申请一种动力分散型列车牵引力分配方法实施例的流程图，可以包括以下步骤：
[0041] 步骤S101：确定目标列车的当前动车。
[0042] 动力分散型列车，一般由多节车辆组成，包括若干节动车和若干节拖车，其动力配置分散于各节动车上，相对动力集中型
机车其有效粘着重量较大，有利于发挥更大的牵引力。
[0043] 动车指自身具备牵引动力的轨道交通车辆。
[0044] 拖车指本身不具备牵引动力的轨道交通车辆，需要由具备牵引动力的车辆牵引拖行。
[0045] 由于动力分散型列车一般具有多节动车，此时，在对动车进行分析时，需要首先确定当前动车，之后对所述当前动车进行分析。
[0046] 步骤S102：获取所述当前动车的参数信息。
[0047] 本申请中获取所述当前动车的参数信息，包括：获取所述当前动车的质量、当前加速度、当前阻力、当前牵引力和当前动车的结构尺寸。
[0048] 本申请中，列车速度可以由各动轴或牵引电动机上的速度
传感器得出，列车加速度可以由
控制器对列车速度进行微分计算得出，各动车的质量可以由车辆称重系统得出，各动车的牵引力可以由牵引控制单元计算得出，各动车阻力可以由列车的阻力公式对列车速度与各动车的质量计算得出，所以这些变量均为已知量。
[0049] 其中，所述动轴指能够发挥牵引动力的车轴。
[0050] 步骤S103：根据所述参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移。
[0051] 本申请中计算所述当前动车四个车轴的轴重转移一般考虑动车处于静止状态和动车处于牵引状态两种情况，根据静止状态和牵引状态各自动车的情况计算当前动车四个车轴的轴重转移。
[0052] 步骤S104：根据所述当前动车四个车轴的轴重转移计算当前动车四个车轴的当前轴重。
[0053] 步骤S105：利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力。
[0054] 本申请中，利用电气控制补偿技术，根据四个车轴的当前轴重优化当前动车各个车轴的牵引力分配方法，当所述车轴的轴重转移大时，说明当前车轴的轴重变小，此时为当前车轴分配的牵引力减小，相反，当所述车轴的轴重转移小时，说明当前车轴的轴重增大，此时为当前车轴分配的牵引力增大，以防止各个车轴出现空滑的现象，最大发挥牵引力的作用。
[0055] 本申请一种动力分散型列车牵引力分配方法中，利用电气控制补偿技术对所述四个车轴的的牵引力进行分配，使得轴重小的牵引电动机的输出转矩根据轴重减载量减小，而轴重增大的车轴的牵引电动机的输出转矩根据轴重增载量加大，从而使得牵引电动机的输出力矩与轴重相匹配，达到优化粘着利用，保证总牵引力发挥最优的目的。
[0056] 本申请中，车辆垂直力的传递是通过轮对与
转向架之间的
弹簧和转向架与车体之间的弹簧实现的；
水平力则是通过动轮的
轴箱以及中央支承传递。
[0057] 本申请中，假设车辆各动轮所发挥轮周牵引力相等。
[0058] 当所述目标列车处于静止状态时，根据所述当前动车的质量计算所述当前动车的重力，所述当前动车四个车轴的轴重均为所述重力的四分之一。
[0059] 如图2所示，当动车处于静止状态时，当前动车的前车钩作用力和后车钩作用力均为0，此时，各轮对轴重Pi均匀分配，等于
钢轨的反作用力Ni，为动车重力Gi的1/4：
[0060]
[0061] 当所述目标列车处于牵引状态时，如图3所示，所述根据所述参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移包括以下步骤：
[0062] 步骤S301：根据所述当前动车的质量、当前加速度、当前阻力和当前牵引力计算所述当前动车的前车钩作用力和后车钩作用力以及当前动车的重力。
[0063] 步骤S302：根据所述当前动车的前车钩作用力、后车钩作用力、重力以及当前动车的机构尺寸分别计算所述当前动车四个车轴的轴重转移。
[0064] 动力分散型列车的编组形式多样化，其中六辆编组的情况较为常见，本申请以六辆编组的地
铁列车作为样例进行阐述，其他编组形式可以通过类推得出。而六辆编组的地铁列车动车配置一般有3动3拖、4动2拖、6动0拖，其中6动0拖配置最具代表性，其他配置中的拖车可以看做是牵引力为0的特殊情况的动车。所以，下面按照6动0拖配置进行分析。
[0065] 图4为六辆编组地铁列车受力分析示意图，图中各变量的含义如下。
[0066] M1、M2、……、M6：各动车的代号；f1、f2、……、f6：各动车的阻力；F1、F2、……、F6：各动车的牵引力；f12、f23、……、f56：各动车之间车钩力；各动车的重量分别用m1、m2、……、m6表示；列车的速度为v，加速度为a。
[0067] 根据
牛顿第二定律及车辆受力分析可以得出式1～5中各动车前后车钩的作用力。
[0068] f12＝F1-f1-m1a (1)
[0069] f23＝f12+F2-f2-m2a (2)
[0070] f34＝f23+F3-f3-m3a (3)
[0071] f45＝f34+F4-f4-m4a (4)
[0072] f56＝f45+F5-f5-m5a＝F6-f6-m6a (5)
[0073] 根据上式1～5可以计算出各动车之间车钩的作用力，其方向按照图4统一定义为对后车向前，事实上M1车作为头车
空气阻力很大，其后端车钩力f12实际方向为对后车向后，因此f12为负值。
[0074] 根据式1～5可以推出任意编组形式的动力分散型列车中第i辆动车前后车钩的作用力，如式6、式7。
[0075] f(i-1)i＝(F1+F2+…+Fi-1)-(f1+f2+…+fi-1)-(m1+m2+…+mi-1)a (6)
[0076] fi(i+1)＝(F1+F2+…+Fi)-(f1+f2+…+fi)-(m1+m2+…+mi)a (7)
[0077] 本申请中，根据所述当前动车四个车轴的轴重转移计算当前动车四个车轴的当前轴重，在牵引情况下，车体与转向架的受力情况如图5和图6所示，以车体为隔离体，B点的力矩方程式为：
[0078]
[0079] 得：
[0080]
[0081] 同理，由A点的力矩方程式可得：
[0082]
[0083] 由式10和式11可知，当fi(i+1)＞f(i-1)i时，在牵引力及车钩力的作用下，前转向架减载、后转向架加载。
[0084] 以前转向架为隔离体，D点的力矩方程式为：
[0085]
[0086]
[0087] 同理，由C点的力矩方程式可得
[0088]
[0089] 由式13、式14可知，在同一转向架内，前轮对减载，后轮对加载。
[0090] 将式10代入式13、式14得
[0091]
[0092]
[0093] 同理可得
[0094]
[0095]
[0096] 本申请中，所述利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力，包括：
[0097] 按照所述四个车轴当前轴重的比例分配所述当前动车四个车轴的牵引力。
[0098] 针对上述当动车处于牵引状态下时，所示当前动车的四个车轴的轴重转移发生变化的情况，使得四个车轴的当前轴重也相应的发生变化，此时，可以按照四个车轴当前轴重的比例分配各个车轴的牵引力：
[0099] Fi1:Fi2:Fi3:Fi4＝N1:N2:N3:N4 (19)
[0100] 将式15～18代入式19中，即可得到最终的优化粘着的牵引力分配方案。
[0101] 与上述本申请一种动力分散型列车牵引力分配方法实施例所提供的方法相对应，参见图7，本申请还提供了一种动力分散型列车牵引力分配系统实施例，在本实施例中，该系统包括：
[0102] 确定单元701，用于确定目标列车的当前动车；
[0103] 获取单元702，用于获取所述当前动车的参数信息；
[0104] 第一计算单元703，用于根据所述参数信息计算所述当前动车四个车轴的轴重转移；
[0105] 第二计算单元704，用于根据所述当前动车四个车轴的轴重转移计算当前动车四个车轴的当前轴重；
[0106] 分配单元705，用于利用电气控制补偿技术，根据所述四个车轴的当前轴重分配所述当前动车四个车轴的牵引力。
[0107] 本申请中，所述获取单元中获取的参数信息包括：当前动车的质量、当前加速度、当前阻力、当前牵引力和当前动车的结构尺寸。
[0108] 当所述目标列车处于牵引状态时，所述第一计算单元，包括：
[0109] 第三计算单元，用于根据所述当前动车的质量、当前加速度、当前阻力和当前牵引力计算所述当前动车的前车钩作用力和后车钩作用力以及当前动车的重力；
[0110] 第四计算单元，用于根据所述当前动车的前车钩作用力、后车钩作用力、重力以及当前动车的机构尺寸分别计算所述当前动车四个车轴的轴重转移。
[0111] 需要说明的是，本
说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0112] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0113] 为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个
软件和/或
硬件中实现。
[0114] 通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，
服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0115] 以上对本申请所提供的一种动力分散型列车牵引力分配方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
