CN102062688A - 一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法，其中，系统包括线路阻力模拟子系统和综合控制子系统，进一步地，综合控制子系统包括用于获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给所述线路阻力模拟子系统的系统协调控制模块；线路阻力模拟子系统为用于根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度向被试列车牵引系统输出相应的负载阻力的线路阻力模拟子系统。采用本发明的系统和方法，可使得被试列车牵引系统运行于与实际线路运行工况相同的状态下，因此相对于传统的试验装置和方法提供了更真实的线路运行工况模拟环境。

Description

一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法

技术领域

本发明涉及列车牵引系统运行工况模拟的控制技术领域，尤其涉及一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法。

背景技术

列车电力牵引系统地面试验台一般由电源供电子系统和模拟负载子系统两部分组成，统称为陪试系统。在传统的设计中，电源子系统和模拟负载子系统均由人工控制，控制的动态响应速度和精度都难以达到理想效果；在模拟负载子系统方面，陪试系统和被试列车牵引系统的控制相对独立，两者之间的协调控制由人工手动调节完成，致使被试列车牵引系统仅能运行于某一个静态工作点，而无法进行与实际线路运行相同的动态运行工况试验；另外，这样的试验系统中，由于无法提供与实际列车上相同的外围环境，安装了实际装车程序的被试列车牵引系统脱离了这些环境后无法正常运行，因此被试列车牵引系统在试验时一般安装的仅是专门用于试验的试验版本软件，该软件有别于实际装车运行版本软件，这也使得牵引系统的运行状况与牵引系统实际运行时的运行状况仍有区别，也就无法获知牵引系统的实际运行性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法，其能够模拟出牵引系统的与实际线路运行相同的动态运行工况，从而可使得列车牵引系统的实际运行性能真实地反映出来。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统包括线路阻力模拟子系统和综合控制子系统，其中：

所述综合控制子系统包括用于获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给所述线路阻力模拟子系统的系统协调控制模块；

所述线路阻力模拟子系统为用于根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度向被试列车牵引系统输出相应的负载阻力的线路阻力模拟子系统。

可选地，在本发明中，所述系统协调控制模块计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，具体为：根据获取的列车当前时刻的运行速度计算出列车以该时刻的运行速度运行时的空气阻力，以及根据以下之一或任意组合的因素计算附加阻力：坡道因素、曲线因素和隧道因素，从而计算出列车在该时刻运行的总阻力；根据列车牵引力、列车质量、列车回转质量常数、所述列车在该时刻运行的总阻力以及所述列车当前时刻的运行速度计算出列车下一设定时刻的期望速度。

可选地，在本发明中，所述坡道因素、曲线因素和隧道因素分别是列车自本次试验运行开始至该时刻运行的总里程的函数。

可选地，在本发明中，所述综合控制子系统还包括用于模拟列车正常运行情况下的列车环境并提供给被试列车牵引系统的外围环境模拟模块。

可选地，在本发明中，所述用于仿真列车牵引系统运行工况的系统还包括用于接收所述综合控制子系统的控制信号并根据该控制信号向被试牵引系统输出与实际线路工况相同的电网环境的电源子系统。

可选地，在本发明中，所述电源子系统包括以下之一或任意组合：网压中断模拟模块、网压波动模拟模块、网压突变模块。

可选地，在本发明中，所述网压中断模拟用于实现网压瞬时中断模拟和/或列车过分相模拟，其包括相并联的两个断路器，工作时一个断路器闭合另一个断路器断开。

本发明还提供了一种用于仿真列车牵引系统运行工况的方法，该方法包括：

综合控制子系统获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给线路阻力模拟子系统；

所述线路阻力模拟子系统根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度计算出相应的负载阻力并输出给被试列车牵引系统。

可选地，本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的方法中，所述综合控制子系统计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，具体为：

根据获取的列车当前时刻的运行速度计算出列车以该时刻的运行速度运行时的空气阻力，以及根据以下之一或任意组合的因素计算出附加阻力：坡道因素、曲线因素和隧道因素，从而计算出列车在该时刻运行的总阻力；

根据列车牵引力、列车质量、列车回转质量常数、所述列车在该时刻运行的总阻力以及所述列车当前时刻的运行速度计算出列车下一设定时刻的期望速度。

所述坡道因素、曲线因素和隧道因素分别是列车自本次试验运行开始至该时刻运行的总里程的函数。

可选地，本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的方法中，所述综合控制子系统在获取列车当前时刻的运行速度之前，还包括：模拟列车正常运行情况下的列车环境并提供给被试列车牵引系统，以使得被试列车牵引系统能够正常运行。

可选地，本发明的方法还包括电源子系统接收所述综合控制子系统发送的控制信号并根据该控制信号向被试牵引系统输出与实际线路工况相同的电网环境，其中，具体包括：所述电源子系统的网压中断模拟模块接收所述综合控制子系统传送的网压瞬时中断模拟信号并根据该网压瞬时中断模拟信号使被试列车牵引系统得电或断电，以控制被试列车牵引系统的网压中断时间，或者所述电源子系统的网压波动模拟模块接收所述综合控制子系统发送的网压波动模拟信号并根据该网压波动模拟信号向被试列车牵引系统输出一定变化范围的电压；或者所述电源子系统的网压突变模块接收所述综合控制子系统发送的网压突变模拟信号并根据该网压突变模拟信号实现网压的正向突变和负向突变。

本发明中，综合控制子系统获取并根据列车当前时刻的线路运行情况估计列车下一设定时刻的运行速度，使得线路阻力模拟子系统可以根据列车当前时刻的运行速度和下一设定时刻的运行速度动态调节出与实际线路运行工况对应的负载阻力并输出给被试牵引系统，从而使得被试列车牵引系统运行于与实际线路运行工况相同的状态下，因此，相对于传统的试验装置和方法，本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法能够提供更真实的线路运行工况模拟环境。

附图说明

图1是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统的一实施方式的结构图；

图2是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统的另一实施方式的结构图；

图3是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统的工作原理示意图；

图4是本发明的线路负载模拟算法结构的示意图；

图5是本发明的网压中断模块的一实施例的结构示意图；

图6是图5的网压中断模块的控制逻辑图；

图7是本发明的网压突变模块的一实施例的结构示意图；

图8是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的方法的一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式以及系统结构进行具体说明。

图1是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统的一实施方式的结构图。如图1所示，本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统包括综合控制子系统10和线路阻力模拟子系统20，其中：

综合控制子系统10包括用于获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给所述线路阻力模拟子系统20的系统协调控制模块101；

线路阻力模拟子系统20为用于根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度向被试列车牵引系统输出相应的负载阻力的线路阻力模拟子系统。

图3是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统的工作原理示意图。图4是本发明的线路负载模拟算法结构的示意图。参考图3和图4，被试牵引系统在实际线路上工作时，我们可以将它作为一个整体，其从电网吸收电能，经处理后将其转化为机械能在电机轴端输出(列车牵引状态)；或将电机的机械能处理后转化为电能输出至电网(列车再生制动状态)；由此可见被试牵引系统在实际工作时与外界的主要接口即是电网侧电能输入(或输出)和电机侧的机械能输出(或输入)。因此对于整个仿真系统来说，可将被试仿真系统作为一个“黑匣子”，通过在其电源侧和电机侧模拟出与实际线路工况相同的电网环境和电机的阻力环境，即可使被试牵引系统工作于实际工作运行状态。

结合图3的工作原理图以及图4的线路负载模拟算法结构的示意图，本发明的系统需要通过两个步骤来完成线路阻力的实时模拟：一是由综合控制子系统10根据线路条件文件、当前时刻t₀的列车运行速度、列车重量等输入信息实时计算列车的运行阻力，然后再根据当前被试牵引系统的x牵引力F，计算出列车当前时刻t₀的加速度a，由此可以计算出下一时刻t₁的期望运行速度v₁；二是线路阻力模拟子系统20运行于速度闭环控制模式，即通过综合控制子系统10计算出的期望运行速度v₁作为其给定输入，使线路阻力模拟子系统20根据给定的速度调节出相应的负载阻力并输出给被试牵引系统以克服被试牵引系统的牵引力，使得被试牵引系统运行于给定的速度下。由此被试牵引系统则在一定的牵引力下，运行于与实际线路相同的工况，从而实现了线路阻力负载模型的功能。本发明实施例中，线路条件文件是指从试验运行开始(也即零公里起始点出发)，记录的不同公里里程时线路条件的文件。

图2是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统的另一实施方式的结构图。如图2所示，该系统包括综合控制子系统10、线路阻力模拟子系统20和电源子系统30，其中，线路阻力模拟子系统20与图1中的线路阻力模拟子系统所起的作用相同，属于陪试系统中的一部分。

结合图3，具体地，线路阻力模拟子系统可由“变流器+牵引电机”机组构成，变流器主要用于将单相工频电源变换成控制陪试牵引电机所需要的变压变频电源，使陪试牵引电机输出可控的与被试牵引系统电机转矩方向相反的机械转矩，以此模拟实际线路阻力的变化。整个线路阻力模拟子系统如何动作、何时动作均由综合控制子系统控制。

本实施方式中，综合控制子系统10包括系统协调控制模块101和外围环境模拟模块102。

系统协调控制模块101用于获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给线路阻力模拟子系统20，并且用于传送控制信号给电源子系统30。

由于在实际线路运行时，被试牵引系统还会通过一些外围传感器监测系统的运行状态，如环境温度，冷却系统温度，冷却水循环压力等，因此为使系统能够正常运行，本发明的系统另外一项任务就是还需要模拟出这些必须的外围辅助环境。

本发明的外围环境模拟模块102用于模拟列车正常运行情况下的列车环境并提供给被试列车牵引系统。外围环境模拟模块102可由一个可编程逻辑控制器(PLC)、若干模拟输入输出端口和数字输入输出端口组成，其中，这些输入输出端口与被试牵引系统的相关电气接口连接，以便外围环境模拟模块102提供保证被试牵引系统正常运行的车上模拟环境，例如环境温度、冷却系统温度、主断路器状态及其控制信号等。而且外围环境模拟模块102的输入输出端口可根据需要进行扩展。

下面详细介绍本实施方式中系统协调控制模块101是如何实时计算列车运行阻力的。

因为列车在线路运行时其运行阻力由多种因素造成，因此实际运行阻力除了列车运行时的空气阻力外，还可能包括坡道因素、曲线因素和隧道因素，这三个因数都分别是列车运行里程S的函数，而列车运行里程我们可以通过测量电机转动的圈数来计算获得，这可以用速度传感器实现。列车的总运行阻力可以用以下公式表示：

F₁＝f₁(V)+f₂[W_i(S)，W_r(S)，W₁(S)]

S＝s(n，t，R，G)

其中，F₁为列车运行的总的等效阻力；函数f₁为平直道时列车运行的空气阻力，其通常为列车速度v的二次方程；函数f₂为根据线路文件计算的坡道W_i、曲线Wr和隧道W₁等因素附加阻力；S为计算的列车运行里程；n为电机转速；t为运行的时间，R为列车的等效轮径，G为齿轮箱传动比。

对于线路阻力模拟子系统给定速度的计算，通过以下算法推倒得出：

$F_e-F_l=m(1+\mathrm{\γ})\frac{\mathrm{dv}}{\mathrm{dt}}$

式中，F_e为列车牵引力，F_l为列车运行阻力，m为列车质量，r为列车回转质量常数，v为列车运行速度，由v＝w·R可得：

即得：

式中，T_e为折算到轮周处的电机牵引转矩，T₁为折算到轮周处的列车阻力转矩。由w＝2π·n得：

$\mathrm{dn}=\frac{2\mathrm{\π}(T_e-T_l)}{{\mathrm{mR}}^2(1+\mathrm{\γ})}\·\mathrm{dt}$

将上式离散化：

$\mathrm{\Δn}=n_1-n_0=\frac{2\mathrm{\π}(T_e-T_l)}{m{R}^2(1+\mathrm{\γ})}\·\mathrm{\Δt}$

$n_1=n_0+\frac{2\mathrm{\π}(T_e-T_l)}{m{R}^2(1+\mathrm{\γ})}\·\mathrm{\Δt}$

式中，n₀为列车当前时刻电机的转速，n₁为在当前的线路阻力及列车牵引力施加下的下一设定时刻的期望速度，该速度即为综合控制子系统传送给线路阻力模拟子系统的给定速度。

采用本实施方式的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统，试验操作人员只需像在列车上操作一样操作列车牵引系统使其运行于牵引加速或制动减速，则综合控制子系统就会根据试验操作人员的指令及当前相应的线路条件自动计算出线路阻力模拟子系统应该提供的相应转速和转矩，从而使被试牵引系统运行于与实际线路工况相同的状态下。

本实施方式中，电源子系统包括以下三个模块：网压中断模拟模块301、网压波动模拟模块302和网压突变模块303。其中，网压中断模拟模块301用以模拟实际线路运行时由于受电弓和电网的接触故障造成的被试列车牵引系统被动的瞬时失电以及当列车过分相区时主动的短时失电；网压波动模拟模块302用以模拟实际线路运行时线路电压在一定范围波动时的工况；网压突变模块303用以模拟实际线路运行时线路电压在短时间能突然发生变化时的工况；整个电源子系统如何动作、何时动作均由综合控制子系统10控制。

本实施方式中，网压中断模拟模块301由两个并联的断路器(例如大功率断路器)组成，该模块串联在供电网和受电负载设备(本文中受电负载设备指的是被试列车牵引系统和线路阻力模拟子系统)之间，受综合控制子系统10中的系统协调控制模块控制101的控制。正常工作时一个断路器闭合(如S1)另一个断开(如S2)，当在进行网压中断试验时，系统协调控制模块101在时刻t₁发出控制指令使断路器S1断开，并同时开始计时，此时受电负载设备失电，在经过预先设定的时间Δt后，即在时刻t₂，发出控制指令使断路器S2闭合，受电负载设备重新得电。通过控制信号控制试验开始时间t₁和中断持续时间Δt，即可实现网压瞬时中断模拟(通常持续几百毫秒)和列车过分相模拟试验(通常持续十几秒)。本发明中，时间Δt的长度可编程设定，最小可到毫秒级。其控制逻辑图详见图6。

相对于现有技术中采用一个断路器进行分/合控制实现网压瞬时中断，本实施方式的网压中断模拟模块能够更精确地控制网压中断时间。这是因为实际应用中大功率的断路器单独的开通或关断的时间很短，一般可控制在毫秒级，但由于断路器从开通到关断后，并不能很快地再从关断到开通，通常需要一个恢复过程，而这恢复过程一般需要几十甚至上百毫秒且不可控，如果将该恢复过程的时间包含在中断持续时间Δt中，将致使网压瞬时中断模拟误差增大，而使用两个断路器进行控制时，在中断持续时间Δt可忽略该时间，从而更精确地控制网压中断时间。

本实施方式中，网压波动模拟模块302由一可有级调压的调压器构成，调压器原边输入供电网电压，次边输出10档可调的电压，从而为后续受电负载设备提供-40％～+18％范围宽度的电压变化。本实施方式中的网压波动模拟模块302以此实现网压波动的模拟。

网压突变模块303由可有级调节阻值的电阻和与之并联的断路器组成，其结构见图7。在试验系统中，该模块与被试牵引系统的变压器原边串联，则有U₁＝U_in-U_r，其中U₁为变压器原边电压；U_in为网压突变模块输入电压；U_r为电阻电压。通过系统协调控制模块的控制信号对断路器S3的控制，可以实现变压器原边电压(即模拟网压)的正向突变和负向突变：电压正突变是通过闭合断路器S3，将原本串接在主电路回路中的电阻瞬间短路，让由电阻分担的部分电压全部加在网压上，实现网压至少+10％的瞬间突变；电压负突变则是通过将原边闭合的断路器S3断开，将电阻瞬间投入到主电路回路中，新串入的电阻分担部分电压，从而实现网压至少-10％的瞬间突变。

本发明中，通过在综合控制子系统预先设定可自动完成上述三个模块的一系列模拟试验，从而可避免现有技术中需要将网压中断模拟模块、网压波动模拟模块和网压突变模块独立使用完成单相试验带来的使电网环境模拟试验费时费力并且繁琐的问题。

图8是本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的方法的流程示意图。如图8所示，该方法包括以下步骤：

S101、综合控制子系统获取列车当前时刻的运行速度。

S102、综合控制子系统计算出列车下一设定时刻的期望运行速度。

作为本发明的计算列车下一设定时刻的期望运行速度的一种实施方式，具体为：综合控制子系统首先根据获取的列车当前时刻的运行速度计算出列车以该时刻的运行速度运行时的空气阻力，以及根据以下之一或任意组合的因素计算出附加阻力：坡道因素、曲线因素和隧道因素，从而计算出列车在该时刻运行的总阻力；

然后综合控制子系统根据列车牵引力、列车质量、列车回转质量常数、所述列车在该时刻运行的总阻力以及所述列车当前时刻的运行速度计算出列车下一设定时刻的期望速度。

对计算列车下一设定时刻的期望运行速度的详细说明详见本发明的系统中相关部分的描述，在此不再赘述。

S103、综合控制子系统将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给线路阻力模拟子系统。

S104、线路阻力模拟子系统根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度计算出相应的负载阻力并输出给被试列车牵引系统。

为模拟出被试牵引系统的与实际线路运行工况相同的电网环境，本发明的方法还包括：综合控制子系统根据对司机司控器手柄指令、线路文件等信息的分析处理，向电源子系统发出相应的控制信号：

电源子系统接收所述综合控制子系统发送的控制信号并根据该控制信号向被试列车牵引系统输出与实际线路工况相同的电网环境。

例如，为模拟实际线路运行时由于受电弓和电网的接触故障造成的被试牵引系统被动的瞬时失电以及当列车过分相区时主动的短时失电，综合控制子系统向电源子系统的网压中断模拟模块发送网压瞬时中断模拟信号，则电源子系统的网压中断模拟模块接收综合控制子系统传送的网压瞬时中断模拟信号并根据该网压瞬时中断模拟信号使被试列车牵引系统得电或断电，以控制被试列车牵引系统的网压中断时间。

本发明实施例中，电源子系统接收所述综合控制子系统发送的控制信号并根据该控制信号向被试列车牵引系统输出与实际线路工况相同的电网环境，还包括：

电源子系统的网压波动模拟模块接收综合控制子系统发送的网压波动模拟信号并根据该网压波动模拟信号向被试列车牵引系统输出一定变化范围的电压；或电源子系统的网压突变模块接收综合控制子系统发送的网压突变模拟信号并根据该网压突变模拟信号实现网压的正向突变和负向突变。

本发明实施例中，网压中断模拟模块根据网压瞬时中断模拟信号控制被试列车牵引系统得电或断电的方式、网压波动模拟模块输出一定变化范围的电压的方式以及网压突变模块根据网压模拟信号实用网压的正向突变和负向突变的方式详见本发明的系统中的描述，在此不再赘述。本发明中，通过综合控制子系统的控制信号可自动完成上述三个模块的一系列模拟试验，从而可避免现有技术中需要将网压中断模拟模块、网压波动模拟模块和网压突变模块独立使用完成单相试验带来的使电网环境模拟试验费时费力并且琐的问题。

可选地，为保证被试列车牵引系统的正常运行的车上模拟环境，如环境温度、冷却系统温度、主断路器状态及其控制信号等，本发明的方法还包括所述综合控制子系统在获取列车当前时刻的运行速度之前，还包括：模拟列车正常运行情况下的列车环境并提供给被试列车牵引系统，以使得被试牵引系统能够正常运行。

通过本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统和方法，能够使得原本只有在装车运行后才能够进行的牵引系统联调试验，在相关静态设备的配合下在地面试验室内即可进行，大大提高了检测的灵活性，降低了检测成本。

另外，通过本发明的用于仿真列车牵引系统运行工况的系统以及方法可以模拟出列车牵引系统在实际线路运行时可能遇到的各种工况，并且通过对该系统的综合控制子系统编制不同的控制程序，系统可以根据不同的车型、不同的线路条件等模拟出各种类型的线路运行工况，提供了比传统试验装置更多、更丰富以及更真实的线路模拟环境，使列车牵引系统运行于与实际工作时相同的环境，从而可以更真实地测试出列车牵引系统的各项运行性能。

本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式中所公开的具体实施例，而是只要满足本发明权利要求中技术特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于仿真列车牵引系统运行工况的系统，包括线路阻力模拟子系统和综合控制子系统，其中：

所述综合控制子系统包括用于获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给所述线路阻力模拟子系统的系统协调控制模块；

所述线路阻力模拟子系统为用于根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度向被试列车牵引系统输出相应的负载阻力的线路阻力模拟子系统。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统协调控制模块计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，具体为：

根据获取的列车当前时刻的运行速度计算出列车以该时刻的运行速度运行时的空气阻力，以及根据以下之一或任意组合的因素计算出附加阻力：坡道因素、曲线因素和隧道因素，从而计算出列车在该时刻运行的总阻力；

根据列车牵引力、列车质量、列车回转质量常数、所述列车在该时刻运行的总阻力以及所述列车当前时刻的运行速度计算出列车下一设定时刻的期望速度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述坡道因素、曲线因素和隧道因素分别是列车自本次试验运行开始至该时刻运行的总里程的函数。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于接收所述综合控制子系统的控制信号并根据该控制信号向被试牵引系统输出与实际线路工况相同的电网环境的电源子系统。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电源子系统包括以下之一或任意组合：网压中断模拟模块、网压波动模拟模块、网压突变模块。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述网压中断模拟模块用于实现网压瞬时中断模拟和/或列车过分相模拟，其包括相并联的两个断路器，工作时一个断路器闭合另一个断路器断开。

7.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述综合控制子系统还包括用于模拟列车正常运行情况下的列车环境并提供给被试列车牵引系统的外围环境模拟模块。

8.一种用于仿真列车牵引系统运行工况的方法，该方法包括：

综合控制子系统获取列车当前时刻的运行速度以及计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，并将所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度传送给线路阻力模拟子系统；

所述线路阻力模拟子系统根据所述当前时刻的运行速度以及下一设定时刻的期望运行速度计算出相应的负载阻力并输出给被试列车牵引系统。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述综合控制子系统计算出列车下一设定时刻的期望运行速度，具体为：

根据获取的列车当前时刻的运行速度计算出列车以该时刻的运行速度运行时的空气阻力，以及根据以下之一或任意组合的因素计算出附加阻力：坡道因素、曲线因素和隧道因素，从而计算出列车在该时刻运行的总阻力；

根据列车牵引力、列车质量、列车回转质量常数、所述列车在该时刻运行的总阻力以及所述列车当前时刻的运行速度计算出列车下一设定时刻的期望速度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述坡道因素、曲线因素和隧道因素分别是列车自本次试验运行开始至该时刻运行的总里程的函数。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括电源子系统接收所述综合控制子系统发送的控制信号并根据该控制信号向被试列车牵引系统输出电网环境。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，电源子系统接收所述综合控制子系统发送的控制信号并根据该控制信号向被试列车牵引系统输出电网环境，包括：

所述电源子系统的网压中断模拟模块接收所述综合控制子系统发送的网压瞬时中断模拟信号并根据该网压瞬时中断模拟信号使被试列车牵引系统得电或断电；或

所述电源子系统的网压波动模拟模块接收所述综合控制子系统发送的网压波动模拟信号并根据该网压波动模拟信号向被试列车牵引系统输出一定变化范围的电压；或

所述电源子系统的网压突变模块接收所述综合控制子系统发送的网压突变模拟信号并根据该网压突变模拟信号实现网压的正向突变和负向突变。

13.根据权利要求8至12任一项所述的方法，其特征在于，所述综合控制子系统在获取列车当前时刻的运行速度之前，还包括：

模拟列车正常运行情况下的列车环境并提供给被试列车牵引系统。

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