CN102393885A - 一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统及方法 - Google Patents

一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统及方法 Download PDF

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CN102393885A CN2011103138128A CN201110313812A CN102393885A CN 102393885 A CN102393885 A CN 102393885A CN 2011103138128 A CN2011103138128 A CN 2011103138128A CN 201110313812 A CN201110313812 A CN 201110313812A CN 102393885 A CN102393885 A CN 102393885A
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Abstract

本发明公开了一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统及方法，涉及铁路交通管理技术，旨在针对现有计算方法数据录入量大及计算流程复杂的缺陷，提出一种新的计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法，及包含该方法的算法系统。本发明中算法系统包括牵引曲线模块、线路曲线模块、运行时分计算模块。其中运行时分计算模块中计算列车运行的速度和时间的方法为：先预设一个线路分段的末速度，根据该末速度、已有的初始速度直接计算线路分段长度，根据计算得到的线路分段长度与实际差距调整末速度，直到根据末速度和初始速度计算得到的线路分段长度与实际相同，此时的末速度便为所求的值。本发明避免了复杂的运算，且计算精度较高。

Description

一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统及方法
技术领域
本发明涉及铁路交通管理技术，尤其是一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法。
背景技术
现有技术中，还没有专用于计算内燃机牵引列车运行速度和时间的软件，大部分列车的运行速度和时间计算均需要将线路数据按点直接在软件中输入，数据录入费时费力。计算方法采用距离倒推速度的方法计算。
现有技术存在的不足之处主要表现在数据录入量大及采取的距离倒退法计算流程复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统及方法。
本发明采用的技术方案是这样的：一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，包括：
牵引曲线模块，用于输入起动牵引力、起动速度、持续牵引力、持续速度、最高速度、内燃机车质量与列车质量；
线路曲线模块，用于输入线路分段长度、坡度与限速；
运行时分计算模块，用于计算内燃机车牵引列车运行完每段线路分段的末速度和运行完每段线路分段所用的时间。
优选地，所述运行时分计算模块中计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法包括以下步骤：
步骤201：读取一个线路分段长度                                                ；
步骤202：将内燃机车与列车看成一个整体，并求出两者在初始速度
Figure 619747DEST_PATH_IMAGE002
时受到的合外力；利用公式
Figure 474571DEST_PATH_IMAGE004
计算单位合力，其中为内燃机车质量，
Figure 129674DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量；
步骤203：判断内燃机车与列车在初始速度为
Figure 524884DEST_PATH_IMAGE002
，其单位合力
Figure 2011103138128100002DEST_PATH_IMAGE007
是否为正，若为正，为所述线路分段长度
Figure 716087DEST_PATH_IMAGE001
预设末速度
Figure 476232DEST_PATH_IMAGE008
，；若单位合力
Figure 680949DEST_PATH_IMAGE007
为负，为所述线路分段长度
Figure 316067DEST_PATH_IMAGE001
预设末速度
Figure 984946DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 915993DEST_PATH_IMAGE010
；之后判断是否大于所述最高速度与限速这两个参数中的较小的那个参数：若是，则将所述最高速度与限速这两个参数中的较小的那个参数作为，若
Figure 806086DEST_PATH_IMAGE008
均小于所述最高速度与限速，则不变；
步骤204：计算当内燃机车与列车在速度为
Figure 2011103138128100002DEST_PATH_IMAGE011
时受到的合外力及单位合力
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；
步骤205：判断
Figure 4876DEST_PATH_IMAGE014
是否成立：若成立，
Figure 648347DEST_PATH_IMAGE008
则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度，内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的时间
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，之后转到步骤207；若
Figure 232781DEST_PATH_IMAGE014
不成立，则计算，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，之后转到步骤206；
步骤206：判断
Figure 417348DEST_PATH_IMAGE018
是否成立，其中为设定值；若成立：当前的末速度
Figure 790692DEST_PATH_IMAGE008
与时间则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度和时间，之后转到步骤207；
若
Figure 949195DEST_PATH_IMAGE018
不成立，则进一步判断
Figure DEST_PATH_IMAGE021
是否成立，若成立，则将作为内燃机牵引列车行驶完所述线路分段长度的新的末速度，并重新执行步骤204~206；
Figure 828584DEST_PATH_IMAGE021
也不成立，则将所述末速度
Figure 186884DEST_PATH_IMAGE008
作为新的初始速度，将
Figure DEST_PATH_IMAGE023
作为新的线路分段长度
Figure 648269DEST_PATH_IMAGE001
，然后重新执行步骤202~206；
步骤207：再判断是否所有的线路分段均计算出运行速度与运行时间：若还有未计算的线路分段，则重新执行步骤201~206，直到计算出列车在每段线路分段终点的末速度与行驶完每段线路分段所需要的时间。
优选地，所述牵引曲线模块还输入内燃机车单位基本阻力计算参数
Figure 9718DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 171709DEST_PATH_IMAGE026
与列车单位基本阻力参数
Figure DEST_PATH_IMAGE027
、、
Figure DEST_PATH_IMAGE029
。
优选地，在所述步骤202中将内燃机车与列车看成一个整体时在初始速度
Figure 832071DEST_PATH_IMAGE002
时受到的合外力
Figure 182281DEST_PATH_IMAGE030
，式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为内燃机车与列车的速度为
Figure 147963DEST_PATH_IMAGE002
时内燃机车牵引力；
Figure 267229DEST_PATH_IMAGE032
为内燃机车与列车的速度为时内燃机车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
； 为内燃机车与列车的速度为
Figure 234419DEST_PATH_IMAGE002
时列车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为坡度；
Figure 912919DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量；为列车质量。
优选地，在所述步骤204中，内燃机车与列车看成一个整体时在速度
Figure 598295DEST_PATH_IMAGE011
时受到的合外力，式中，
Figure 734058DEST_PATH_IMAGE031
为内燃机车与列车的速度为
Figure 531113DEST_PATH_IMAGE011
时内燃机车牵引力；
Figure 576167DEST_PATH_IMAGE032
为内燃机车与列车的速度为
Figure 687343DEST_PATH_IMAGE011
时内燃机车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
Figure 635707DEST_PATH_IMAGE034
 为内燃机车与列车的速度为
Figure 541346DEST_PATH_IMAGE011
时列车的单位基本阻力，
Figure 76626DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 788230DEST_PATH_IMAGE037
为坡度；
Figure 591101DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量；为列车质量。
一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法，包括以下步骤：
步骤601：读取一个线路分段长度
Figure 188753DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤602：将内燃机车与列车看成一个整体，并求出两者在初始速度
Figure 438468DEST_PATH_IMAGE002
时受到的合外力
Figure 859960DEST_PATH_IMAGE003
；利用公式
Figure 107402DEST_PATH_IMAGE004
计算单位合力，其中
Figure 178126DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量，
Figure 169216DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量；
步骤603：判断内燃机车与列车在初始速度为
Figure 946679DEST_PATH_IMAGE002
，其单位合力
Figure 854768DEST_PATH_IMAGE007
是否为正，若为正，为所述线路分段长度
Figure 147209DEST_PATH_IMAGE001
预设末速度
Figure 941990DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 573960DEST_PATH_IMAGE009
；若单位合力
Figure 163204DEST_PATH_IMAGE007
为负，为所述线路分段长度
Figure 208520DEST_PATH_IMAGE001
预设末速度，；之后判断
Figure 614466DEST_PATH_IMAGE008
是否大于内燃机车最高速度与线路分段的限速这两个参数中的较小的那个参数：若是，则将所述最高速度与限速这两个参数中的较小的那个参数作为
Figure 819182DEST_PATH_IMAGE008
，若
Figure 955765DEST_PATH_IMAGE008
均小于所述最高速度与限速，则
Figure 798213DEST_PATH_IMAGE008
不变；
步骤604：计算当内燃机车与列车在速度为时受到的合外力
Figure 749168DEST_PATH_IMAGE012
及单位合力
Figure 423863DEST_PATH_IMAGE013
；
步骤605：判断
Figure 884932DEST_PATH_IMAGE014
是否成立：若成立，
Figure 314776DEST_PATH_IMAGE008
则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度，内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的时间
Figure 727040DEST_PATH_IMAGE015
，之后转到步骤607；若
Figure 205426DEST_PATH_IMAGE014
不成立，则计算
Figure 786580DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 121747DEST_PATH_IMAGE017
，之后转到步骤606；
步骤606：判断
Figure 788351DEST_PATH_IMAGE018
是否成立，其中为设定值；若成立：当前的末速度
Figure 804291DEST_PATH_IMAGE008
与时间
Figure 248042DEST_PATH_IMAGE020
则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度和时间，之后转到步骤607；
若
Figure 401943DEST_PATH_IMAGE018
不成立，则进一步判断
Figure 222131DEST_PATH_IMAGE021
是否成立，若成立，则将
Figure 574615DEST_PATH_IMAGE022
作为内燃机牵引列车行驶完所述线路分段长度
Figure 953382DEST_PATH_IMAGE001
的新的末速度
Figure 328999DEST_PATH_IMAGE008
，并重新执行步骤604~606；
Figure 687299DEST_PATH_IMAGE021
也不成立，则将所述末速度
Figure 159869DEST_PATH_IMAGE008
作为新的初始速度，将
Figure 309801DEST_PATH_IMAGE023
作为新的线路分段长度，然后重新执行步骤602~606；
步骤607：判断是否所有的线路分段均计算出运行速度与运行时间：若还有未计算的线路分段，则重新执行步骤601~606，直到计算出列车在每段线路分段终点的末速度与行驶完每段线路分段所需要的时间。
优选地，在所述步骤602中将内燃机车与列车看成一个整体时在初始速度
Figure 798868DEST_PATH_IMAGE002
时受到的合外力
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，式中，为内燃机车与列车的速度为
Figure 807330DEST_PATH_IMAGE002
时内燃机车牵引力；
Figure 569750DEST_PATH_IMAGE032
为内燃机车与列车的速度为
Figure 689016DEST_PATH_IMAGE002
时内燃机车的单位基本阻力，，、
Figure 485568DEST_PATH_IMAGE025
、为内燃机车单位基本阻力计算参数；
Figure 536360DEST_PATH_IMAGE034
为内燃机车与列车的速度为
Figure 923479DEST_PATH_IMAGE002
时列车的单位基本阻力，
Figure 965384DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 59242DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 292515DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 901351DEST_PATH_IMAGE029
为列车单位基本阻力参数；
Figure 12527DEST_PATH_IMAGE037
为坡度；
Figure 960891DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量；
Figure 866530DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量。
优选地，在所述步骤604中，内燃机车与列车看成一个整体时在速度时受到的合外力，式中，
Figure 916285DEST_PATH_IMAGE031
为内燃机车与列车的速度为
Figure 992825DEST_PATH_IMAGE011
时内燃机车牵引力；
Figure 513937DEST_PATH_IMAGE032
为内燃机车与列车的速度为
Figure 199871DEST_PATH_IMAGE011
时内燃机车的单位基本阻力，
Figure 185144DEST_PATH_IMAGE039
，
Figure 432586DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 440993DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 432083DEST_PATH_IMAGE026
为内燃机车单位基本阻力计算参数；
Figure 711011DEST_PATH_IMAGE034
 为内燃机车与列车的速度为
Figure 129354DEST_PATH_IMAGE011
时列车的单位基本阻力，
Figure 359478DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 154259DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 284764DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 874008DEST_PATH_IMAGE029
为列车单位基本阻力参数；
Figure 919324DEST_PATH_IMAGE037
为坡度；
Figure 252217DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量；
Figure 738693DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、实现历史计算数据保存、查询。
2、计算结果图形化显示。
3、易于移植，任何一台装有windows操作系统的计算机均可使用。
4、本发明的计算方法采用了与现有技术计算运行速度与时间相反的思路，具体是先预设一个线路分段的末速度，根据这个预设的速度、已有的初始速度直接计算线路分段，判断计算得到的线路分段长度与实际线路分段长度的差距是好大，再进一步根据所述差距调整该末速度，直到根据末速度和已有的初始速度计算得到的线路分段长度与实际的相同，此时的末速度便为所求的值。本算法避免了复杂的运算，原理及运算流程简单，且计算精度较高。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明中计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统的原理框图；
图2是本发明中计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法的流程图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1，本发明中的计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统包括牵引力曲线模块、线路曲线模块和运行时分计算模块。
本系统牵引曲线模块对内燃机车分为恒功区和非恒功区，牵引曲线模块用于起动牵引力、起动速度、持续牵引力（即为恒功率区起点的牵引力）、持续速度（即为恒功率区起点的速度）、最高速度（即为内燃机车最高行驶速度）和内燃机车质量、列车质量，并将这些数据自动保存到数据库中。
本系统线路曲线模块用于输入为路线分段长度（m）、坡度（‰）、限速（为内燃机车与列车在每个线路分段中运行的最高速度，单位为km/h），并将这些数据以制表符分隔的文本文件格式保存。线路曲线模块中线路数据录入采用从文件读入的方式。
本系统中列车及机车基本阻力公式可以从数据库直接读出，也可以对系统中的阻力公式进行新增或修改。
运行时分计算模块采用单质点列车模型，基于最快速牵引策略计算内燃机牵引列车行驶完所有线路分段的末速度与运行时间。采用单质点列车模型，将列车简化为单个无尺寸的质点，考虑到列车的受力变化时，将所有受力放到质点上进行计算，而不考虑列车内部内燃机车和列车之间的受力情况。最快速策略是要让列车以最短的时间运行完整个区段，尽可能的发挥内燃机车的牵引能力和制动能力，在这种情况下列车的运行能力发挥到最大。
系统计算结果可以实现图形和数据两种方式输出及保存。
运行时分计算模块中计算内燃机牵引列车的运行速度与运行时间具体步骤是：
步骤1：读取一个线路分段长度
Figure 265882DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤2：将内燃机车与列车看成一个整体，并求出两者在初始速度
Figure 345965DEST_PATH_IMAGE002
时受到的合外力
Figure 715504DEST_PATH_IMAGE003
；利用公式
Figure 322066DEST_PATH_IMAGE004
计算单位合力，其中
Figure 581009DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量，
Figure 7442DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量；
步骤3：判断内燃机车与列车在初始速度为
Figure 947716DEST_PATH_IMAGE002
，其单位合力
Figure 898531DEST_PATH_IMAGE007
是否为正，若为正，为所述线路分段长度
Figure 479DEST_PATH_IMAGE001
预设末速度
Figure 242105DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 720490DEST_PATH_IMAGE009
；若单位合力
Figure 36065DEST_PATH_IMAGE007
为负，为所述线路分段长度
Figure 73029DEST_PATH_IMAGE001
预设末速度
Figure 536372DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 818448DEST_PATH_IMAGE010
。之后将牵引曲线模块输入的最高速度与线路曲线模块输入的当前线路分段中的限速比较，找出二者中较小的参数，再将末速度与所述较小的参数比较：若末速度
Figure 697860DEST_PATH_IMAGE008
大于所述较小的参数，则将该较小的参数作为
Figure 914077DEST_PATH_IMAGE008
，若
Figure 173414DEST_PATH_IMAGE008
均小于所述最高速度与限速，则
Figure 463581DEST_PATH_IMAGE008
不变；这样做的目的是，避免预设的末速度
Figure 140550DEST_PATH_IMAGE008
过大，以至于超出最高速度与限速。
步骤4：计算当内燃机车与列车在速度为时受到的合外力
Figure 638582DEST_PATH_IMAGE012
及单位合力
Figure 783256DEST_PATH_IMAGE013
；
步骤5：判断
Figure 834388DEST_PATH_IMAGE014
是否成立：若成立，
Figure 759619DEST_PATH_IMAGE008
则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度，内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的时间
Figure 921610DEST_PATH_IMAGE015
，之后判断是否所有线路分段的末速度及时间均计算完成，若还有未完成计算的线路分段则重新执行步骤1~6，直到计算出列车在每段线路分段终点的末速度与行驶完每段线路分段所需要的时间；若
Figure 687834DEST_PATH_IMAGE014
不成立，则计算
Figure 972185DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 56815DEST_PATH_IMAGE017
，则继续执行步骤6。需要说明的是：在本步骤中
Figure 22497DEST_PATH_IMAGE014
成立的情况只会是在利用公式
Figure DEST_PATH_IMAGE043
调整末速度
Figure 141763DEST_PATH_IMAGE008
，将其作为新的末速度
Figure 33234DEST_PATH_IMAGE008
时出现，即
Figure 870740DEST_PATH_IMAGE044
，进一步得到
Figure 374533DEST_PATH_IMAGE014
，那么不难得知，当
Figure 348305DEST_PATH_IMAGE014
时，内燃机车与列车以匀速行驶当前线路分段，那么行驶完当前线路分段的末速度就应当为
Figure 974459DEST_PATH_IMAGE008
，行驶所用的时间为线路分段长度除以速度即，
Figure 535147DEST_PATH_IMAGE015
。
步骤6：判断是否成立，其中
Figure 936489DEST_PATH_IMAGE019
为设定值；若成立：当前的末速度
Figure 671227DEST_PATH_IMAGE008
与时间则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度和时间，之后再判断是否所有的线路分段均计算出运行速度与运行时间：若还有未计算的线路分段，则重新执行步骤1~6，直到计算出列车在每段线路分段终点的末速度与行驶完每段线路分段所需要的时间；
若
Figure 561877DEST_PATH_IMAGE018
不成立，则进一步判断
Figure 510242DEST_PATH_IMAGE021
是否成立，若成立，则将
Figure 478198DEST_PATH_IMAGE022
作为内燃机牵引列车行驶完所述线路分段长度
Figure 512013DEST_PATH_IMAGE001
的新的末速度
Figure 486984DEST_PATH_IMAGE008
，并重新执行步骤4~6；
Figure 555434DEST_PATH_IMAGE021
也不成立，则将所述末速度
Figure 694291DEST_PATH_IMAGE008
作为新的初始速度
Figure 949823DEST_PATH_IMAGE002
，将
Figure 402801DEST_PATH_IMAGE023
作为新的线路分段长度
Figure 824293DEST_PATH_IMAGE001
，然后重新执行步骤2~6。
      作为一种优选的实施方式，上述步骤中将内燃机车与列车看成一个整体时在其行驶过程中任意个速度点
Figure 134051DEST_PATH_IMAGE046
受到的合外力的公式是：
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，
式中，
Figure 814563DEST_PATH_IMAGE031
为内燃机车与列车行驶速度为时内燃机车牵引力；
Figure 645432DEST_PATH_IMAGE032
为内燃机车与列车行驶速度为
Figure 565240DEST_PATH_IMAGE046
时内燃机车的单位基本阻力；
Figure 60944DEST_PATH_IMAGE034
 为内燃机车与列车行驶速度为
Figure 590145DEST_PATH_IMAGE046
时列车的单位基本阻力；为坡度；
Figure 139255DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量；
Figure 355211DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量。
其中内燃机车牵引力的计算如下：
根据内燃机车牵引特性，机车工作分为恒功率区和非恒功率区。
非恒功率区机车牵引力与速度呈线性关系，根据牵引力曲线模块输入的起动牵引力、起动速度、持续牵引力、持续速度，利用线性插值法计算出非恒功率区某个速度点的牵引力。
恒功率区牵引力计算采用恒功率区起点的牵引力（持续牵引力）和速度（持续速度）的乘积除以当前速度即为当前速度时的牵引力。
列车运行阻力计算如下：
列车的运行阻力包括基本阻力和附加阻力：基本阻力是构成内燃机车和列车的零部件之间的运动阻力、运行中的空气阻力，以及车轮与钢轨的摩擦和冲击等造成的，在列车运行中任何情况下都存在的阻力；附加阻力是由于线路或者桥梁、隧道等原因形成的阻力，包括坡道阻力、曲线附加阻力和隧道附加阻力。
其中单位基本阻力计算的方法是：
影响列车基本阻力的因素极为复杂，在实际运用中很难用理论公式在计算，往往都是按照通过大量试验综合总结出的经验公式来进行计算。所有，不同车型的机车、车辆其采用的阻力公式是不一样的。本方法中内燃机车与列车的基本阻力采用列车运行速度的一元二次方程形式表示：
Figure 502475DEST_PATH_IMAGE048
 ，式中，a、b、c为与内燃机车或列车车辆类型有关的经验常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为内燃机车或列车行驶速度，具体数值参见TB1407 《列车牵引计算规程》。
不难得知在本发明中，内燃机车的单位基本阻力，其中
Figure 906485DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 105385DEST_PATH_IMAGE025
、可在TB1407 《列车牵引计算规程》查到；列车的单位基本阻力
Figure DEST_PATH_IMAGE051
，其中、
Figure DEST_PATH_IMAGE053
、可在TB1407 《列车牵引计算规程》查到。所述
Figure 711499DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 172567DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 274516DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 516141DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 495992DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 811567DEST_PATH_IMAGE029
也由牵引曲线模块输入。
附加阻力的计算方法为：
内燃机车、列车的坡道附加阻力为二者运行于坡道上受到的重力沿轨道方向的分力，即
Figure DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 349995DEST_PATH_IMAGE037
为当前线路分段坡道的坡度千分率，
Figure 751021DEST_PATH_IMAGE005
为内燃机车质量，
Figure 531633DEST_PATH_IMAGE006
为列车质量。列车上坡时坡道附加阻力取正值，下坡时，则为负值。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，包括：
牵引曲线模块，用于输入起动牵引力、起动速度、持续牵引力、持续速度、最高速度、内燃机车质量与列车质量；
线路曲线模块，用于输入线路分段长度、坡度与限速；
运行时分计算模块，用于计算内燃机车牵引列车运行完每段线路分段的末速度和运行完每段线路分段所用的时间。
2.根据权利要求1所述的一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，所述运行时分计算模块中计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法包括以下步骤：
步骤201：读取一个线路分段长度                                               
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤202：将内燃机车与列车看成一个整体，并求出两者在初始速度
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE004
时受到的合外力
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE006
；利用公式计算单位合力，其中为内燃机车质量，
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE012
为列车质量；
步骤203：判断内燃机车与列车在初始速度为，其单位合力
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE014
是否为正，若为正，为所述线路分段长度
Figure 437980DEST_PATH_IMAGE002
预设末速度
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE018
；若单位合力
Figure 342351DEST_PATH_IMAGE014
为负，为所述线路分段长度预设末速度
Figure 614250DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE020
；之后判断
Figure 499029DEST_PATH_IMAGE016
是否大于所述最高速度与限速这两个参数中的较小的那个参数：若是，则将所述最高速度与限速这两个参数中的较小的那个参数作为
Figure 828379DEST_PATH_IMAGE016
，若
Figure 89596DEST_PATH_IMAGE016
均小于所述最高速度与限速，则
Figure 758475DEST_PATH_IMAGE016
不变；
步骤204：计算当内燃机车与列车在速度为时受到的合外力
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE024
及单位合力
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤205：判断
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE028
是否成立：若成立，则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度，内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的时间
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE030
，之后转到步骤207；若
Figure 820682DEST_PATH_IMAGE028
不成立，则计算
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE034
，之后转到步骤206；
步骤206：判断是否成立，其中
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE038
为设定值；若成立：当前的末速度
Figure 682328DEST_PATH_IMAGE016
与时间
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE040
则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度和时间，之后转到步骤207；
若不成立，则进一步判断
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE042
是否成立，若成立，则将
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE044
作为内燃机牵引列车行驶完所述线路分段长度
Figure 825438DEST_PATH_IMAGE002
的新的末速度
Figure 129380DEST_PATH_IMAGE016
，并重新执行步骤204~206；
Figure 466821DEST_PATH_IMAGE042
也不成立，则将所述末速度
Figure 110292DEST_PATH_IMAGE016
作为新的初始速度
Figure 507775DEST_PATH_IMAGE004
，将
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE046
作为新的线路分段长度
Figure 299013DEST_PATH_IMAGE002
，然后重新执行步骤202~206；
步骤207：再判断是否所有的线路分段均计算出运行速度与运行时间：若还有未计算的线路分段，则重新执行步骤201~206，直到计算出列车在每段线路分段终点的末速度与行驶完每段线路分段所需要的时间。
3.根据权利要求2所述的一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，所述牵引曲线模块还输入内燃机车单位基本阻力计算参数
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE050
、与列车单位基本阻力参数
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE056
、
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE058
。
4.根据权利要求3所述的一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，在所述步骤202中将内燃机车与列车看成一个整体时在初始速度
Figure 454244DEST_PATH_IMAGE004
时受到的合外力
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE060
，式中，
Figure 2011103138128100001DEST_PATH_IMAGE062
为内燃机车与列车的速度为
Figure 76855DEST_PATH_IMAGE004
时内燃机车牵引力；
Figure DEST_PATH_IMAGE064
为内燃机车与列车的速度为时内燃机车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；
Figure DEST_PATH_IMAGE068
 为内燃机车与列车的速度为
Figure 986091DEST_PATH_IMAGE004
时列车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE070
；
Figure DEST_PATH_IMAGE072
为坡度；
Figure 993230DEST_PATH_IMAGE010
为内燃机车质量；
Figure 345714DEST_PATH_IMAGE012
为列车质量。
5.根据权利要求2或3所述的一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，在所述步骤204中，内燃机车与列车看成一个整体时在速度
Figure 353509DEST_PATH_IMAGE022
时受到的合外力
Figure DEST_PATH_IMAGE074
，式中，
Figure 853761DEST_PATH_IMAGE062
为内燃机车与列车的速度为时内燃机车牵引力；
Figure 809264DEST_PATH_IMAGE064
为内燃机车与列车的速度为时内燃机车的单位基本阻力，；
Figure 972578DEST_PATH_IMAGE068
 为内燃机车与列车的速度为
Figure 259203DEST_PATH_IMAGE022
时列车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE078
；为坡度；
Figure 729684DEST_PATH_IMAGE010
为内燃机车质量；
Figure 142211DEST_PATH_IMAGE012
为列车质量。
6.一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤601：读取一个线路分段长度
Figure 235457DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤602：将内燃机车与列车看成一个整体，并求出两者在初始速度
Figure 417039DEST_PATH_IMAGE004
时受到的合外力
Figure 669029DEST_PATH_IMAGE006
；利用公式
Figure 631169DEST_PATH_IMAGE008
计算单位合力，其中
Figure 197279DEST_PATH_IMAGE010
为内燃机车质量，
Figure 561265DEST_PATH_IMAGE012
为列车质量；
步骤603：判断内燃机车与列车在初始速度为，其单位合力是否为正，若为正，为所述线路分段长度
Figure 803393DEST_PATH_IMAGE002
预设末速度，；若单位合力
Figure 224513DEST_PATH_IMAGE014
为负，为所述线路分段长度
Figure 398005DEST_PATH_IMAGE002
预设末速度
Figure 473933DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 504206DEST_PATH_IMAGE020
；之后判断
Figure 600338DEST_PATH_IMAGE016
是否大于内燃机车最高速度与线路分段的限速这两个参数中的较小的那个参数：若是，则将所述最高速度与限速这两个参数中的较小的那个参数作为，若均小于所述最高速度与限速，则
Figure 440621DEST_PATH_IMAGE016
不变；
步骤604：计算当内燃机车与列车在速度为
Figure 86366DEST_PATH_IMAGE022
时受到的合外力
Figure 336082DEST_PATH_IMAGE024
及单位合力
Figure 383672DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤605：判断
Figure 693431DEST_PATH_IMAGE028
是否成立：若成立，则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度，内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的时间，之后转到步骤607；若
Figure 781976DEST_PATH_IMAGE028
不成立，则计算，，之后转到步骤606；
步骤606：判断
Figure 528019DEST_PATH_IMAGE036
是否成立，其中
Figure 284622DEST_PATH_IMAGE038
为设定值；若成立：当前的末速度
Figure 936184DEST_PATH_IMAGE016
与时间
Figure 43817DEST_PATH_IMAGE040
则为内燃机车牵引列车行驶所述线路分段的末速度和时间，之后转到步骤607；
若
Figure 501343DEST_PATH_IMAGE036
不成立，则进一步判断
Figure 50136DEST_PATH_IMAGE042
是否成立，若成立，则将
Figure 200495DEST_PATH_IMAGE044
作为内燃机牵引列车行驶完所述线路分段长度
Figure 529845DEST_PATH_IMAGE002
的新的末速度
Figure 728745DEST_PATH_IMAGE016
，并重新执行步骤604~606；
Figure 194361DEST_PATH_IMAGE042
也不成立，则将所述末速度
Figure 453304DEST_PATH_IMAGE016
作为新的初始速度，将
Figure 72209DEST_PATH_IMAGE046
作为新的线路分段长度
Figure 595594DEST_PATH_IMAGE002
，然后重新执行步骤602~606；
步骤607：判断是否所有的线路分段均计算出运行速度与运行时间：若还有未计算的线路分段，则重新执行步骤601~606，直到计算出列车在每段线路分段终点的末速度与行驶完每段线路分段所需要的时间。
7.根据权利要求6所述的一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，在所述步骤602中将内燃机车与列车看成一个整体时在初始速度
Figure 87756DEST_PATH_IMAGE004
时受到的合外力
Figure DEST_PATH_IMAGE080
，式中，为内燃机车与列车的速度为
Figure 729138DEST_PATH_IMAGE004
时内燃机车牵引力；
Figure 372609DEST_PATH_IMAGE064
为内燃机车与列车的速度为
Figure 770093DEST_PATH_IMAGE004
时内燃机车的单位基本阻力，
Figure 561331DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 640146DEST_PATH_IMAGE048
、、
Figure 706508DEST_PATH_IMAGE052
为内燃机车单位基本阻力计算参数；
Figure 987972DEST_PATH_IMAGE068
为内燃机车与列车的速度为
Figure 932794DEST_PATH_IMAGE004
时列车的单位基本阻力，
Figure 285278DEST_PATH_IMAGE070
，
Figure 290143DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 728078DEST_PATH_IMAGE056
、
Figure 211012DEST_PATH_IMAGE058
为列车单位基本阻力参数；
Figure 745898DEST_PATH_IMAGE072
为坡度；
Figure 656085DEST_PATH_IMAGE010
为内燃机车质量；
Figure 581316DEST_PATH_IMAGE012
为列车质量。
8.根据权利要求6或7所述的一种计算内燃机车牵引列车运行速度和时间的系统，其特征在于，在所述步骤604中，内燃机车与列车看成一个整体时在速度
Figure 867941DEST_PATH_IMAGE022
时受到的合外力
Figure 195017DEST_PATH_IMAGE074
，式中，
Figure 541685DEST_PATH_IMAGE062
为内燃机车与列车的速度为
Figure 19458DEST_PATH_IMAGE022
时内燃机车牵引力；
Figure 781878DEST_PATH_IMAGE064
为内燃机车与列车的速度为
Figure 25777DEST_PATH_IMAGE022
时内燃机车的单位基本阻力，
Figure 543346DEST_PATH_IMAGE076
，、
Figure 71597DEST_PATH_IMAGE050
、为内燃机车单位基本阻力计算参数； 为内燃机车与列车的速度为
Figure 245592DEST_PATH_IMAGE022
时列车的单位基本阻力，
Figure DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 412131DEST_PATH_IMAGE054
、、
Figure 427678DEST_PATH_IMAGE058
为列车单位基本阻力参数；
Figure 113479DEST_PATH_IMAGE072
为坡度；
Figure 286971DEST_PATH_IMAGE010
为内燃机车质量；
Figure 359969DEST_PATH_IMAGE012
为列车质量。
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