CN103226903B - 一种电气化高速铁路动态仿真模型及其仿真方法 - Google Patents
一种电气化高速铁路动态仿真模型及其仿真方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103226903B CN103226903B CN201310101168.7A CN201310101168A CN103226903B CN 103226903 B CN103226903 B CN 103226903B CN 201310101168 A CN201310101168 A CN 201310101168A CN 103226903 B CN103226903 B CN 103226903B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- microprocessor
- direct
- direct current
- speed railway
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012549 training Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
一种电气化高速铁路动态仿真模型，其组成是：环形的轨道上的电力机车，电力机车上的受电弓与支柱上的接触网相连；AT牵引变压器和直供牵引变压器的输出通过程控开关与接触网相连；电力机车车箱内设有依次相连的脉冲整流器、直-直变换器、直流电机，脉冲整流器与受电弓相连；直流电机轴与车轮轴相连；脉冲整流器、直-直变换器、直流电机还均与车载微处理器相连；地面微处理器、车载微处理器分别通过地面无线通信器和车载无线通信器与计算机的无线通信器进行无线通信。该仿真模型能全面、直观的动态模拟与显示高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，用于培训高速铁路从业人员，其培训效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于培训、演示用的电气化高速铁路动态仿真模型及使用该模型对电气化高速铁路进行动态仿真的方法。
背景技术
铁路的发展保持迅猛的势头，电气化高速铁路比重的迅速扩大对从业人员，尤其是技术人员的要求也将越来越高。就现状而言，许多铁路工作人员和现场维护人员在施工和操作技术上存留老思想，对新型电气化铁路及供电系统的认识不足，需要对高速铁路从业人员进行培训。在培训时通过仿真模型的演示能更直观地表示高速铁路各模块的运行过程与状态，提高培训效果。但现有的仿真模型通常是各个模块的静态模型，如单个的机车静态模型，不能够动态地反映机车在轨道上运行的运动状态以及机车与接触网、变电系统的动态相互关系。还有一类仿真是在计算机上通过运行软件，计算显示出列车运行中的部分参数的相互关系如接触网的电压、电流与机车的载重、运行速度的关系，但这种仿真以数字或列表的方式显示，其对整个铁路运行状态的反映既不直观也不全面。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种电气化高速铁路动态仿真模型，该仿真模型能全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，从而直观地演示整个高速铁路的运行过程、状态和原理；用于培训高速铁路从业人员，其培训效果好。
本发明实现第一个发明目的所采用的技术方案是，一种电气化高速铁路动态仿真模型，其组成是：
环形的轨道上的电力机车，电力机车上的受电弓与接触网相连，接触网架设在支柱上；380V/55V的AT牵引变压器和380V/27.5V直供牵引变压器的输出通过程控开关与接触网相连；程控开关与地面微处理器相连；
电力机车车箱内设有依次相连的脉冲整流器、直-直变换器、直流电机，脉冲整流器的输入端与受电弓相连；直流电机轴上的齿轮与车轮轴上的齿轮啮合；脉冲整流器、直-直变换器、直流电机还均与车载微处理器相连；
地面微处理器、车载微处理器分别与地面无线通信器和车载无线通信器相连；地面无线通信器、车载无线通信器均与计算机的无线通信器进行无线通信。
本发明的第二个目的是提供一种上述的电气化高速铁路动态仿真模型对电气化高速铁路进行动态仿真的方法，该方法能全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，从而直观地演示整个高速铁路的运行过程、状态和原理。
本发明实现第二个发明目的所采用的技术方案是，一种使用权利要求1所述的电气化高速铁路动态仿真模型对电气化高速铁路进行动态仿真的方法，其操作步骤是：
计算机根据选定的AT供电或直接供电方式通过其无线通信器、地面无线通信器向地面微处理器下达开关选择指令，地面微处理器根据该指令控制程控开关使AT牵引变压器或者直供牵引变压器的输出与接触网连通，机车的受电弓从接触网上获取电能，并通过脉冲整流器、直-直变换器向直流电机供电，直流电机转动驱动车轮旋转；电力机车即在环形轨道上运行，从而模拟电力机车的运行状态；运行过程中计算机通过其无线通信器、车载无线通信器向车载微处理器下达速度调节指令，车载微处理器根据该速度调节指令控制直-直变换器的输出电压从而控制直流电机的转速，实现对电力机车运行速度的调节控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明仿真模型中的电机由实际的大电压的交流电机改为体积小的小电压直流电机，变压器也由实际的110kV/27.5kV改为380V/27.5V，从而电力机车、接触网、变压器等模块即是对真实的电力机车、接触网、牵引变电所实物等比例的缩小，又保证了其工作原理、过程与实际铁路系统的高度相似；能以缩小的实物形态，在室内全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系，从而直观地演示整个高速铁路的运行过程、状态和原理；用于培训高速铁路从业人员，其培训效果好。
二、本发明的仿真模型通过对程控开关的控制，既可以模拟与演示AT供电方式下高速铁路的运行过程和状态及相互关系，又可以模拟与演示直接供电方式下高速铁路的运行过程和状态及相互关系。
三、在以实物形态全面、直观的动态模拟高速铁路中机车、接触网及牵引变电所等模块的运行过程和状态及相互关系的同时，计算机还通过无线方式经车载微处理器采集电力机车的速度、脉冲整流器、直-直变换器、直流电机的电压、电流等参数；通过无线方式经地面微处理器采集接触网；AT牵引变压器/直供牵引变压器的电压、电流等参数，并对这些参数进行分析处理，将处理结果显示在计算机屏幕上；从而更方便培训人员感受与体验理论分析结果与铁路直观运行状态间的关系。
四、整个仿真过程由计算机、地面微处理器、车载微处理器通过无线通信方式实现自动控制，自动化程度高，操作简单、方便。
上述的脉冲整流器的输入端通过继电保护装置与受电弓相连；继电保护装置还与车载微处理器相连。
这样，当脉冲整流器出现过流、过压时，继电保护装置自动动作，脉冲整流器及后续的直-直变换器、直流电机自动断电，避免了相应器件的损坏，提高了整个模型的可靠性和使用寿命。
上述的AT牵引变压器和直供牵引变压器的输入端串接有继电保护装置，所述的继电保护装置还与地面微处理器相连。
这样，当AT牵引变压器或直供牵引变压器出现过流、过压时，继电保护装置自动动作，AT牵引变压器或直供牵引变压器及后续的所有用电器件自动断电，避免了器件的损坏，提高了整个模型的可靠性和使用寿命。
上述的直流电机上安装有速度传感器，速度传感器的输出端与车载微处理器相连。
这样，速度传感器测出直流电机转速(机车的运行速度)，由车载微处理器对机车的运行速度进行反馈控制，使演示机车的运行速度更精确。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例的仿真模型的立体结构示意图。
图2是本发明实施例的仿真模型的电路原理示意图。
具体实施方法
实施例
图1、图2示出，本发明的一种具体实施方式是，一种电气化高速铁路动态仿真模型，其组成是：一种电气化高速铁路动态仿真模型，其组成是：
环形的轨道100上的电力机车200，电力机车200上的受电弓209与接触网101相连，接触网101架设在支柱102上；380V/55V的AT牵引变压器103和380V/27.5V直供牵引变压器104的输出通过程控开关105与接触网101相连；程控开关105与地面微处理器106相连；
电力机车200车箱内设有依次相连的脉冲整流器201、直-直变换器202、直流电机203，脉冲整流器201的输入端与受电弓209相连；直流电机203轴上的齿轮与车轮轴上的齿轮啮合；脉冲整流器201、直-直变换器202、直流电机203还均与车载微处理器206相连；
地面微处理器106、车载微处理器206分别与地面无线通信器107和车载无线通信器207相连；地面无线通信器107、车载无线通信器207均与计算机109的无线通信器进行无线通信。
本例的脉冲整流器201的输入端通过车载继电保护装置208与受电弓209相连；车载继电保护装置208还与车载微处理器206相连。
本例的AT牵引变压器103和直供牵引变压器104的输入端串接有地面继电保护装置108，所述的地面继电保护装置108还与地面微处理器106相连。
本例的直流电机203上安装有速度传感器204，速度传感器204的输出端与车载微处理器206相连。
一种使用本例的电气化高速铁路动态仿真模型对电气化高速铁路进行动态仿真的方法，其操作步骤是：
计算机109根据选定的AT供电或直接供电方式通过其无线通信器、地面无线通信器107向地面微处理器106下达开关选择指令，地面微处理器106根据该指令控制程控开关使AT牵引变压器103或者直供牵引变压器104的输出与接触网101连通，电力机车200的受电弓209从接触网101上获取电能，并通过脉冲整流器201、直-直变换器202向直流电机203供电，直流电机203转动驱动车轮旋转；电力机车200即在环形的轨道100上运行，从而模拟电力机车200的运行状态；运行过程中计算机109通过其无线通信器、车载无线通信器207向车载微处理器206下达速度调节指令，车载微处理器206根据该速度调节指令控制直-直变换器202的输出电压从而控制直流电机203的转速，实现对电力机车203运行速度的调节控制。
Claims (5)
1.一种电气化高速铁路动态仿真模型，其组成是：
环形的轨道(100)上的电力机车(200)，电力机车(200)上的受电弓(209)的输入端与接触网(101)相连，接触网(101)架设在支柱(102)上；380V/55V的AT牵引变压器(103)和380V/27.5V直供牵引变压器(104)的输出通过程控开关(105)与接触网(101)相连；程控开关(105)与地面微处理器(106)相连；
电力机车(200)车箱内设有依次相连的脉冲整流器(201)、直-直变换器(202)、直流电机(203)，脉冲整流器(201)的输入端与受电弓(209)的输出端相连；直流电机(203)轴上的齿轮与车轮轴上的齿轮啮合；脉冲整流器(201)、直-直变换器(202)、直流电机(203)还均与车载微处理器(206)相连；
地面微处理器(106)、车载微处理器(206)分别与地面无线通信器(107)和车载无线通信器(207)相连；地面无线通信器(107)、车载无线通信器(207)均与计算机(109)的无线通信器进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的一种电气化高速铁路动态仿真模型，其特征在于：所述的脉冲整流器(201)的输入端通过车载继电保护装置(208)与受电弓(209)相连；车载继电保护装置(208)还与车载微处理器(206)相连。
3.根据权利要求1所述的一种电气化高速铁路动态仿真模型，其特征在于：所述的AT牵引变压器(103)和直供牵引变压器(104)的输入端串接有地面继电保护装置(108)，所述的地面继电保护装置(108)还与地面微处理器(106)相连。
4.根据权利要求1所述的一种电气化高速铁路动态仿真模型，其特征在于：所述的直流电机(203)上安装有速度传感器(204)，速度传感器(204)的输出端与车载微处理器(206)相连。
5.一种使用权利要求1所述的电气化高速铁路动态仿真模型对电气化高速铁路进行动态仿真的方法，其操作步骤是：
计算机(109)根据选定的AT供电或直接供电方式通过其无线通信器、地面无线通信器(107)向地面微处理器(106)下达开关选择指令，地面微处理器(106)根据该指令控制程控开关使AT牵引变压器(103)或者直供牵引变压器(104)的输出与接触网(101)连通，电力机车(200)的受电弓(209)从接触网(101)上获取电能，并通过脉冲整流器(201)、直-直变换器(202)向直流电机(203)供电，直流电机(203)转动驱动车轮旋转；电力机车(200)即在环形的轨道(100)上运行，从而模拟电力机车(200)的运行状态；运行过程中计算机(109)通过其无线通信器、车载无线通信器(207)向车载微处理器(206)下达速度调节指令，车载微处理器(206)根据该速度调节指令控制直-直变换器(202)的输出电压从而控制直流电机(203)的转速，实现对电力机车(200)运行速度的调节控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310101168.7A CN103226903B (zh) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | 一种电气化高速铁路动态仿真模型及其仿真方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310101168.7A CN103226903B (zh) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | 一种电气化高速铁路动态仿真模型及其仿真方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103226903A CN103226903A (zh) | 2013-07-31 |
| CN103226903B true CN103226903B (zh) | 2014-12-10 |
Family
ID=48837330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310101168.7A Expired - Fee Related CN103226903B (zh) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | 一种电气化高速铁路动态仿真模型及其仿真方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103226903B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103594016B (zh) * | 2013-06-09 | 2015-08-05 | 柳州铁道职业技术学院 | 一种铁路无砟轨道仿真教学平台 |
| CN105139714B (zh) * | 2015-10-10 | 2017-08-25 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种电气化铁路牵引变电所的可视化仿真培训系统及方法 |
| CN105547716A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-05-04 | 长春轨道客车股份有限公司 | 高速动车组受电弓静态模拟动态测试方法 |
| CN108273272A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-07-13 | 石家庄铁路职业技术学院 | 一种基于轨道交通沙盘模型的新型牵引供电系统 |
| WO2019200514A1 (zh) * | 2018-04-16 | 2019-10-24 | 北京千驷驭电气有限公司 | 城市轨道交通牵引供电动模仿真测试系统 |
| CN108279350B (zh) * | 2018-04-16 | 2020-03-17 | 北京千驷驭电气有限公司 | 城市轨道交通牵引供电动模仿真测试系统 |
| CN109545031A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-29 | 湖南铁路科技职业技术学院 | 一种基于铁路机车实物的运用与检修技能综合实训系统 |
| CN109599828A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-09 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 基于高速铁路牵引供电系统的故障分析系统及方法 |
| CN111442935B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-06-10 | 上海工程技术大学 | 一种模拟轮轨及弓网接触高频振动状态的环形实验装置 |
| CN113324772B (zh) * | 2020-12-17 | 2022-03-18 | 上海工程技术大学 | 一种弓网与轮轨动态接触磨耗机理模拟缩比试验系统 |
| CN114627712B (zh) * | 2022-03-26 | 2024-02-23 | 大连大铁通益科技有限公司 | 一种地铁受电弓模拟培训装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2466727Y (zh) * | 2001-02-27 | 2001-12-19 | 杨洪民 | 铁路机车运行监控示教台 |
| KR100400068B1 (en) * | 2003-02-21 | 2003-09-29 | Bong Taek Kim | Performance test equipment system of train driving device and test method thereof |
| CN101673479B (zh) * | 2009-01-12 | 2011-01-05 | 北京交通大学 | 高速铁路行车调度指挥与列车运行控制网络协同系统 |
| CN203134171U (zh) * | 2013-03-27 | 2013-08-14 | 西南交通大学 | 电气化高速铁路动态模型 |
-
2013
- 2013-03-27 CN CN201310101168.7A patent/CN103226903B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103226903A (zh) | 2013-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103226903B (zh) | 一种电气化高速铁路动态仿真模型及其仿真方法 | |
| CN203134171U (zh) | 电气化高速铁路动态模型 | |
| CN204423141U (zh) | 用于地铁车辆系统的牵引逆变控制器的专用测试装置 | |
| CN102121874B (zh) | 轨道交通车辆惯性和运行阻力模拟方法、装置及系统 | |
| CN206271287U (zh) | 一种风光互补发电系统 | |
| CN108279350B (zh) | 城市轨道交通牵引供电动模仿真测试系统 | |
| CN201412057Y (zh) | 便携式电动工具梯 | |
| CN104280623A (zh) | 一种城市轨道车辆受电弓综合性能试验系统 | |
| CN103885340A (zh) | 电力机车半实物仿真系统 | |
| CN206470982U (zh) | 一种铁路信号仿真教学系统 | |
| CN204374763U (zh) | 城轨电传动控制系统的测试系统 | |
| CN208452831U (zh) | 模拟城市轨道交通车辆的动模仿真装置和系统 | |
| CN102592489A (zh) | 高速动车组牵引电机调试操作技能实训系统及控制方法 | |
| CN103455031A (zh) | 列车牵引控制单元试验台 | |
| CN205450611U (zh) | 基于轨道车辆的牵引网络控制系统 | |
| CN104325983A (zh) | 一种用于四轮驱动轨道牵引车的电气控制系统 | |
| CN201130103Y (zh) | 一种机车定置试验台轮对速度同步控制装置 | |
| CN204283745U (zh) | 一种车道旁用风力发电装置 | |
| CN204283743U (zh) | 一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置 | |
| CN208298406U (zh) | 一种大学生思想政治教育多功能展示装置 | |
| CN208367107U (zh) | 城市轨道交通牵引供电动模仿真测试系统 | |
| CN206451394U (zh) | 二轴飞行模拟器装置 | |
| CN206505097U (zh) | 多通道机车速度模拟装置 | |
| CN204332139U (zh) | 列车司机培训操纵台系统 | |
| CN206224848U (zh) | 一种用于教学的安全交通模拟系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141210 |