CN109034722B - 高速铁路接触网计算系统、方法及计算机设备 - Google Patents

高速铁路接触网计算系统、方法及计算机设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高速铁路接触网计算系统及方法。系统包括项目创建及配置模块和腕臂及吊弦计算模块；项目创建及配置模块用于创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；腕臂及吊弦计算模块用于根据管理权限获取相应工程项目的区段数据，根据区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦。本发明以工程项目为基本单元，整体上对接触网进行计算；且预先存储多种计算模型，在分区段计算接触网腕臂及吊弦时，通过调用匹配的计算模型实现快速、灵活及精准的腕臂吊弦计算。对接触网零部件的生产预配、安装有指导作用，可以有效提高计算精度，提高接触网生产预配的一次成功率。

Description

高速铁路接触网计算系统、方法及计算机设备
技术领域
本发明涉及高速铁路接触网领域，尤其涉及一种高速铁路接触网计算系统、方法及计算机设备。
背景技术
高速铁路弓网系统中接触网腕臂吊弦结构的精确度是保证高速铁路安全供电、可靠运行的必要因素之一。因而接触网腕臂吊弦的精确计算显得尤为重要。但现有技术中没有能整体上对接触网进行计算，尤其是对接触网腕臂和吊弦进行精准计算的技术方案。即使存在一些可以计算接触网腕臂及吊弦的方法，其存在缺乏整体设计、计算模型单一、模型扩展性差；数据资源分散，不便于管理；以及缺乏健全的数据管理机制等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高速铁路接触网计算系统、方法及计算机设备。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高速铁路接触网计算系统，包括项目创建及配置模块和腕臂及吊弦计算模块；
所述项目创建及配置模块，用于创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；其中，配置工程项目包括区段划分、业务人员管理以及零件的分配，从而生成区段数据；
所述腕臂及吊弦计算模块，用于根据管理权限获取相应工程项目的区段数据，根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种高速铁路接触网计算方法，包括如下步骤：
创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；其中，配置工程项目包括区段划分、业务人员管理以及零件的分配，从而生成区段数据；
根据管理权限获取相应工程项目的区段数据，根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦。
本发明解决上述技术问题的领域技术方案如下：一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方案所述的方法。
本发明的有益效果是：本发明以工程项目为基本单元，整体上对接触网进行计算；针对每个工程项目的区段划分信息、业务人员管理信息及零件分配信息进行统一的数据整合和管理；且本发明预先存储多种计算模型，在分区段计算接触网腕臂及吊弦时，通过调用匹配的计算模型实现快速、灵活及精准的腕臂吊弦计算。本发明对接触网零部件的生产预配、安装有指导作用，可以有效提高计算精度，减少因设计和计算失误而带来的经济损失，减少接触网零部件的二次生产成本，提高接触网生产预配的一次成功率。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的高速铁路接触网计算系统框图；
图2为本发明另一实施例提供的高速铁路接触网计算系统框图；
图3为本发明另一实施例提供的高速铁路接触网计算系统框图；
图4为本发明另一实施例提供的高速铁路接触网计算系统框图；
图5为本发明实施例提供的系统用户角色功能及角色继承关系示意图；
图6为本发明一实施例提供的高速铁路接触网计算方法流程性示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1给出了本发明实施例提供的一种高速铁路接触网计算系统框图。该系统包括：项目创建及配置模块和腕臂及吊弦计算模块。
项目创建及配置模块用于创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；其中，配置工程项目包括区段划分、业务人员管理以及零件的分配，从而生成区段数据；
腕臂及吊弦计算模块用于根据管理权限获取相应工程项目的区段数据，根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦。
上述实施例中，以工程项目为基本单元，整体上对接触网进行计算；针对每个工程项目的区段划分信息、业务人员管理信息及零件分配信息进行统一的数据整合和管理；且本发明预先存储多种计算模型，在分区段计算接触网腕臂及吊弦时，通过调用匹配的计算模型实现快速、灵活及精准的腕臂吊弦计算。本发明对接触网零部件的生产预配、安装有指导作用，可以有效提高计算精度，减少因设计和计算失误而带来的经济损失，减少接触网零部件的二次生产成本，提高接触网生产预配的一次成功率。
需要说明的是，该实施例中，高速铁路接触网计算系统可以在云计算平台实现，通过前端(客户端)统一的大数据采集整合，统一进行数据的分析处理，实现统一的后台管理及在线计算传输，从而建立一套健全的数据采集、更新、维护和使用机制；制定标准软件规范，搭建了统一的应用集成平台和可靠的信息安全保障体系。该系统主要解决接触网中腕臂与吊弦支持数据的实时计算，可通过B/S的方式对多用户多权限进行控制。
软件实现网络后台计算功能，建立后台计算服务器，用户可通过网络页面录入数据进行计算，输出计算结果和图形供用户使用，为用户保存录入输出数据和历史信息。数据输入可手动录入或exce l电子表格方式将计算所需数据导入系统，系统进行数据计算，获得计算结果，输出计算结果可以包括exce l数据、CAD图形和三维图形等。数据安全性是系统建设的关键内容，对于服务器设置及备份策略采用双服务器互相备份。
可选地，作为本发明一个实施例，如图2所示，该系统还包括数据库建立模块、腕臂计算模型配置模块和吊弦计算模型配置模块；
所述数据库建立模块，用于获取零件或材料的基本信息,以及零件或材料的CAD文件，并根据所述CAD文件生成CAD图纸，将所述基本信息与对应的CAD图纸关联存储在对应的数据库内；所述数据库包括零件库和材料库；
所述腕臂计算模型配置模块，用于根据零件库存储的零件确定工况种类，为不同工况配置相应的腕臂计算模型，存储不同工况对应的腕臂计算模型；
所述吊弦计算模型确定模块，用于根据每一跨两侧吊弦类型确定工况种类，为不同工况配置相应的吊弦计算模型，存储不同工况对应的吊弦计算模型。其中，吊弦类型可以包括简单链型、弹性链型和锚段关节。
腕臂计算模型配置模块根据零件库存储的零件确定工况种类。例如，可以首先根据接触网零件中的腕臂安装方式进行一级划分，腕臂安装方式可以包括低头和抬头；其次根据接触网零件中的定位装置的安装方式进行二级划分，定位装置安装方式可以包括正定位和反定位；根据接触网零件中的腕臂底座类型进行三级划分，腕臂底座类型可以包括单腕臂和多腕臂：根据接触网零件中的支柱类型进行四级划分，支柱类型可以包括H型钢柱和圆形钢柱；根据接触网零件中的定位支撑类型进行五级划分，定位支撑类型可以包括支撑和吊弦：根据接触网零件中的腕臂连接方式进行六级划分，腕臂连接方式可以包括斜腕连接和平腕连接；根据接触网零件中的定位器类型进行七级划分，定位器类型可以包括矩形定位器和特型定位器，获得划分结果，每种划分结果配置对应的腕臂计算模型。
上述实施例中，通过建立图元零件库，集成核心运算程序、CAD自动制图程序，实现数据文件的线导入，自动生成CAD文件,解决接触网腕臂与吊弦支持数据的实时计算，减轻设计人员工作量；针对复杂多变的腕臂及吊弦计算工况，从零件类型出发对腕臂进行多层级的分类计算，从不同吊弦类型出发划分不同工况种类，针对每种工况均配置不同的计算模型，有效提高了接触网腕臂吊弦的计算精度，同时软件框架内做好了充足的扩展性，可应对更新迅速的接触网零件，提供更多层级的分类需求。
该实施例主要针对高速铁路接触网腕臂及吊弦出现的各种工况进行精确计算，适用于全补偿简单链型和全补偿弹性链型吊弦悬挂方式，零部件+管材组装成三角的腕臂和整体式腕臂及刚性绝缘吊弦等。
可选地，腕臂及吊弦计算模块具体用于：解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的腕臂计算模型，根据输入的零件参数信息结合所述腕臂计算模型计算腕臂数据；或者，解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的吊弦计算模型，根据输入的区段地形数据和线路参数结合所述吊弦计算模型计算吊弦数据。其中，区段数据数据包括区段信息、业务人员信息以及零件信息，所述区段信息包括工况信息。
上述实施例中，在获取区段数据后，解析区段数据，根据解析结果调用对应的计算模型，快速准确的计算腕臂数据及吊弦数据，提高了接触网腕臂吊弦的计算精度。
可选地，作为本发明一实施例，如图3所示，该系统还包括模型更新模块，所述模型更新模块用于当零件库或材料库新增零件或材料数据时，根据所述新增零件或材料确定包含所述新增材料或零件的新工况，为所述新工况配置对应的腕臂计算模型，存储所述腕臂计算模型；以及为所述新工况配置对应的吊弦计算模型，存储所述吊弦计算模型。
上述实施例中，面对零件更新速度快、零件类型繁多的情况，只要有新的零部件投入使用，就代表着有新的计算工况出现，如果还沿用老的计算模型，必然导致计算误差过大，无法满足施工要求。该实施例中，当有新的零部件投入使用时，则配置包含新零件的不同工况下的腕臂计算模型及吊弦计算模型并存储，当需要计算包含该零件的腕臂或吊弦时，快速调取相应的计算模块即可实现腕臂或吊弦的计算，大大提高接触网腕臂吊弦的计算的灵活性及精度。
可选地，如图4所示，该系统还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括用户管理模块、权限管理模块、日志管理模块和备份还原模块；
所述用户管理模块，用于实现用户信息的建立及管理；
所述权限管理模块，用于设置用户使用系统的权限；
所述日志管理模块，用于记录系统日志信息；
所述备份还原模块，用于实现数据的备份还原。
具体地，用户管理模块包含下列功能：显示用户列表、查看用户信息、添加删除用户、修改用户信息、检索用户资料信息、修改设定各用户在各模块的权限以及查看所有在线用户的情况。
系统用户整体上分为四类角色：超级管理员、线材管理员、项目总工、段工程师，角色功能及角色继承关系如图5所示。
超级管理员拥有最高权限，可对系统基础数据如用户、权限、系统设置进行维护调整工作，并可对所有计算过程、计算结果进行查询；线材管理员进行零件库的管理、基础配置参数的维护管理；项目总工角色可进行项目的配置、区段的分配、零件的分配、段工程师用户的指定等，同时项目总工可增加自己的零件，同时这类零件对其它总工不可见；段工程师只对自己权限范围内的工程数据进行查看、并进行相应的腕臂与吊弦计算。
接触网涉及流程可以大体包括以下内容：
1.项目总工程师登录系统后，负责项目的创建与配置，项目配置包含区段分配、零件分配，同时对区段下对应工程师进行分配，实现工程、区段、及人员的权限控制；
2.项目发布后，段工程师登录系统后只能查看并操作属于本用户权限内的项目及区段数据，在此下面进行腕臂与吊弦计算；
3.项目总工程师或系统管理员可对全部项目数据及腕臂吊弦计算结果进行查询统计。
权限管理模块设置各操作员使用系统的权限，为了方便设置，可以将操作人员分组，将通用的权限赋予整个组，个别的权限单独赋予个人，这样可以大大减少权限管理的工作量。
日志管理模块用于记录下统用户的登陆信息，比如用户名、时间；以及腕臂计算与吊弦计算历史结算结果。
该系统还包括登录注销模块，提供基本的登录注销功能，实现基本的用户身份验证。登录方式可以为用户名和密码的形式。
上文结合图1至图5，详细描述了根据本发明实施例提供的高速铁路接触网计算系统。下面结合图6，详细描述本发明实施例提供的高速铁路接触网计算方法。该方法包括：
S1，创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；其中，配置工程项目包括区段划分、业务人员管理以及零件的分配，从而生成区段数据；
S2，根据管理权限获取相应工程项目的获取区段数据，根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦。
上述实施例中，以工程项目为基本单元，整体上对接触网进行计算；针对每个工程项目的区段划分信息、业务人员管理信息及零件分配信息进行统一的数据整合和管理；且本发明预先存储多种计算模型，在分区段计算接触网腕臂及吊弦时，通过调用匹配的计算模型实现快速、灵活及精准的腕臂吊弦计算。本发明对接触网零部件的生产预配、安装有指导作用，可以有效提高计算精度，减少因设计和计算失误而带来的经济损失，减少接触网零部件的二次生产成本，提高接触网生产预配的一次成功率。
可选地，该方法还包括预先建立零件材料数据库，确定多种腕臂计算模型和多种吊弦计算模型；
预先建立零件材料数据库包括：获取零件或材料的基本信息,以及零件或材料的CAD文件，并根据所述CAD文件生成CAD图纸，将所述基本信息与对应的CAD图纸关联存储在对应的数据库内，所述数据库包括零件库和材料库；
确定所述腕臂计算模型包括：根据零件库存储的零件确定工况种类，为不同工况配置相应的腕臂计算模型，存储不同工况对应的腕臂计算模型；
确定所述吊弦计算模型包括：根据每一跨两侧吊弦类型确定工况种类，为不同工况配置相应的吊弦计算模型，存储不同工况对应的吊弦计算模型。
可选地，根据所述区段数据计算接触网的腕臂及吊弦包括：
解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的腕臂计算模型，根据输入的零件参数信息结合所述腕臂计算模型计算腕臂数据；或者，解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的吊弦计算模型，根据输入的区段地形数据和线路参数结合所述吊弦计算模型计算吊弦数据。
可选地，该方法还包括当零件库或材料库新增零件或材料数据时，根据所述新增零件或材料确定包含所述新增材料或零件的新工况，为所述新工况配置对应的腕臂计算模型，存储所述腕臂计算模型；以及为所述新工况配置对应的吊弦计算模型，存储所述吊弦计算模型。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速铁路接触网计算系统，其特征在于，包括项目创建及配置模块和腕臂及吊弦计算模块；还包括数据库建立模块、腕臂计算模型配置模块和吊弦计算模型配置模块；
所述项目创建及配置模块，用于创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；其中，配置工程项目包括区段划分、业务人员管理以及零件的分配，从而生成区段数据；
所述数据库建立模块，用于获取零件或材料的基本信息,以及零件或材料的CAD文件，并根据所述CAD文件生成CAD图纸，将所述基本信息与对应的CAD图纸关联存储在对应的数据库内；所述数据库包括零件库和材料库；
所述腕臂计算模型配置模块，用于根据零件库存储的零件确定工况种类，为不同工况配置相应的腕臂计算模型，存储不同工况对应的腕臂计算模型；
所述吊弦计算模型配置模块，用于根据每一跨两侧吊弦类型确定工况种类，为不同工况配置相应的吊弦计算模型，存储不同工况对应的吊弦计算模型；
所述腕臂及吊弦计算模块，用于根据管理权限获取相应工程项目的区段数据，根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述腕臂及吊弦计算模块具体用于：
解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的腕臂计算模型，根据输入的零件参数信息结合所述腕臂计算模型计算腕臂数据；
或者，解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的吊弦计算模型，根据输入的区段地形数据和线路参数结合所述吊弦计算模型计算吊弦数据。
3.根据权利要求 1所述的系统，其特征在于，还包括模型更新模块，所述模型更新模块用于当零件库或材料库新增零件或材料数据时，根据所述新增零件或材料确定包含所述新增材料或零件的新工况，为所述新工况配置对应的腕臂计算模型，存储所述腕臂计算模型；以及为所述新工况配置对应的吊弦计算模型，存储所述吊弦计算模型。
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括用户管理模块、权限管理模块、日志管理模块和备份还原模块；
所述用户管理模块，用于实现用户信息的建立及管理；
所述权限管理模块，用于设置用户使用系统的权限；
所述日志管理模块，用于记录系统日志信息；
所述备份还原模块，用于实现数据的备份还原。
5.一种高速铁路接触网计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
创建并配置工程项目，发布配置完成的工程项目；其中，配置工程项目包括区段划分、业务人员管理以及零件的分配，从而生成区段数据；
根据管理权限获取相应工程项目的区段数据，根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦；
还包括预先建立零件材料数据库，配置腕臂计算模型和配置吊弦计算模型；
所述预先建立零件材料数据库包括：获取零件或材料的基本信息,以及零件或材料的CAD文件，并根据所述CAD文件生成CAD图纸，将所述基本信息与对应的CAD图纸关联存储在对应的数据库内，所述数据库包括零件库和材料库；
所述配置腕臂计算模型包括：根据零件库存储的零件确定工况种类，为不同工况配置相应的腕臂计算模型，存储不同工况对应的腕臂计算模型；
所述配置吊弦计算模型包括：根据每一跨两侧吊弦类型确定工况种类，为不同工况配置相应的吊弦计算模型，存储不同工况对应的吊弦计算模型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述区段数据调用预存的多种计算模型中匹配的计算模型计算接触网的腕臂及吊弦包括：
解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的腕臂计算模型，根据输入的零件参数信息结合所述腕臂计算模型计算腕臂数据；
或者，解析所述区段数据获取工况信息，根据所述工况信息调用匹配的吊弦计算模型，根据输入的区段地形数据和线路参数结合所述吊弦计算模型计算吊弦数据。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括当零件库或材料库新增零件或材料数据时，根据所述新增零件或材料确定包含所述新增材料或零件的新工况，为所述新工况配置对应的腕臂计算模型，存储所述腕臂计算模型；以及为所述新工况配置对应的吊弦计算模型，存储所述吊弦计算模型。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求5至7任一项所述的方法。
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