CN111776023B - 一种市域铁路列车安全线设计方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents

一种市域铁路列车安全线设计方法、装置、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种市域铁路列车安全线设计方法，通过输入市域铁路列车的运行参数及轨道参数，所述运行参数包括：车轮闸瓦压力、摩擦系数、列车制动系统故障的制动失效比、列车满载质量、列车实时运行速度、列车回转质量系数；所述轨道参数包括：基本阻力参数、坡道坡度的千分数、线路曲线半径；根据所述运行参数，计算列车制动系统失效后的剩余单位制动力；根据所述剩余单位制动力及所述轨道参数，计算列车的制动距离；根据所述列车运行的距离，计算安全线长度；根据所述安全线长度，生成市域铁路列车安全线模型；从而提高安全线长度设计的精准度。

Description

一种市域铁路列车安全线设计方法、装置、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及市域铁路列车技术领域，特别是涉及一种市域铁路列车安全线设计方法、系统及计算机存储介质
背景技术
安全线是为防止列车或机车车辆制动系统失效无法在规定停车点前停车而冒进另一进路与其他列车或机车发生冲突的一种隔开设备。安全线的长度与列车或机车车辆制动失效情况下增加的制动距离有关，而制动距离的长短主要与列车的制动初速度以及损失的制动力有关。
目前，《市域快速轨道交通设计规范》(T/CCES 2-2017)中对安全线的长度设置要求“安全线的有效长度不应小于50米”。其存在问题是设计规范中并未详细描述如何设计安全线长度，导致：
安全线设置过短，列车冲入安全线后以较高速度撞击车挡，极易发生事故，造成严重后果；安全线设置过长，虽然列车冲入安全线后能平稳停车，但过长的安全线增加了不必要的安全裕量，增加了工程投资。
发明内容
本发明提供一种市域铁路列车安全线计算方法，以解决现有的轨道交通安全线的根据不同情况设置适应的安全线长度的问题。
本发明实施例提供的市域铁路列车安全线设计方法，包括：
输入市域铁路列车的运行参数及轨道参数，所述运行参数包括：车轮闸瓦压力、摩擦系数、列车制动系统故障的制动失效比、列车满载质量、列车实时运行速度、列车回转质量系数；所述轨道参数包括：基本阻力参数、坡道坡度的千分数、线路曲线半径；
根据所述运行参数，计算列车制动系统失效后的剩余单位制动力；
根据所述剩余单位制动力及所述轨道参数，计算列车的制动距离；
根据所述列车运行的距离，计算安全线长度；
根据所述安全线长度，生成市域铁路列车安全线模型。
进一步地，所述剩余单位制动力，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977210000021
其中，所述车轮闸瓦压力Kn、所述摩擦系数为
Figure BDA0002522977210000022
所述列车制动系统故障的制动失效比为N、所述列车满载质量为M；g为重力加速度。
进一步地，所述列车运行的距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977210000023
其中，所述列车实时运行速度为vi、所述列车回转质量系数为γ、所述基本阻力参数为a、b、c、所述坡道坡度的千分数为i、所述线路曲线半径为R、所述剩余单位制动力为f制；g为重力加速度。
进一步地，所述计算安全线长度，通过以下方法计算：
安全线长度＝制动距离-剩余距离；
所述剩余距离为市域铁路列车制动触发点至安全线入口距离。
进一步地，所述列车制动系统故障的制动失效比为损失的制动力与原有制动力的比值。
进一步地，所述的市域铁路列车安全线设计方法，还包括：
根据所述制动距离及列车速度，绘制市域铁路列车ATP曲线。
本发明一个实施例还提供一种市域铁路列车安全线设计装置，包括：
运行参数获取单元，用于获取市域铁路列车运行参数；所述运行参数包括：车轮闸瓦压力值、摩擦系数值、列车制动系统故障的制动失效比值、列车满载质量值、列车实时运行速度值、列车回转质量系数值；
轨道参数获取单元，用于获取轨道参数，所述轨道参数包括：基本阻力参数值、坡道坡度的千分数值、线路曲线半径值；
剩余单位制动力计算单元，用于根据预先设定的剩余单位制动力计算公式计算剩余单位制动力值；
安全线模型建立单元，用于根据所述安全线长度值生成安全线模型；
安全线长度计算单元，用于根据预先设定的安全线长度计算公式计算安全线长度值；
制动距离计算单元，用于根据预先设定的制动距离计算公式计算制动距离值。
进一步地，所述的市域铁路列车安全线设计装置，还包括：
市域铁路列车有效制动距离ATP曲线绘制单元，用于根据所述制动距离值及列车速度，绘制市域铁路列车ATP曲线。
本发明一个实施例还提供一种市域铁路列车安全线设计终端，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现所述的市域铁路列车安全线设计方法。
本发明一个实施例还提供一种存储介质，其特征在于，包括：所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述的市域铁路列车安全线设计方法。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
本发明公开的一种市域铁路列车安全线设计方法，通过获取市域铁路列车的运行参数及轨道参数，根据列车制动系统失效后的剩余单位制动力的计算方法、制动距离计算方法、安全线长度计算方法，得到市域铁路列车的剩余单位制动力、制动距离及安全线长度，根据所述安全线长度生成市域铁路列车安全线模型；从而提高安全线长度设计的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明某一实施例提供的市域铁路列车安全线设计方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的市域铁路列车安全线设计方法的流程示意图；
图3是本发明某一实施例提供的市域铁路列车出入段线接正线设置安全线情况示意图；
图4是本发明某一实施例提供的市域铁路列车岔线接轨正线设置安全线情况示意图；
图5是本发明某一实施例提供的市域铁路列车站后折返线设置安全线情况示意图；
图6是本发明某一实施例提供的市域铁路列车安全线长度计算模型示意图；
图7是本发明某一实施例提供的市域铁路列车安全线模型计算方法示意图；
图8是本发明某一实施例提供的一种市域铁路列车安全线设计装置的结构示意图；
图9是本发明又一实施例提供的一种市域铁路列车安全线设计装置的结构示意图；
图10是本发明某一实施例提供的一种市域铁路列车安全线设计终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
第一方面。
请参阅图1，本发明实施例提供一种市域铁路列车市域铁路列车安全线设计方法，包括：
S10、输入市域铁路列车的运行参数及轨道参数，所述运行参数包括：车轮闸瓦压力、摩擦系数、列车制动系统故障的制动失效比、列车满载质量、列车实时运行速度、列车回转质量系数；所述轨道参数包括：基本阻力参数、坡道坡度的千分数、线路曲线半径。
市域铁路列车安全线的三种基本设置类型：
(1)特殊用途线路，包括：联络线、出入线、停车线等，市域铁路列车在特殊用途线路进行站内接轨时，安全线应设置于接轨处，如图3所示；市域铁路列车由出入线向正线行驶，在进入出入线与正线接轨处之前，市域铁路列车应触发制动装置，在出入线与正线接轨处设置安全线，以保证市域铁路列车安全通过出入线与正线接轨处驶入正线。
(2)支线接轨正线，安全线应设置于接轨点道岔处的警冲标至站台端部距离小于50m时的位置，如图4所示；市域铁路列车由支线向正线行驶，在进入支线与正线接轨处之前，市域铁路列车应触发制动装置，在支线与正线接轨处设置安全线，以保证市域铁路列车安全通过支线与正线接轨处驶入正线。
(3)列车折返线与停车线末端均应设置安全线，如图5所示；市域铁路列车经过站后折返，从正线1行驶至正线2，以另一方向行驶至站台前，市域铁路列车应触发制动装置，在站台前设置安全线，以保证市域铁路列车以平稳的速度进入站台。
安全线纵坡设计为上坡道时可帮助消耗列车动能，此时应考虑坡度对安全线长度的影响。安全线有直线型或曲线型布置情况，曲线型布置时应考虑曲线半径对安全线长度的影响。
在具体的实施例中，所述车轮闸瓦压力单位为N(牛顿)、所述摩擦系数为一常数、所述列车制动系统故障的制动失效比为一常数、所述列车满载质量的单位为kg(千克)、所述列车实时运行速度单位为m/s(米每秒)、所述列车回转质量系数为一常数；所述基本阻力参数为一常数、所述坡道坡度的千分数为一常数、所述线路曲线半径为一常数；所述列车制动系统故障的制动失效比为损失的制动力与原有制动力的比值。
S20、根据所述运行参数，计算列车制动系统失效后的剩余单位制动力。
在具体的实施例中，所述剩余单位制动力单位为N(牛顿)。
在一优选地实施例中，所述剩余单位制动力，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977210000061
其中，所述车轮闸瓦压力Kn、所述摩擦系数为
Figure BDA0002522977210000071
所述列车制动系统故障的制动失效比为N、所述列车满载质量为M；g为重力加速度。
S30、根据所述剩余单位制动力及所述轨道参数，计算列车的制动距离。
在具体的实施例中，所述制动距离单位为m(米)。
在一优选地实施例中，所述列车运行的距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977210000072
其中，所述列车实时运行速度为vi、所述列车回转质量系数为γ、所述基本阻力参数为a、b、c、所述坡道坡度的千分数为i、所述线路曲线半径为R、所述剩余单位制动力为f制；g为重力加速度。
S40、根据所述制动距离及列车速度，绘制市域铁路列车ATP曲线。
在一优选地实施例中，根据所述制动距离及列车速度，绘制市域铁路列车安全线长度计算模型示意图，如图6所示。
在另一优选地实施例中，根据所述制动距离及列车速度，绘制市域铁路列车安全线模型计算方法示意图，如图7所示。
S50、根据所述安全线长度，生成市域铁路列车安全线模型。
在具体的实施例中，所述市域铁路列车安全线模型是由所述安全线长度进行优化设计的，即选取安全线长度的最大值作为输入值生成市域铁路列车安全线模型。
通过获取市域铁路列车的运行参数及轨道参数，根据列车制动系统失效后的剩余单位制动力的计算方法、制动距离计算方法、安全线长度计算方法，得到市域铁路列车的剩余单位制动力、制动距离及安全线长度，根据所述安全线长度生成市域铁路列车安全线模型；从而提高安全线长度设计的精准度。
请参阅图2，本发明实施例提供另一种市域铁路列车市域铁路列车安全线设计方法，包括：
S60、根据所述列车运行的距离，计算安全线长度。
在具体的实施例中，所述安全线长度单位为m(米)。
在一优选地实施例中，所述计算安全线长度，通过以下方法计算：
安全线长度＝制动距离-剩余距离；
所述剩余距离为市域铁路列车制动触发点至安全线入口距离。
第二方面。
请参阅图8，本发明实施例提供一种市域铁路列车安全线设计装置，包括：运行参数获取单元10、轨道参数获取单元20、剩余单位制动力计算单元30、安全线模型建立单元40、安全线长度计算单元50、制动距离计算单元60。
在具体的实施例中，所述运行参数获取单元10，用于获取市域铁路列车运行参数；所述运行参数包括：车轮闸瓦压力值、摩擦系数值、列车制动系统故障的制动失效比值、列车满载质量值、列车实时运行速度值、列车回转质量系数值。
所述轨道参数获取单元20，用于获取轨道参数，所述轨道参数包括：基本阻力参数值、坡道坡度的千分数值、线路曲线半径值。
所述剩余单位制动力计算单元30，用于根据预先设定的剩余单位制动力计算公式计算剩余单位制动力值；在一优选地实施例中，所述剩余单位制动力，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977210000081
其中，所述车轮闸瓦压力Kn、所述摩擦系数为
Figure BDA0002522977210000082
所述列车制动系统故障的制动失效比为N、所述列车满载质量为M；g为重力加速度。
所述安全线模型建立单元40，用于根据所述安全线长度值生成安全线模型。
在具体的实施例中，所述市域铁路列车安全线模型是由所述安全线长度进行优化设计的，即选取安全线长度的最大值作为输入值生成市域铁路列车安全线模型。
通过运行参数获取单元及轨道参数获取单元获取市域铁路列车的运行参数及轨道参数，根据剩余单位制动力计算单元、制动距离计算单元、安全线长度计算单元、安全线模型建立单元计算列车制动系统失效后的剩余单位制动力、制动距离、安全线长度，根据所述安全线长度生成市域铁路列车安全线模型；从而提高安全线长度设计的精准度。
所述安全线长度计算单元50，用于根据预先设定的安全线长度计算公式计算安全线长度值；在一优选地实施例中，所述计算安全线长度，通过以下方法计算：安全线长度＝制动距离-剩余距离；所述剩余距离为市域铁路列车制动触发点至安全线入口距离。
所述制动距离计算单元60，用于根据预先设定的制动距离计算公式计算制动距离值；在一优选地实施例中，所述列车运行的距离，由以下公式确定：
Figure BDA0002522977210000091
其中，所述列车实时运行速度为vi、所述列车回转质量系数为γ、所述基本阻力参数为a、b、c、所述坡道坡度的千分数为i、所述线路曲线半径为R、所述剩余单位制动力为f制；g为重力加速度。
请参阅图9，本发明实施例提供另一种市域铁路列车安全线设计装置，包括：市域铁路列车有效制动距离ATP曲线绘制单元70。
其中，市域铁路列车有效制动距离ATP曲线绘制单元，用于根据所述制动距离值及列车速度，绘制市域铁路列车ATP曲线。
第三方面。
请参阅图10，本发明实施例提供一种市域铁路列车安全线设计终端，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现所述的市域铁路列车安全线设计方法。
第四方面。
本发明实施例提供一种存储介质，包括：所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行所述的市域铁路列车安全线设计方法。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

Claims (6)

1.一种市域铁路列车安全线设计方法，其特征在于，包括：
输入市域铁路列车的运行参数及轨道参数，所述运行参数包括：车轮闸瓦压力、摩擦系数、列车制动系统故障的制动失效比、列车满载质量、列车实时运行速度、列车回转质量系数；所述轨道参数包括：基本阻力参数、坡道坡度的千分数、线路曲线半径；
根据所述运行参数，计算列车制动系统失效后的剩余单位制动力；
根据所述剩余单位制动力及所述轨道参数，计算列车的制动距离；
根据所述列车的制动距离，计算安全线长度；
根据所述安全线长度，生成市域铁路列车安全线模型；
其中，所述列车的制动距离，由以下公式确定：
Figure FDA0003651619670000011
其中，所述列车实时运行速度为vi、所述列车回转质量系数为γ、所述基本阻力参数为a、b、c、所述坡道坡度的千分数为i、所述线路曲线半径为R、所述剩余单位制动力为f制；g为重力加速度；
其中，所述计算安全线长度，通过以下方法计算：
安全线长度＝制动距离-剩余距离；
所述剩余距离为市域铁路列车制动触发点至安全线入口距离；
其中，所述生成市域铁路列车安全线模型，还包括：
根据所述制动距离及列车速度，绘制市域铁路列ATP曲线。
2.如权利要求1所述的市域铁路列车安全线设计方法，其特征在于，所述剩余单位制动力，由以下公式确定：
Figure FDA0003651619670000012
其中，所述车轮闸瓦压力Kn、所述摩擦系数为
Figure FDA0003651619670000013
所述列车制动系统故障的制动失效比为N、所述列车满载质量为M；g为重力加速度。
3.如权利要求1所述的市域铁路列车安全线设计方法，其特征在于，所述列车制动系统故障的制动失效比为损失的制动力与原有制动力的比值。
4.一种市域铁路列车安全线设计装置，其特征在于，包括：
运行参数获取单元，用于获取市域铁路列车运行参数；所述运行参数包括：车轮闸瓦压力值、摩擦系数值、列车制动系统故障的制动失效比值、列车满载质量值、列车实时运行速度值、列车回转质量系数值；
轨道参数获取单元，用于获取轨道参数，所述轨道参数包括：基本阻力参数值、坡道坡度的千分数值、线路曲线半径值；
剩余单位制动力计算单元，用于根据预先设定的剩余单位制动力计算公式，计算剩余单位制动力值；
安全线模型建立单元，用于根据安全线长度值生成安全线模型；
安全线长度计算单元，用于根据预先设定的安全线长度计算公式，计算安全线长度值；
制动距离计算单元，用于根据预先设定的制动距离计算公式，计算制动距离值，具体为：
Figure FDA0003651619670000021
其中，所述列车实时运行速度为vi、所述列车回转质量系数为γ、所述基本阻力参数为a、b、c、所述坡道坡度的千分数为i、所述线路曲线半径为R、所述剩余单位制动力为f制；g为重力加速度；
其中，市域铁路列车有效制动距离ATP曲线绘制单元，用于根据所述制动距离值及列车速度，绘制市域铁路列车ATP曲线；
其中，所述计算安全线长度，通过以下方法计算：
安全线长度＝制动距离-剩余距离；
所述剩余距离为市域铁路列车制动触发点至安全线入口距离。
5.一种市域铁路列车安全线设计终端，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至3任一所述的市域铁路列车安全线设计方法。
6.一种存储介质，其特征在于，包括：所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至3任一所述的市域铁路列车安全线设计方法。
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