CN113420256B - 一种车辆制动系统性能的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆制动系统性能的确定方法及装置，方法包括：获取车辆制动时的运行参数；根据车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；根据总制动距离确定车辆制动系统的性能。本发明能够在短周期内准确确定车辆的制动距离，进而确定车辆制动系统的性能，能够提高车辆制动系统性能确定的效率和精度。

Description

一种车辆制动系统性能的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆安全领域，特别是涉及一种车辆制动系统性能的确定方法及装置。

背景技术

随着铁路业的快速发展，铁路车辆的安全问题变得尤为突出。列车的制动系统在列车安全行驶中发挥了非常重要的作用，其中，列车的制动距离是评价列车制动系统性能好坏非常重要的一个指标。以往确定列车的制动距离，需要通过试验的方法进行多次测试。这种方法需要耗费较大的人力、物力和时间，并且如果仅仅改变列车的一两个参数，就需要重新进行试验，确定周期长、效率较低。生产单位为满足产品更新换代的需求，需要频繁更改列车或者制动系统的运行参数。为研究车辆制动性能，列车制动距离的确定不可避免，参数的改变会使研究者在制动距离确定时做大量的研究工作，耗费大量的人力、物力和时间成本，而现有的制动距离理论研究计算精度很低，导致车辆制动性能的研究与实际相差甚远。

因此，针对动力集中型列车及城轨车辆，亟需一种确定精度高、确定周期短的车辆制动系统性能的确定方法及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆制动系统性能的确定方法及装置，能够在短周期内准确确定车辆的制动距离，提高车辆制动系统性能确定的效率和精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车辆制动系统性能的确定方法，包括：

获取车辆制动时的运行参数；

根据所述车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；所述总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；

根据所述总制动距离确定车辆制动系统的性能。

可选的，所述运行参数包括：过渡过程初速度、过渡过程末速度、过渡时间、有效制动过程初速度、有效制动过程末速度、车辆总制动力。

可选的，所述根据所述运行参数，确定车辆的总制动距离，具体包括：

根据所述过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离；

根据所述过渡过程初速度、所述过渡过程末速度和所述过渡时间，利用公式

确定车辆的过渡制动距离；

根据所述有效制动过程初速度、所述有效制动过程末速度和所述车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离；

根据所述空走距离、所述过渡制动距离和所述有效制动距离，利用公式S＝S_k+S_g+S_e，确定车辆的总制动距离；

其中，S_k为空走距离，v₀为车辆过渡过程初速度，t_k为紧急制动状况下的空走时间，t_k＝3.5-0.08ω_j，ω_j为附加总阻力，S_g为过渡制动距离，v_g为车辆过渡过程末速度，t_g为过渡时间，S_e为有效制动距离，v₁和v₂分别为车辆有效制动过程的初速度和末速度，b为车辆单位制动力，ω₀为车辆运行基本阻力，S为总制动距离。

可选的，在所述根据所述过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离之前，还包括：

根据海拔差与运行里程的夹角，利用公式ω_i＝1000×tanθ，计算车辆的单位坡道附加阻力；

根据车辆转弯曲线半径，利用公式

计算车辆的曲线附加阻力；

在隧道内存在限制坡道时，根据隧道长度和列车在隧道内的运行速度，利用公式ω_s＝L_s×v_s ²×10^-7，计算车辆的隧道附加阻力；

在隧道内不存在限制坡道时，根据所述隧道长度，利用公式ω_s＝0.00013L_s，计算车辆的隧道附加阻力；

根据所述单位坡道附加阻力、所述曲线附加阻力和所述隧道附加阻力，利用公式ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s，计算车辆的附加总阻力；

其中，ω_i为车辆的单位坡道附加阻力，θ为海拔差与运行里程的夹角，ω_r为车辆的曲线附加阻力，A为常数，R为车辆转弯曲线半径，ω_s为车辆的隧道附加阻力，L_s为隧道长度，v_s为列车在隧道内的运行速度。

可选的，在所述根据所述有效制动过程初速度、所述有效制动过程末速度和所述车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离之前，还包括：

根据制动缸工作压力，利用公式

计算每一个闸片作用在车轮制动盘上的压力；

根据多个闸片作用在车轮制动盘上的压力，利用公式

计算车辆总制动力；

根据所述车辆总制动力，利用公式

计算车辆单位制动力；

其中，K为一个闸片作用在车轮制动盘上的压力，d_z为制动缸工作直径，p_z为制动缸工作压力，η_z为制动夹钳的制动倍率，γ_z为基础制动的传动效率，r_z为闸片作用半径，R_c为车轮作用半径，B为车辆总制动力，

为闸片与制动盘的摩擦系数；M1为动车质量，M2为拖车质量，g为动力加速度。

一种车辆制动系统性能的确定装置，包括：

运行参数获取模块，用于获取车辆制动时的运行参数；

总制动距离确定模块，用于根据所述车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；所述总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；

车辆制动系统的性能确定模块，用于根据所述总制动距离确定车辆制动系统的性能。

可选的，所述运行参数包括：过渡过程初速度、过渡过程末速度、过渡时间、有效制动过程初速度、有效制动过程末速度、车辆总制动力。

可选的，所述总制动距离确定模块，具体包括：

空走距离确定单元，用于根据所述过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离；

过渡制动距离确定单元，用于根据所述过渡过程初速度、所述过渡过程末速度和所述过渡时间，利用公式

确定车辆的过渡制动距离；

有效制动距离确定单元，用于根据所述有效制动过程初速度、所述有效制动过程末速度和所述车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离；

总制动距离确定单元，用于根据所述空走距离、所述过渡制动距离和所述有效制动距离，利用公式S＝S_k+S_g+S_e，确定车辆的总制动距离；

其中，S_k为空走距离，v₀为车辆过渡过程初速度，t_k为紧急制动状况下的空走时间，t_k＝3.5-0.08ω_j，ω_j为附加总阻力，S_g为过渡制动距离，v_g为车辆过渡过程末速度，t_g为过渡时间，S_e为有效制动距离，v₁和v₂分别为车辆有效制动过程的初速度和末速度，b为车辆单位制动力，ω₀为车辆运行基本阻力，S为总制动距离。

可选的，所述总制动距离确定模块，还包括：

单位坡道附加阻力确定单元，用于根据海拔差与运行里程的夹角，利用公式ω_i＝1000×tanθ，计算车辆的单位坡道附加阻力；

曲线附加阻力确定单元，用于根据车辆转弯曲线半径，利用公式

计算车辆的曲线附加阻力；

第一隧道附加阻力确定单元，用于在隧道内存在限制坡道时，根据隧道长度和列车在隧道内的运行速度，利用公式

计算车辆的隧道附加阻力；

第二隧道附加阻力确定单元，用于在隧道内不存在限制坡道时，根据所述隧道长度，利用公式ω_s＝0.00013L_s，计算车辆的隧道附加阻力；

附加总阻力确定单元，用于根据所述单位坡道附加阻力、所述曲线附加阻力和所述隧道附加阻力，利用公式ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s，计算车辆的附加总阻力；

其中，ω_i为车辆的单位坡道附加阻力，θ为海拔差与运行里程的夹角，ω_r为车辆的曲线附加阻力，A为常数，R为车辆转弯曲线半径，ω_s为车辆的隧道附加阻力，L_s为隧道长度，v_s为列车在隧道内的运行速度。

可选的，所述总制动距离确定模块，还包括：

压力确定单元，用于根据制动缸工作压力，利用公式

计算每一个闸片作用在车轮制动盘上的压力；

车辆总制动力确定单元，用于根据多个闸片作用在车轮制动盘上的压力，利用公式

计算车辆总制动力；

车辆单位制动力确定单元，用于根据所述车辆总制动力，利用公式

计算车辆单位制动力；

其中，K为一个闸片作用在车轮制动盘上的压力，d_z为制动缸工作直径，p_z为制动缸工作压力，η_z为制动夹钳的制动倍率，γ_z为基础制动的传动效率，r_z为闸片作用半径，R_c为车轮作用半径，B为车辆总制动力，

为闸片与制动盘的摩擦系数；M1为动车质量，M2为拖车质量，g为动力加速度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种车辆制动系统性能的确定方法及装置，方法包括：获取车辆制动时的运行参数；根据车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；根据总制动距离确定车辆制动系统的性能。本发明能够在短周期内准确确定车辆的制动距离，进而确定车辆制动系统的性能，能够提高车辆制动系统性能确定的效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中车辆制动系统性能的确定方法流程图；

图2为本发明实施例中总制动距离的计算方法流程图；

图3为本发明实施例中车辆制动系统性能的确定装置的使用方法流程图；

图4为本发明实施例中车辆制动系统性能的确定装置结构示意图。

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做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。

本发明的目的是提供一种车辆制动系统性能的确定方法及装置，能够在短周期内准确确定车辆的制动距离，提高车辆制动系统性能确定的效率和精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中车辆制动系统性能的确定方法流程图，如图1所示，本发明提供了一种车辆制动系统性能的确定方法，包括：

步骤101：获取车辆制动时的运行参数；运行参数包括：过渡过程初速度、过渡过程末速度、过渡时间、有效制动过程初速度、有效制动过程末速度、车辆总制动力。

步骤102：根据车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；

步骤103：根据总制动距离确定车辆制动系统的性能。

步骤102，具体包括：

根据过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离；

根据过渡过程初速度、过渡过程末速度和过渡时间，利用公式

确定车辆的过渡制动距离；

根据有效制动过程初速度、有效制动过程末速度和车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离；

根据空走距离、过渡制动距离和有效制动距离，利用公式S＝S_k+S_g+S_e，确定车辆的总制动距离；

其中，S_k为空走距离，v₀为车辆过渡过程初速度，t_k为紧急制动状况下的空走时间，t_k＝3.5-0.08ω_j，ω_j为附加总阻力，S_g为过渡制动距离，v_g为车辆过渡过程末速度，t_g为过渡时间，S_e为有效制动距离，v₁和v₂分别为车辆有效制动过程的初速度和末速度，b为车辆单位制动力，ω₀为车辆运行基本阻力，S为总制动距离。

具体的，本发明提供的车辆制动系统性能的确定方法，在根据过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离之前，还包括：

根据海拔差与运行里程的夹角，利用公式ω_i＝1000×tanθ，计算车辆的单位坡道附加阻力；

根据车辆转弯曲线半径，利用公式

计算车辆的曲线附加阻力；

在隧道内存在限制坡道时，根据隧道长度和列车在隧道内的运行速度，利用公式ω_s＝L_s×v_s ²×10^-7，计算车辆的隧道附加阻力；

在隧道内不存在限制坡道时，根据隧道长度，利用公式ω_s＝0.00013L_s，计算车辆的隧道附加阻力；

根据单位坡道附加阻力、曲线附加阻力和隧道附加阻力，利用公式ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s，计算车辆的附加总阻力；

其中，ω_i为车辆的单位坡道附加阻力，θ为海拔差与运行里程的夹角，ω_r为车辆的曲线附加阻力，A为常数，R为车辆转弯曲线半径，ω_s为车辆的隧道附加阻力，L_s为隧道长度，v_s为列车在隧道内的运行速度。

此外，在根据有效制动过程初速度、有效制动过程末速度和车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离之前，还包括：

根据制动缸工作压力，利用公式

计算每一个闸片作用在车轮制动盘上的压力；

根据多个闸片作用在车轮制动盘上的压力，利用公式

计算车辆总制动力；

根据车辆总制动力，利用公式

计算车辆单位制动力；

其中，K为一个闸片作用在车轮制动盘上的压力，d_z为制动缸工作直径，p_z为制动缸工作压力，η_z为制动夹钳的制动倍率，γ_z为基础制动的传动效率，r_z为闸片作用半径，R_c为车轮作用半径，B为车辆总制动力，

为闸片与制动盘的摩擦系数；M1为动车质量，M2为拖车质量，g为动力加速度。

图2为本发明实施例中总制动距离的计算方法流程图；如图2所示，本发明总制动距离的计算方法如下：

1、求解每一个作用在制动盘上的闸片压力

列车制动力方面，通过计算制动缸发出的制动力及相关的制动倍率，传动效率等因素，求得作用在制动盘上的闸片压力。

2、求解总制动力和列车单位制动力

由于高速动车组盘式制动分为轮盘式制动盘和轴盘式制动盘，在计算制动力的过程中分别计算不同制动盘相应的闸片压力。将所有闸片压力和相应的闸片摩擦系数相乘得出相应的制动力，求和得出列车总制动力。

将列车总制动力除以总重量得出相应单位制动力。

3、求解列车阻力

列车阻力方面，阻力分为列车运行基本阻力和列车单位附加阻力。

3.1、列车运行基本阻力

按产生原因，列车运行基本阻力可分为五个组成部分：由轴承摩擦引起的运行阻力、车轮滚动引起的运行阻力、轮轨间滑动的摩擦阻力、冲击和振动引起的阻力，以及空气阻力。由于影响因素多而复杂，加以条件多变，实际上很难准确得出适应于列车任何工作条件的基本阻力值，所以在计算时通常采用由大量实验综合得出的经验公式。这些公式都是以单位基本阻力为函数，以列车运行速度为自变量的一元二次方程，即

ω₀＝A+Bv+Cv²。

式中：ω₀为车辆运行基本阻力，A、B、C为随车型而异的常数，v为车辆的运行速度；

通过相应车型的经验公式得出相关的具有动力的车辆和无动力车辆的单位阻力公式得出列车单位基本阻力公式。在进行列车制动计算时，由于单位基本阻力比单位制动力小得多，所以单位基本阻力的误差对制动计算的影响较小。为简化计算，可以忽略动车和拖车的阻力不相等对列车阻力的影响，就以列车单位阻力值作为列车的基本阻力进行计算。

3.3、列车附加阻力

1)坡道附加阻力

坡道附加阻力通常指的是坡道终点对起点的坡道差与两点间水平距离的比值千分数。

ω_i＝1000×tanθ＝i

式中：i为坡道的坡度千分数；如果坡道千分数数值为负则表示该阻力起的是负作用，变成了与列车运行方向相同促使列车加速的“坡道下滑力”。

2)曲线附加阻力

曲线附加阻力产生的原因有：轮缘与外轨轨头内侧的摩擦，轴瓦与轴领的摩擦，轮轨间的横向与纵向滑动，车辆心盘和旁承因转向架转动而产生的摩擦等。因此，曲线阻力与曲线半径、列车运行速度、外轨超高、车辆轴距、轮箍磨耗程度、车辆重量等许多因素有关。通常也是按大量实验得出的经验公式来计算单位曲线阻力。

A为综合反映其他因素的常数，按分段积分法计算，A取为600。

3)隧道附加阻力

列车进入隧道时，对隧道内的空气产生的冲击阻力作用，使列车头部受到突然增大的正面压力。进入隧道后，列车驱动空气移动，增大了列车头部的正压与尾部负压的压力差，即增大阻碍列车运行的空气阻力。同时，由于动车车型结构的原因，隧道内的空气产生紊流，加剧了空气与列车表面、隧道表面的摩擦，也增大了阻碍列车运行的阻力。以上增量之和为隧道附加阻力。隧道附加阻力的计算公式如下：

隧道内有限制坡道时：ω_s＝L_s×v_s ²×10^-7。

隧道内无限制坡道时：ω_s＝0.00013L_s。

4)列车总附加阻力

ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s

4、总制动距离的计算

在以往的计算中，人们常常仅将车辆空走距离S_k和有效制动距离S_e相加，得到列车的总制动距离。但在列车的实际制动过程中，空走距离和有效制动距离之间还存在着一个过渡的阶段，即过渡制动距离S_g。尽管该距离仅占总制动距离的很小一部分，但是为了保证计算的准确性，本系统将引入过渡制动距离S_g进行计算。将列车制动总距离S拆分成空走距离S_k、过渡制动距离S_g和实际制动距离S_e。通过相关参数和公式分别进行计算，最后进行求和，得到列车制动总距离S。具体公式如下：

S＝S_k+S_g+S_e，

t_k＝3.5-0.08ω_j，

图3为本发明实施例中车辆制动系统性能的确定装置的使用方法流程图，如图3所示，动力集中型列车及城轨车辆制动距离计算系统提供了用户可视化操作界面，操作简单且方便，并支持用户对模型进行自定义或对系统进行二次开发。

进入系统界面，用户仅需要按照系统提示，进行线性操作即可，并无复杂的分支结构。用户在第一步中需要输入制动缸工作半径、制动缸工作压力、制动夹钳的制动倍率、基础制动的传动效率、轮盘闸片的作用半径、整列车轮盘数量、轴盘闸片的作用半径、整列车轴盘数量和车轮滚动圆作用半径，这些参数属于列车的制动基础参数。在第二步中系统为用户提供了闸瓦的材料选择(材料包括铸铁闸瓦、低摩合成闸瓦、机车高磨合成闸瓦、粉末冶金合成闸瓦、普通合成闸瓦、货车高磨合成闸瓦)，用户根据实际情况可进行选择。第三步时用户输入列车的相关参数，编组内机车数量、每辆机车的质量、编组内拖车数量、每辆拖车的质量、列车制动初速度。第四步时用户输入单位运行基本阻力的A、B、C三个常数，系统内已经储存了国内常用车型，如需自行输入可选择自定义输入。同时用户可以在第四步中根据列车运行条件，添加列车附加阻力相关参数，分别为坡段线路纵断面标高差、坡段长度、线路曲线半径、隧道长度、轴颈半径、轴承载荷、轴承摩擦系数、轮轨接触面积的横向换算长度、总的法向力等。其中“列车附加阻力”相关的计算为可选模块，若列车不具备相关线路条件，可直接跳过设置，同时系统为用户提供了相关列车运行线路场景可以选择，场景中已设置了“列车附加阻力”相关系数。以上四步输入的相关参数均已保存至每次计算的临时数据库中，同时在用户许可的情况下数据也可以永久储存至系统数据库中，方便日后的调用。

完成参数配置后，便可选择计算模式(高精度、通用计算和快速计算)，高精度可以得到精度较高的计算结果但需要花费较长的计算时间(计算迭代次数较多)，而快速计算可以快速得到计算结果但计算精度相对较低(计算迭代次数较少)，通用计算模式可以得到中等精度结果也能保证计算时间花费的不多。

计算完成后，用户可以在后处理模块查看计算结果，同时可以查看相关的分析结果(“速度-列车单位基本运行阻力曲线图”，“制动力占比图”，“速度区间制动距离直方图”)。同时系统能够根据用户需求，生成分析报告，相关信息为：高速列车耗风量分析报告中的项目名称、项目编号、项目负责人、项目组成员、委托单位、报告年份、报告月份、报告日期、传真号码、报告关键词、电话号码、报告类型、项目完成单位及通讯地址、摘要内容、前言和总结。同时用户可从“数据可视化模块”中选择需要的图片插入到分析报告中。用户只需进行简单输入，无需排版，便可得到“.docx”或“.PDF”格式的分析报告。

图4为本发明实施例中车辆制动系统性能的确定装置结构示意图，如图4所示，本发明提供了一种车辆制动系统性能的确定装置，包括：

运行参数获取模块401，用于获取车辆制动时的运行参数；

总制动距离确定模块402，用于根据车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；

车辆制动系统的性能确定模块403，用于根据总制动距离确定车辆制动系统的性能。

其中，运行参数包括：过渡过程初速度、过渡过程末速度、过渡时间、有效制动过程初速度、有效制动过程末速度、车辆总制动力。

总制动距离确定模块402，具体包括：

空走距离确定单元，用于根据过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离；

过渡制动距离确定单元，用于根据过渡过程初速度、过渡过程末速度和过渡时间，利用公式

确定车辆的过渡制动距离；

有效制动距离确定单元，用于根据有效制动过程初速度、有效制动过程末速度和车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离；

总制动距离确定单元，用于根据空走距离、过渡制动距离和有效制动距离，利用公式S＝S_k+S_g+S_e，确定车辆的总制动距离；

其中，S_k为空走距离，v₀为车辆过渡过程初速度，t_k为紧急制动状况下的空走时间，t_k＝3.5-0.08ω_j，ω_j为附加总阻力，S_g为过渡制动距离，v_g为车辆过渡过程末速度，t_g为过渡时间，S_e为有效制动距离，v₁和v₂分别为车辆有效制动过程的初速度和末速度，b为车辆单位制动力，ω₀为车辆运行基本阻力，S为总制动距离。

具体的，总制动距离确定模块402，还包括：

单位坡道附加阻力确定单元，用于根据海拔差与运行里程的夹角，利用公式ω_i＝1000×tanθ，计算车辆的单位坡道附加阻力；

曲线附加阻力确定单元，用于根据车辆转弯曲线半径，利用公式

计算车辆的曲线附加阻力；

第一隧道附加阻力确定单元，用于在隧道内存在限制坡道时，根据隧道长度和列车在隧道内的运行速度，利用公式ω_s＝L_s×v_s ²×10^-7，计算车辆的隧道附加阻力；

第二隧道附加阻力确定单元，用于在隧道内不存在限制坡道时，根据隧道长度，利用公式ω_s＝0.00013L_s，计算车辆的隧道附加阻力；

附加总阻力确定单元，用于根据单位坡道附加阻力、曲线附加阻力和隧道附加阻力，利用公式ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s，计算车辆的附加总阻力；

其中，ω_i为车辆的单位坡道附加阻力，θ为海拔差与运行里程的夹角，ω_r为车辆的曲线附加阻力，A为常数，R为车辆转弯曲线半径，ω_s为车辆的隧道附加阻力，L_s为隧道长度，v_s为列车在隧道内的运行速度。

此外，总制动距离确定模块402，还包括：

压力确定单元，用于根据制动缸工作压力，利用公式

计算每一个闸片作用在车轮制动盘上的压力；

车辆总制动力确定单元，用于根据多个闸片作用在车轮制动盘上的压力，利用公式

计算车辆总制动力；

车辆单位制动力确定单元，用于根据车辆总制动力，利用公式

计算车辆单位制动力；

其中，K为一个闸片作用在车轮制动盘上的压力，d_z为制动缸工作直径，p_z为制动缸工作压力，η_z为制动夹钳的制动倍率，γ_z为基础制动的传动效率，r_z为闸片作用半径，R_c为车轮作用半径，B为车辆总制动力，

为闸片与制动盘的摩擦系数；M1为动车质量，M2为拖车质量，g为动力加速度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种车辆制动系统性能的确定方法，其特征在于，所述方法，包括：

获取车辆制动时的运行参数；所述运行参数包括：过渡过程初速度、过渡过程末速度、过渡时间、有效制动过程初速度、有效制动过程末速度、车辆总制动力；

根据所述车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；所述总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；

根据所述总制动距离确定车辆制动系统的性能；

所述根据所述运行参数，确定车辆的总制动距离，具体包括：

根据所述过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离；

根据所述过渡过程初速度、所述过渡过程末速度和所述过渡时间，利用公式

确定车辆的过渡制动距离；

根据所述有效制动过程初速度、所述有效制动过程末速度和所述车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离；

根据所述空走距离、所述过渡制动距离和所述有效制动距离，利用公式S＝S_k+S_g+S_e，确定车辆的总制动距离；

其中，S_k为空走距离，v₀为车辆过渡过程初速度，t_k为紧急制动状况下的空走时间，t_k＝3.5-0.08ω_j，ω_j为附加总阻力，S_g为过渡制动距离，v_g为车辆过渡过程末速度，t_g为过渡时间，S_e为有效制动距离，v₁和v₂分别为车辆有效制动过程的初速度和末速度，b为车辆单位制动力，ω₀为车辆运行基本阻力，S为总制动距离。

2.根据权利要求1所述的车辆制动系统性能的确定方法，其特征在于，在所述根据所述过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离之前，还包括：

根据海拔差与运行里程的夹角，利用公式ω_i＝1000×tanθ，计算车辆的单位坡道附加阻力；

根据车辆转弯曲线半径，利用公式

计算车辆的曲线附加阻力；

在隧道内存在限制坡道时，根据隧道长度和列车在隧道内的运行速度，利用公式ω_s＝L_s×v_s ²×10^-7，计算车辆的隧道附加阻力；

在隧道内不存在限制坡道时，根据所述隧道长度，利用公式ω_s＝0.00013L_s，计算车辆的隧道附加阻力；

根据所述单位坡道附加阻力、所述曲线附加阻力和所述隧道附加阻力，利用公式ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s，计算车辆的附加总阻力；

其中，ω_i为车辆的单位坡道附加阻力，θ为海拔差与运行里程的夹角，ω_r为车辆的曲线附加阻力，A为常数，R为车辆转弯曲线半径，ω_s为车辆的隧道附加阻力，L_s为隧道长度，v_s为列车在隧道内的运行速度。

3.根据权利要求2所述的车辆制动系统性能的确定方法，其特征在于，在所述根据所述有效制动过程初速度、所述有效制动过程末速度和所述车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离之前，还包括：

根据制动缸工作压力，利用公式

计算每一个闸片作用在车轮制动盘上的压力；

根据多个闸片作用在车轮制动盘上的压力，利用公式

计算车辆总制动力；

根据所述车辆总制动力，利用公式

计算车辆单位制动力；

其中，K为一个闸片作用在车轮制动盘上的压力，d_z为制动缸工作直径，p_z为制动缸工作压力，η_z为制动夹钳的制动倍率，γ_z为基础制动的传动效率，r_z为闸片作用半径，R_c为车轮作用半径，B为车辆总制动力，

为闸片与制动盘的摩擦系数；M1为动车质量，M2为拖车质量，g为动力加速度。

4.一种车辆制动系统性能的确定装置，其特征在于，所述装置，包括：

运行参数获取模块，用于获取车辆制动时的运行参数；所述运行参数包括：过渡过程初速度、过渡过程末速度、过渡时间、有效制动过程初速度、有效制动过程末速度、车辆总制动力；

总制动距离确定模块，用于根据所述车辆制动时的运行参数，确定车辆的总制动距离；所述总制动距离包括：空走距离、过渡制动距离和有效制动距离；

车辆制动系统的性能确定模块，用于根据所述总制动距离确定车辆制动系统的性能；

所述总制动距离确定模块，具体包括：

空走距离确定单元，用于根据所述过渡过程初速度，利用公式

确定车辆的空走距离；

过渡制动距离确定单元，用于根据所述过渡过程初速度、所述过渡过程末速度和所述过渡时间，利用公式

确定车辆的过渡制动距离；

有效制动距离确定单元，用于根据所述有效制动过程初速度、所述有效制动过程末速度和所述车辆总制动力，利用公式

确定车辆的有效制动距离；

总制动距离确定单元，用于根据所述空走距离、所述过渡制动距离和所述有效制动距离，利用公式S＝S_k+S_g+S_e，确定车辆的总制动距离；

其中，S_k为空走距离，v₀为车辆过渡过程初速度，t_k为紧急制动状况下的空走时间，t_k＝3.5-0.08ω_j，ω_j为附加总阻力，S_g为过渡制动距离，v_g为车辆过渡过程末速度，t_g为过渡时间，S_e为有效制动距离，v₁和v₂分别为车辆有效制动过程的初速度和末速度，b为车辆单位制动力，ω₀为车辆运行基本阻力，S为总制动距离。

5.根据权利要求4所述的车辆制动系统性能的确定装置，其特征在于，所述总制动距离确定模块，还包括：

单位坡道附加阻力确定单元，用于根据海拔差与运行里程的夹角，利用公式ω_i＝1000×tanθ，计算车辆的单位坡道附加阻力；

曲线附加阻力确定单元，用于根据车辆转弯曲线半径，利用公式

计算车辆的曲线附加阻力；

第一隧道附加阻力确定单元，用于在隧道内存在限制坡道时，根据隧道长度和列车在隧道内的运行速度，利用公式ω_s＝L_s×v_s ²×10^-7，计算车辆的隧道附加阻力；

第二隧道附加阻力确定单元，用于在隧道内不存在限制坡道时，根据所述隧道长度，利用公式ω_s＝0.00013L_s，计算车辆的隧道附加阻力；

附加总阻力确定单元，用于根据所述单位坡道附加阻力、所述曲线附加阻力和所述隧道附加阻力，利用公式ω_j＝ω_i+ω_r+ω_s，计算车辆的附加总阻力；

其中，ω_i为车辆的单位坡道附加阻力，θ为海拔差与运行里程的夹角，ω_r为车辆的曲线附加阻力，A为常数，R为车辆转弯曲线半径，ω_s为车辆的隧道附加阻力，L_s为隧道长度，v_s为列车在隧道内的运行速度。

6.根据权利要求5所述的车辆制动系统性能的确定装置，其特征在于，所述总制动距离确定模块，还包括：

压力确定单元，用于根据制动缸工作压力，利用公式

计算每一个闸片作用在车轮制动盘上的压力；

车辆总制动力确定单元，用于根据多个闸片作用在车轮制动盘上的压力，利用公式

计算车辆总制动力；

车辆单位制动力确定单元，用于根据所述车辆总制动力，利用公式

计算车辆单位制动力；

其中，K为一个闸片作用在车轮制动盘上的压力，d_z为制动缸工作直径，p_z为制动缸工作压力，η_z为制动夹钳的制动倍率，γ_z为基础制动的传动效率，r_z为闸片作用半径，R_c为车轮作用半径，B为车辆总制动力，

为闸片与制动盘的摩擦系数；M1为动车质量，M2为拖车质量，g为动力加速度。

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