[发明专利]高速列车制动系统仿真试验平台及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，更具体的说，涉及一种高速列车制动系统仿真平台及试验方法。

背景技术

制动系统作为高速列车(如高速动车组)的关键字系统，关乎乘客和铁路系统的生命及财产安全。高速列车运行速度普遍在200km/h以上，国产“和谐号”CRH380A高速动车组线路试验最高运行时速甚至达到了486.1公里。运动物体具有的动能与其速度的平方成正比，速度的上升意味着列车制动所需要吸收的制动能量急剧增加，同时也意味着对于列车制动系统的实际线路试验越来越危险。

另外，在实际的线路中进行试验，要按试验要求改变需要研究的制动试验参数，如闸瓦摩擦系数、列车运行阻力、轮轨粘着力等，非常困难，需要耗费大量人力、物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速列车制动系统仿真平台及试验方法，以提高实验安全性，降低试验成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种高速列车制动系统仿真平台，包括：实物部分和虚拟部分；其中，

实物部分包括：模拟司机室，与所述模拟司机室相连接的制动控制装置，与所述制动控制装置相连接的空气制动系统，轮轨粘着模拟系统，以及分别与所述空气制动系统和所述轮轨粘着模拟系统相连接的数据采集及转换接口；所述制动控制装置依据所述模拟司机室发送的制动指令、预先从虚拟部分获取的粘着系数以及车辆速度信息进行分析计算，得到与所述制动指令和车轮转速信息相对应的控制指令，依据所述控制指令对所述空气制动系统进行控制；

虚拟部分包括：车辆多刚体仿真系统，与所述车辆多刚体仿真系统相连接的基础制动仿真系统、动力制动仿真系统、附加制动仿真系统和虚拟现实终端；其中，

所述车辆多刚体仿真系统用于仿真列车在制动过程中的运动和动力学状态，至少包括：各种制动工况下的制动距离、制动减速度、列车纵向动力状态、轮对转速、轮轨关系；

所述基础制动仿真系统用于对制动盘进行仿真，至少包括：制动盘的制动力的施加过程，以及制动盘的温度、应力、应变，制动盘与闸瓦之间的摩擦系数；

所述动力制动仿真系统用于仿真动力制动过程，至少包括：动力制动系统制动过程中提供的制动力、防滑控制、列车运行阻力以及动力制动与其它制动方式的关系；

所述附加制动仿真系统用于仿真空气动力制动或涡流制动的制动作用过程，以及空气动力制动或涡流制动的制动效应；

所述虚拟现实终端用于显示所述高速列车制动系统仿真平台的运行过程及运行结果；

所述虚拟部分和所述实物部分通过所述数据采集及转换接口进行信息交互。

上述高速列车制动系统仿真平台，优选的，所述模拟司机室，所述制动控制装置，所述空气制动系统和所述轮轨粘着模拟系统采用1:1实物模拟。

上述高速列车制动系统仿真平台，优选的，所述轮轨粘着模拟系统采用单车轮形式模拟。

上述高速列车制动系统仿真平台，优选的，所述轮轨粘着模拟系统包括：

轨道轮及轨道轮驱动子系统，车轮及车轮驱动子系统，液压加载子系统和环境模拟子系统。

上述高速列车制动系统仿真平台，优选的，所述模拟司机室通过列车网络和/或列车硬线与所述制动控制装置相连接。

一种高速列车制动系统仿真试验方法，应用于如上所述的高速列车制动系统仿真平台，所述方法包括：

模拟司机室向制动控制装置发送制动指令；

车辆多刚体仿真系统通过所述数据采集及转换接口向所述制动控制装置发送车轮转速信息，所述车轮转速信息包括：轮对转速；

所述制动控制装置依据所述制动指令以及所述车轮转速信息进行分析计算，得到与所述制动指令和所述车轮转速信息相对应的控制指令，依据所述控制指令对空气制动系统进行控制；

实物部分输出的各项参数信息通过所述数据采集及转换接口输出到虚拟部分的各仿真系统中；各仿真系统对实物系统产生的各项参数信息进行分析、计算、仿真，将结果反馈给实物部分的各组成部分；

所述虚拟现实终端显示所述高速列车制动系统仿真平台的运行过程及运行结果。