一种列车供风系统仿真模型的仿真方法以及装置与流程

本技术涉及轨道列车安全，尤其是涉及一种列车供风系统仿真模型的仿真方法以及装置。

背景技术：

1、随着社会的发展和科技的进步，为了保证轨道列车安全运行及乘客的舒适性，轨道车辆上均装备有制动系统、空气弹簧悬挂系统等以压缩空气为动力的设备并且装备的用风设备逐渐增加，城市轨道启停频繁，到站时乘客载重变化会导致空气弹簧充、放气，特别在高峰时刻大客流量时，导致耗风量较大，对这些用风设备的耗风量进行分析计算，是进行列车供风系统选型设计的基础。

2、然而，目前广泛运用的“估算法”，即先对用风设备的单次耗风量进行计算，再通过对列车运行过程中各设备工作次数的估计，完成对系统总体耗风量的统计。但是，由于用风设备由于工作时间不同，且呈动态变化，因此对供风系统的供风要求有所不同，进而对供风系统的耗风量和运行工况的精度的要求越来越高，传统的估算方法往往精度不够，无法达到要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种列车供风系统仿真模型的仿真方法以及装置，可以提高对实际列车供风系统的供风系统性能进行分析的准确性，以实现更为准确地对实际列车供风系统的选型。

2、本技术实施例提供了一种列车供风系统仿真模型的仿真方法，所述方法包括：

3、基于预设的列车实际运行线路，确定停站时车辆载重变化信息、车辆通过曲线线路时的空气弹簧偏载情况信息以及列车运行时各个用风设备的工作状态信息；

4、将所述停站时车辆载重变化信息、所述空气弹簧偏载情况信息以及各个用风设备的所述工作状态信息输入列车供风系统仿真模型，对所述列车供风系统仿真模型进行仿真，输出所述列车供风系统仿真模型的供风系统性能参数；所述供风系统性能参数包括列车初充风和线路运行工况下供风系统的充风时间、各风缸和空气弹簧的压力变化、空气弹簧上盖板与磨耗板的间隙变化、主辅空压机的启停状态以及各用风设备的耗风量；

5、其中，所述列车供风系统仿真模型包括用风设备模型、供风设备模型、节流及控制装置模型、储风缸模型、传感器模型以及管路组件，所述用风设备模型包括空气弹簧悬挂系统模型、制动系统模型、车钩/气动门模型、撒砂模型、风笛模型以及踏面清扫模型。

6、进一步的，通过以下步骤创建所述空气弹簧悬挂系统模型：

7、基于列车空气弹簧悬挂系统的工作原理，创建所述空气弹簧悬挂系统模型；其中，所述空气弹簧悬挂系统模型包括空气弹簧元件、高度阀元件、差压阀元件以及空气弹簧管路元件。

8、进一步的，所述空气弹簧悬挂系统模型还包括空气弹簧负载元件，所述空气弹簧负载元件用于集成空气弹簧元件上的总负载，所述总负载包括车体自身质量、乘客载荷及曲线线路引起的偏载；

9、其中，所述乘客载荷是通过第一自定义数据表格对乘客数量的变化信息进行输入的；曲线线路引起的偏载包括线路不平顺引起的第一偏载和曲线线路引起的第二偏载，所述第一偏载是通过第二自定义数据表格输入的，所述第二偏载是通过第三自定义数据表格输入的。

10、进一步的，所述制动系统模型简化为由电磁阀和控制信号组成的耗风量控制模型；根据以下步骤确定所述制动系统模型的耗风量：

11、通过所述制动系统模型的第一端口和第二端口读取单个转向架上两端的所述空气弹簧元件的压力信号，查询耗风数据表得到当前所述空气弹簧元件压力下单次制动的耗风量；其中，所述耗风数据表是基于不同整车质量下的制动压力，并根据制动缸及制动管的参数数据计算得到的。

12、进一步的，所述车钩/气动门模型简化成一个气动活塞缸，且所述车钩/气动门模型只包括一个端口，所述车钩/气动门模型通过一电磁换向阀元件与总风气路相连；所述供风系统性能参数还包括所述车钩/气动门模型的耗风量；根据以下步骤确定所述车钩/气动门模型的耗风量：

13、根据实际车钩/气动门样本或试验数据设置活塞缸死容积、活塞-活塞杆面积以及行程限位，确定所述车钩/气动门模型在单次解钩/开关门操作时的耗风量。

14、进一步的，通过以下步骤创建所述撒砂模型：

15、基于列车撒砂装置的气路原理，创建所述撒砂模型；其中，所述撒砂模型包括减压阀元件和电磁换向阀元件；所述撒砂模型用于通过控制所述电磁换向阀元件的开闭来控制撒砂及干燥，以及通过设置节流面积来匹配撒砂及干燥的耗风速度。

16、进一步的，所述风笛模型用于通过设置节流孔的面积来匹配列车风笛的耗风速度；所述风笛模型只有一个端口，所述端口通过电磁换向阀元件与总风气路相连。

17、进一步的，所述踏面清扫模型简化成一个气动活塞缸，所述踏面清扫模型只包括一个端口，所述踏面清扫模型通过一电磁换向阀元件与总风气路相连，所述供风系统性能参数还包括所述踏面清扫模型的耗风量；根据以下步骤计算所述踏面清扫模型的耗风量：

18、根据实际踏面清扫设备样本或试验数据设置活塞缸死容积、活塞-活塞杆面积以及行程限位，确定所述踏面清扫模型单次动作的耗风量。

19、进一步的，所述储风缸模型包括总风缸元件、制动风缸元件以及空气弹簧风缸元件，所述供风系统性能参数还包括各个储风缸元件的压力值；根据以下步骤确定各个所述储风缸元件的压力值：

20、将供风设备的风压数据、车辆载重变化信息、空气弹簧偏载情况信息以及各个用风设备的工作状态信息输入列车供风系统仿真模型进行仿真，确定各个所述储风缸元件的压力值，生成所述列车供风系统仿真模型中各个所述储风缸元件的压力曲线。

21、本技术实施例还提供了一种列车供风系统仿真模型的仿真装置，所述列车供风系统仿真模型的仿真装置包括：

22、获取模块，用于基于预设的列车实际运行线路，确定停站时车辆载重变化信息、车辆通过曲线线路时的空气弹簧偏载情况信息以及列车运行时各个用风设备的工作状态信息；

23、仿真模块，用于将所述停站时车辆载重变化信息、所述空气弹簧偏载情况信息以及各个用风设备的所述工作状态信息输入列车供风系统仿真模型，对所述列车供风系统仿真模型进行仿真，输出所述列车供风系统仿真模型的供风系统性能参数；所述供风系统性能参数包括列车初充风和线路运行工况下供风系统的充风时间、各风缸和空气弹簧的压力变化、空气弹簧上盖板与磨耗板的间隙变化、主辅空压机的启停状态以及各用风设备的耗风量；

24、其中，所述列车供风系统仿真模型包括用风设备模型、供风设备模型、节流及控制装置模型、储风缸模型、传感器模型以及管路组件，所述用风设备模型包括空气弹簧悬挂系统模型、制动系统模型、车钩/气动门模型、撒砂模型、风笛模型以及踏面清扫模型。

25、本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的列车供风系统仿真模型的仿真方法的步骤。

26、本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的列车供风系统仿真模型的仿真方法的步骤。

27、本技术实施例提供的列车供风系统仿真模型的仿真方法以及装置，与现有技术中的列车供风系统的仿真相比，本技术提供的实施例基于预设的列车实际运行线路，确定停站时车辆载重变化信息、车辆通过曲线线路时的空气弹簧偏载情况信息以及列车运行时各个用风设备的工作状态信息，并将停站时车辆载重变化信息、空气弹簧偏载情况信息以及各个用风设备的工作状态信息输入列车供风系统仿真模型，对列车供风系统仿真模型进行仿真，输出列车供风系统仿真模型的供风系统性能参数。通过对创建的列车供风系统仿真模型进行仿真，可以提高对实际列车供风系统的供风系统性能进行分析的准确性，以实现更为准确地对实际列车供风系统的选型。

28、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。