有轨线路系统工程第二节介绍列车运行仿真计算软件

开发一个列车运行仿真计算软件，涉及大量专业性和计算机方面的知识与要求。一般来说，需要处理好以下四个方面的问题。

1.数据准备与格式设计

列车运行计算需要大量的数据，主要可划分为以下三类。

（1）机车数据：将不同类型的机车牵引特性和动力制动特性，通过插值法或分段函数法转化成计算机可以读取的数据。机车的阻力特性只要保存各工况下的阻力计算系数即可。一般可通过数据库设计，将机车数据事先存于计算机中。

（2）线路数据：这是列车运行计算中数据量最大的数据，尤其是坡段和曲线的数据，随线路长度的增加与平纵断面复杂程度的上升而增加。一般按线路名称、线路坡道、线路曲线、线路信号机位置、车站位置等分类进行数据组织。由于这部分数据需要人工输入，因此，程序应提供方便、快速的输入功能。通过数据库的合理设计，达到既节省存储容量的开销，又方便程序对线路数据读取与使用的目的。

（3）有关列车运行和环境的数据：指除机车、线路等相对固定的原始数据之外的一些与列车组成、运行要求等有关的数据。例如，列车初始状态、位置与速度；机车初始手柄位置；列车阻力、牵引质量和列车制动等计算的相关参数；不同车站进出站道岔限速（与在该站是否停车有关）；与海拔高度和环境温度相关的内燃机车牵引力修正系数等。这类数据比较复杂，其中一部分是固定数据，可预先存储在计算机中，使用时直接读取。

2.建立模型(www.xing528.com)

以列车运动方程为基础，以列车运行速度为主要自变量，建立与其相关的牵引力、阻力、制动力、合力等计算模型。通过近似积分求解方法，分段计算列车在线路某一段上的运行时分、运行距离，进而求得从每段（或该线路）计算始点至计算终点的累计时间和累计距离。

3.算法设计

列车运行计算中，最为复杂的是牵引工况合理切换的选择（含进站限速制动）与某一坡段末速的确定。通过算法的合理设计，以实现列车运行计算的自动化，尽量减少人工干预的不确定性。程序框图见图9-1。根据需要添加一些子程序，还可以同时计算机车燃料消耗数量等。

图9-1　列车运行速度、时间计算程序框图

4.结果输出

完成列车运行计算后，将数值型的列车运行计算结果转化为图形化的速度、时分曲线。既可以在屏幕上动态显示计算结果，还能通过绘图仪或打印机，按用户需要输出图形结果。根据需要添加一些小模块，还能对各区段的平均速度、运行时分及能耗等指标作统计分析，供线路设计中方案比选使用。对需要保留的计算条件与结果数据，可以文件方式存储在计算机上，便于用户随时查阅或重新计算。