專利名稱：貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及模擬/仿真技術(shù)，具體是指一種貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)展重載運輸，大幅度地提高列車質(zhì)量和長度是鐵路擴能提效的一種有效途徑， 是我國鐵路貨運的發(fā)展方向，也是我國國情路況的必然產(chǎn)物。但是，由于列車質(zhì)量增大和長度增加后，整個列車有可能經(jīng)常處于不同的線路縱斷面及橫斷面下，位于列車不同部位的車輛受到不同力的作用，且由于車鉤間存在間隙，常會導(dǎo)致車輛的劇烈沖動及相互碰撞而發(fā)生嚴(yán)重事故。并且，列車長度增加后，可能需要采用雙機或多機牽引，對司機操縱、機車在列車中的配置及車鉤緩沖器的強度提出了較高的要求，由于受到制動波速的限制，前后車輛制動力的作用時間及制動力數(shù)值相差很大，特別在緊急制動的情況下，極易發(fā)生事故；且由于列車由不同型式的車輛混編、空重車混編，尤其是由裝用不同型式制動裝置的車輛混編時， 問題將更為復(fù)雜、更為嚴(yán)重。為了避免列車質(zhì)量增大和長度增加后而出現(xiàn)安全事故，必須加強對不同車輛配置、不同編組、運行工況和線路條件下的貨物列車的組合動力學(xué)(模擬計算列車中有多機車存在時的縱向、垂向和橫向力學(xué))的分析研究。列車組合動力學(xué)的研究和一般的牽引計算不同，需分別考慮列車中各節(jié)車輛上的作用力及其運動規(guī)律；研究中應(yīng)計入車鉤的間隙、緩沖器的非線性特性及內(nèi)阻尼，有時還需要考慮所裝貨物與車體間的相互作用，車體與轉(zhuǎn)向架間的相互作用?，F(xiàn)有的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置及其模擬方法根本無法同時兼顧上述因素來完成貨物列車組合動力學(xué)的分析研究。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置，該仿真裝置該仿真裝置提高了培訓(xùn)效率，便于數(shù)據(jù)管理，同時保證了運行的穩(wěn)定性和可靠性，且能起到觀摩的作用，為不同的觀摩者、教員和學(xué)員等提供分布式顯
7J\ ο本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置，主要由存儲器、顯示裝置、用于輸入外部操作命令的輸入裝置、以及用處理器構(gòu)成，所述存儲器、 顯示裝置、輸入裝置分別與處理器相連。上述處理器優(yōu)先采用雙核CPU，但不局限于雙核CPU，也可根據(jù)實際情況另行選擇。上述存儲器優(yōu)先采用高速硬盤，但不局限于高速硬盤，也可根據(jù)實際情況另行選擇。上述顯示裝置優(yōu)先采用液晶顯示器，但不局限于液晶顯示器，也可根據(jù)實際情況另行選擇。
3[0011]上述輸入裝置優(yōu)先采用鼠標(biāo)，但不局限于鼠標(biāo)，也可根據(jù)實際情況另行選擇。進一步的，還包括至少一個與處理器相連的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，例如最常用的計算機網(wǎng)卡，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與外部設(shè)備連接，提供操作環(huán)境并向外輸出計算數(shù)據(jù)。再進一步的，還包括與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備，該遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備優(yōu)先采用以太網(wǎng)交換機，但不局限于以太網(wǎng)交換機，也可根據(jù)實際情況另行選擇；所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備通過計算機網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的通訊協(xié)議(如UDP協(xié)議)與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊連接， 從而實現(xiàn)與處理器進行數(shù)據(jù)傳輸，用于與多個處理器協(xié)作數(shù)據(jù)處理，以提高工作效率、便于數(shù)據(jù)管理，同時保證了運行的穩(wěn)定性和可靠性。更進一步的，還包括與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備相連的遠(yuǎn)程顯示裝置，該遠(yuǎn)程顯示裝置包括投影儀和數(shù)字液晶電視等，且能實現(xiàn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)與處理器之間進行數(shù)據(jù)傳輸，最終可對列車司機的操作狀態(tài)進行實時顯示，從而起到觀摩的作用，為不同的觀摩者、教員和學(xué)員等提供分布式顯示。本實用新型涉及的仿真裝置還包括至少一個與處理器相連的供電模塊，供電模塊用于向整個仿真裝置供電?；谏鲜鲐浳锪熊嚱M合動力學(xué)仿真裝置的模擬方法，包括以下步驟(a)存儲器內(nèi)存儲的貨物列車組合動力學(xué)仿真程序通過處理器進行處理后，在顯示裝置上顯示不同的列車工況；(b)列車司機根據(jù)顯示裝置上顯示的不同列車工況，通過輸入裝置輸入外部操作命令至處理器；(C)處理器根據(jù)列車工況和外部操作命令的變化，分別計算分析出列車的合力、車鉤力、速度和加速度；(d)計算分析出的合力、車鉤力、速度和加速度通過顯示裝置進行實時顯示，通過顯示結(jié)果為培訓(xùn)和考核列車司機提供依據(jù)，也為貨物列車組合動力學(xué)的科學(xué)分析提供依據(jù)。進一步的，所述列車工況包括對列車進行不同編組的情況、以及采用不同車鉤緩沖器的情況；處理器根據(jù)該列車工況和外部操作命令的不同，分別計算分析出緩沖器特性， 并通過顯示裝置進行實時顯示。更進一步的，所述列車工況包括對列車進行不同編組的情況、以及采用不同列車型號的情況；處理器根據(jù)該列車工況和外部操作命令的不同，分別計算分析出列車牽引質(zhì)量、列車空氣管路特性、列車制動時間和緩沖時間，并通過顯示裝置進行實時顯示。上述處理器計算分析出的結(jié)果均以圖形方式或數(shù)值方式通過顯示裝置進行實時顯不。上述列車司機通過輸入裝置輸入的外部操作命令包括根據(jù)顯示裝置上顯示的不同列車工況，采取的不同牽引電制級位的操作指令。綜上所述，本實用新型具有以下優(yōu)點(1)本實用新型通過模擬仿真的方式為貨物列車組合動力學(xué)仿真提供支持，無需在實際的線路上冒很大的風(fēng)險，并花費巨額費用對空氣制動系統(tǒng)進行測試和驗證，大大降低了組合動力學(xué)測試和驗證的成本，并提高了工作效率，減少了該項工作的難度系數(shù)；(2)本實用新型還能通過顯示裝置將列車司機的操作狀態(tài)進行實時顯示，為培訓(xùn)和考核列車司機提供了依據(jù)，也為貨物列車空氣制動系統(tǒng)的科學(xué)分析提供了依據(jù)；(3)本實用新型在實際的列車模擬駕駛仿真技術(shù)中得到了很好的應(yīng)用。由于其對現(xiàn)實中列車空氣制動系統(tǒng)的準(zhǔn)確仿真，同時也由于貨物列車空氣制動系統(tǒng)通過了真實列車上司機操縱數(shù)據(jù)的驗證，獲得了實際使用者的廣泛好評。

圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實施例2中多個貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置之間進行協(xié)作數(shù)據(jù)處理的示意圖；圖4為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不僅限于此。實施例1 如圖1所示，本實用新型涉及的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置主要由處理器、以及分別與處理器相連的存儲器、顯示裝置和輸入裝置構(gòu)成。處理器采用雙核CPU，其用于計算存儲器內(nèi)存儲的貨物列車空氣制動系統(tǒng)仿真程序，并向顯示裝置輸出繪制的界面和圖像等。存儲器采用高速硬盤，其用于存儲貨物列車空氣制動系統(tǒng)仿真程序。顯示裝置采用液晶顯示器，其用于顯示仿真結(jié)果并分析空氣制動力。輸入裝置采用鼠標(biāo)，其用于列車司機輸入外部操作命令至處理器?；谏鲜鲐浳锪熊嚱M合動力學(xué)仿真裝置的模擬方法，包括以下步驟(a)存儲器內(nèi)存儲的貨物列車組合動力學(xué)仿真程序通過處理器進行處理后，在顯示裝置上顯示不同的列車工況；(b)列車司機根據(jù)顯示裝置上顯示的不同列車工況，通過輸入裝置輸入外部操作命令至處理器；(C)處理器根據(jù)列車工況和外部操作命令的變化，分別計算分析出列車的合力、車鉤力、速度和加速度；(d)計算分析出的列車合力、車鉤力、速度和加速度以圖形方式或數(shù)值方式通過顯示裝置進行實時顯示，通過顯示結(jié)果為培訓(xùn)和考核列車司機提供依據(jù)，也為貨物列車組合動力學(xué)的科學(xué)分析提供依據(jù)。由于貨物列車組合動力不僅與輪軌相互作用、系統(tǒng)的彈性特性等因素有關(guān)，其還與線路縱橫斷面、列車編組及機車配置、牽引、制動、列車操縱等有十分緊密的關(guān)系。為了進一步研究貨物列車組合動力，本實用新型涉及的模擬方法還針對列車的不同編組數(shù)量、 以及采用不同車鉤緩沖器的情況進行了模擬；處理器根據(jù)該列車工況和外部操作命令的不同，分別計算分析出緩沖器特性，并以圖形方式或數(shù)字方式通過顯示裝置進行實時顯示；不僅如此，本實用新型還針對列車的不同編組數(shù)量、以及采用不同列車型號的情況也進行了模擬；處理器根據(jù)該列車工況和外部操作命令的不同，分別計算分析出列車牽引質(zhì)量、列車空氣管路特性、列車制動時間和緩沖時間，并以圖形方式或數(shù)字方式通過顯示裝置進行實時顯示。實施例2 本實施例與實施例1不同之處在于，如圖2所示，本實施例還包括一個與處理器相連的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和供電模塊；供電模塊用于向整個仿真裝置供電；網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于與外部設(shè)備連接，提供操作環(huán)境并向外輸出計算數(shù)據(jù)，本實施例還設(shè)置有與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備采用以太網(wǎng)交換機；該遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備通過計算機網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的通訊協(xié)議(如UDP協(xié)議)與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊連接，從而實現(xiàn)與處理器進行數(shù)據(jù)傳輸，進而實現(xiàn)了多個貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置之間的協(xié)作數(shù)據(jù)處理；例如圖3 所示，可實現(xiàn)若干個學(xué)員使用的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置與同一個教員使用的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置之間的數(shù)據(jù)交換。因此提高了培訓(xùn)效率，便于數(shù)據(jù)管理，同時保證了運行的穩(wěn)定性和可靠性。本實施例的其他部分與實施例1相同，在此不再贅述。實施例3 本實施例與實施例2不同之處在于，如圖4所示，本實施例還包括一個與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備相連的遠(yuǎn)程顯示裝置，該遠(yuǎn)程顯示裝置包括投影儀和數(shù)字液晶電視等，且能實現(xiàn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)與處理器之間進行數(shù)據(jù)傳輸，最終可對列車司機的操作狀態(tài)進行實時顯示，從而起到觀摩的作用，為不同的觀摩者、教員和學(xué)員等提供分布式顯示。本實施例的其他部分與實施例2相同，在此不再贅述。如上所述，便可較好的實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置，其特征在于，主要存儲器、顯示裝置、用于輸入外部操作命令的輸入裝置、以及處理器構(gòu)成，所述存儲器、顯示裝置、輸入裝置分別與處理器相連；還包括至少一個與處理器相連的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊；還包括與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備為以太網(wǎng)交換機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置，其特征在于，還包括與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備相連的遠(yuǎn)程顯示裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置，其特征在于，還包括至少一個與處理器相連的供電模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置。該貨物列車組合動力學(xué)仿真裝置主要存儲器、顯示裝置、用于輸入外部操作命令的輸入裝置、以及處理器構(gòu)成，所述存儲器、顯示裝置、輸入裝置分別與處理器相連；還包括至少一個與處理器相連的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊；還包括與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備。本實用新型提高了培訓(xùn)效率，便于數(shù)據(jù)管理，同時保證了運行的穩(wěn)定性和可靠性，且能起到觀摩的作用，為不同的觀摩者、教員和學(xué)員等提供分布式顯示。
文檔編號G09B9/05GK202058150SQ20112000130
公開日2011年11月30日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者何鴻云, 朱金陵, 陳懇 申請人:成都運達(dá)科技股份有限公司