一种高速磁浮列车牵引和运动仿真系统及方法与流程

技术特征：
1.一种高速磁浮列车牵引和运动仿真系统，其特征在于，包括：磁浮列车牵引和运动仿真主机、显示单元和电源，所述磁浮列车牵引和运动仿真主机与所述显示单元、所述电源相连接，还与高速磁浮列车的分区运控系统和车载运控系统相连接；磁浮列车牵引和运动仿真主机，用于模拟高速磁浮列车的牵引供电系统的牵引状态和牵引控制单元的牵引/制动力以及模拟磁浮列车的运动过程。显示单元，用于显示磁浮列车牵引和运动仿真主机计算得到的磁浮列车当前的牵引力和制动力，以及磁浮列车的当前运行速度和位置信息。电源，用于为磁浮列车牵引和运动仿真系统供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁浮列车牵引和运动仿真主机与分区运控系统和车载运控系统相连的物理连接方式及通信协议与高速磁浮交通系统中运控系统和牵引供电系统以及车辆系统的物理连接方式及通信协议相同。3.根据权利要求1或者2所述的系统，其特征在于，所述的磁浮列车牵引和运动仿真主机包括：状态转换单元，用于接收分区运控系统发送的牵引状态转换命令，根据所述牵引状态转换命令模拟牵引供电系统转换至相应的状态，并将该状态反馈给分区运控系统；停车点推荐速度曲线计算和存储单元，用于接收分区运控系统发送的防护速度曲线命令，该防护速度曲线命令包含列车运行前方要停靠的各个停车点编号和列车运行至各个停车点的安全防护速度曲线，根据所述防护速度曲线命令计算并存储磁浮列车运行至各个停车点的推荐速度曲线；列车运行参考速度曲线计算单元，用于接收分区运控系统发送的停车点步进命令，该停车点步进命令包含列车需要步进的目标停车点编号，根据所述目标停车点编号查询存储的各个停车点的推荐速度曲线，得到所述目标停车点对应的推荐速度曲线，并作为列车运行的参考速度曲线；列车运行控制单元，用于根据列车运行的参考速度曲线计算磁浮列车运行所需要的牵引力和制动力，根据得到的牵引力和制动力以及已知的磁浮列车动力学参数和线路参数计算磁浮列车的实际运行速度和位置，并将该实际运行速度和位置信息发送给车载运控系统和分区运控系统，最终使磁浮列车在所述目标停车点停车。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的列车运行控制单元，具体用于设置仿真主机程序的运行周期，设置磁浮列车的初始速度和位置；步骤s402、在每个运行周期，磁浮列车牵引和运动仿真主机根据列车当前速度、当前位置以及参考速度曲线在当前位置的参考速度判断磁浮列车的牵引/制动状态，如果当前速度低于参考速度，则磁浮列车牵引，牵引力为正最大值；如果当前速度高于参考速度，则磁浮列车制动，牵引力为负最大值；如果当前速度等于参考速度，则磁浮列车惰行，牵引力为零，仿真主机将得到的牵引力发送给显示单元；步骤s403、在每个运行周期，磁浮列车牵引和运动仿真主机根据s402得到的牵引力或制动力以及磁浮列车动力学参数和线路参数计算磁浮列车的实际运行速度和位置，并将该速度和位置信息发送给车载运控系统和分区运控系统。步骤s404、重复步骤s402-s403，直到磁浮列车运行至参考速度曲线指定的目标停车点
停车。5.一种高速磁浮列车牵引和运动仿真方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的系统，所述的方法包括：磁浮列车牵引和运动仿真主机接收分区运控系统发送的牵引状态转换命令，根据所述牵引状态转换命令模拟牵引供电系统转换至相应的状态，并将该状态反馈给分区运控系统；磁浮列车牵引和运动仿真主机接收分区运控系统发送的防护速度曲线命令，该防护速度曲线命令包含列车运行前方要停靠的各个停车点编号和列车运行至各个停车点的安全防护速度曲线，根据所述防护速度曲线命令计算并存储磁浮列车运行至各个停车点的推荐速度曲线；磁浮列车牵引和运动仿真主机接收分区运控系统发送的停车点步进命令，该停车点步进命令包含列车需要步进的目标停车点编号，根据所述目标停车点编号查询存储的各个停车点的推荐速度曲线，得到所述目标停车点对应的推荐速度曲线，并作为列车运行的参考速度曲线；步骤s40、磁浮列车牵引和运动仿真主机根据列车运行的参考速度曲线计算磁浮列车运行所需要的牵引力和制动力，根据得到的牵引力和制动力以及已知的磁浮列车动力学参数和线路参数计算磁浮列车的实际运行速度和位置，并将该实际运行速度和位置信息发送给车载运控系统和分区运控系统，最终使磁浮列车在所述目标停车点停车。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步骤s40具体包括：步骤s401、设置仿真主机程序的运行周期，设置磁浮列车的初始速度和位置；步骤s402、在每个运行周期，磁浮列车牵引和运动仿真主机根据列车当前速度、当前位置以及参考速度曲线在当前位置的参考速度判断磁浮列车的牵引/制动状态，如果当前速度低于参考速度，则磁浮列车牵引，牵引力为正最大值；如果当前速度高于参考速度，则磁浮列车制动，牵引力为负最大值；如果当前速度等于参考速度，则磁浮列车惰行，牵引力为零，仿真主机将得到的牵引力发送给显示单元；步骤s403、在每个运行周期，磁浮列车牵引和运动仿真主机根据s402得到的牵引力或制动力以及磁浮列车动力学参数和线路参数计算磁浮列车的实际运行速度和位置，并将该速度和位置信息发送给车载运控系统和分区运控系统。步骤s404、重复步骤s402-s403，直到磁浮列车运行至参考速度曲线指定的目标停车点停车。

技术总结
本发明提供了一种高速磁浮列车牵引和运动仿真系统及方法。该系统包括：磁浮列车牵引和运动仿真主机、显示单元和电源，磁浮列车牵引和运动仿真主机与显示单元、电源相连接，还与高速磁浮列车的分区运控系统和车载运控系统相连接；磁浮列车牵引和运动仿真主机，用于模拟高速磁浮列车的牵引供电系统的牵引状态和牵引控制单元的牵引/制动力以及模拟磁浮列车的运动过程。显示单元，用于显示磁浮列车牵引和运动仿真主机计算得到的磁浮列车当前的牵引力和制动力，以及磁浮列车的当前运行速度和位置信息。电源，用于为磁浮列车牵引和运动仿真系统供电。本发明的系统及方法可以模拟出高速磁浮牵引供电系统状态、牵引控制单元功能以及磁浮列车运动过程。以及磁浮列车运动过程。以及磁浮列车运动过程。


技术研发人员：仲维锋 刘湘黔 金尚泰 张文静 蔡文川 岳强 杨光 田毅 王新栋 邸远见
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/2/6