專利名稱：貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(dòng)力學(xué)仿真裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)展重載運(yùn)輸，大幅度地提高列車質(zhì)量和長度是鐵路擴(kuò)能提效的一種有效途徑， 是我國鐵路貨運(yùn)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(gè)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(huì)導(dǎo)致車輛的劇烈沖動(dòng)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(jī)或多機(jī)牽引，對司機(jī)操縱、機(jī)車在列車中的配置及車鉤緩沖器的強(qiáng)度提出了較高的要求，由于受到制動(dòng)波速的限制，前后車輛制動(dòng)力的作用時(shí)間及制動(dòng)力數(shù)值相差很大，特別在緊急制動(dòng)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(dòng)裝置的車輛混編時(shí)， 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(qiáng)對不同車輛配置、不同編組、運(yùn)行工況和線路條件下的貨物列車的組合動(dòng)力學(xué)(模擬計(jì)算列車中有多機(jī)車存在時(shí)的縱向、垂向和橫向力學(xué))的分析研究。列車組合動(dòng)力學(xué)的研究和一般的牽引計(jì)算不同，需分別考慮列車中各節(jié)車輛上的作用力及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律；研究中應(yīng)計(jì)入車鉤的間隙、緩沖器的非線性特性及內(nèi)阻尼，有時(shí)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。現(xiàn)有的貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置及其模擬方法根本無法同時(shí)兼顧上述因素來完成貨物列車組合動(dòng)力學(xué)的分析研究。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種貨物列車組合動(dòng)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(shí)保證了運(yùn)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(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置，主要由存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)際情況另行選擇。上述存儲(chǔ)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(shí)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(shí)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(shí)際情況另行選擇。進(jìn)一步的，還包括至少一個(gè)與處理器相連的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，例如最常用的計(jì)算機(jī)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(jì)算數(shù)據(jù)。再進(jìn)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(jī)，但不局限于以太網(wǎng)交換機(jī)，也可根據(jù)實(shí)際情況另行選擇；所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備通過計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)與處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，用于與多個(gè)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(shí)保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。更進(jìn)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(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)與處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最終可對列車司機(jī)的操作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)用新型涉及的仿真裝置還包括至少一個(gè)與處理器相連的供電模塊，供電模塊用于向整個(gè)仿真裝置供電?；谏鲜鲐浳锪熊嚱M合動(dòng)力學(xué)仿真裝置的模擬方法，包括以下步驟(a)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真程序通過處理器進(jìn)行處理后，在顯示裝置上顯示不同的列車工況；(b)列車司機(jī)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(jì)算分析出列車的合力、車鉤力、速度和加速度；(d)計(jì)算分析出的合力、車鉤力、速度和加速度通過顯示裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，通過顯示結(jié)果為培訓(xùn)和考核列車司機(jī)提供依據(jù)，也為貨物列車組合動(dòng)力學(xué)的科學(xué)分析提供依據(jù)。進(jìn)一步的，所述列車工況包括對列車進(jìn)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(jì)算分析出緩沖器特性， 并通過顯示裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。更進(jìn)一步的，所述列車工況包括對列車進(jìn)行不同編組的情況、以及采用不同列車型號(hào)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(jì)算分析出列車牽引質(zhì)量、列車空氣管路特性、列車制動(dòng)時(shí)間和緩沖時(shí)間，并通過顯示裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。上述處理器計(jì)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(jìn)行實(shí)時(shí)顯不。上述列車司機(jī)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(jí)位的操作指令。綜上所述，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型通過模擬仿真的方式為貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真提供支持，無需在實(shí)際的線路上冒很大的風(fēng)險(xiǎn)，并花費(fèi)巨額費(fèi)用對空氣制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測試和驗(yàn)證，大大降低了組合動(dòng)力學(xué)測試和驗(yàn)證的成本，并提高了工作效率，減少了該項(xiàng)工作的難度系數(shù)；(2)本實(shí)用新型還能通過顯示裝置將列車司機(jī)的操作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，為培訓(xùn)和考核列車司機(jī)提供了依據(jù)，也為貨物列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)的科學(xué)分析提供了依據(jù)；(3)本實(shí)用新型在實(shí)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(shí)中列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確仿真，同時(shí)也由于貨物列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)通過了真實(shí)列車上司機(jī)操縱數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，獲得了實(shí)際使用者的廣泛好評。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例2中多個(gè)貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置之間進(jìn)行協(xié)作數(shù)據(jù)處理的示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)用新型涉及的貨物列車組合動(dòng)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(chǔ)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(jì)算存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的貨物列車空氣制動(dòng)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(chǔ)器采用高速硬盤，其用于存儲(chǔ)貨物列車空氣制動(dòng)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(dòng)力。輸入裝置采用鼠標(biāo)，其用于列車司機(jī)輸入外部操作命令至處理器?；谏鲜鲐浳锪熊嚱M合動(dòng)力學(xué)仿真裝置的模擬方法，包括以下步驟(a)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真程序通過處理器進(jìn)行處理后，在顯示裝置上顯示不同的列車工況；(b)列車司機(jī)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(jì)算分析出列車的合力、車鉤力、速度和加速度；(d)計(jì)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(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，通過顯示結(jié)果為培訓(xùn)和考核列車司機(jī)提供依據(jù)，也為貨物列車組合動(dòng)力學(xué)的科學(xué)分析提供依據(jù)。由于貨物列車組合動(dòng)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(jī)車配置、牽引、制動(dòng)、列車操縱等有十分緊密的關(guān)系。為了進(jìn)一步研究貨物列車組合動(dòng)力，本實(shí)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(jìn)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(jì)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(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；不僅如此，本實(shí)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(hào)的情況也進(jìn)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(jì)算分析出列車牽引質(zhì)量、列車空氣管路特性、列車制動(dòng)時(shí)間和緩沖時(shí)間，并以圖形方式或數(shù)字方式通過顯示裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，如圖2所示，本實(shí)施例還包括一個(gè)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(gè)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(jì)算數(shù)據(jù)，本實(shí)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(jī)；該遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備通過計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)與處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)貨物列車組合動(dòng)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(shí)現(xiàn)若干個(gè)學(xué)員使用的貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置與同一個(gè)教員使用的貨物列車組合動(dòng)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(shí)保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。本實(shí)施例的其他部分與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例3 本實(shí)施例與實(shí)施例2不同之處在于，如圖4所示，本實(shí)施例還包括一個(gè)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(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)與處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最終可對列車司機(jī)的操作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)施例的其他部分與實(shí)施例2相同，在此不再贅述。如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置，其特征在于，主要存儲(chǔ)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(chǔ)器、顯示裝置、輸入裝置分別與處理器相連；還包括至少一個(gè)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(dòng)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(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的貨物列車組合動(dòng)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(dòng)力學(xué)仿真裝置，其特征在于，還包括至少一個(gè)與處理器相連的供電模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置。該貨物列車組合動(dòng)力學(xué)仿真裝置主要存儲(chǔ)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(chǔ)器、顯示裝置、輸入裝置分別與處理器相連；還包括至少一個(gè)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(shí)用新型提高了培訓(xùn)效率，便于數(shù)據(jù)管理，同時(shí)保證了運(yùn)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(hào)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(yùn)達(dá)科技股份有限公司