城市轨道交通综合实验报告.docx

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城市轨道交通综合实验报告

城市轨道交通综合实验报告

学院：

交通运输学院

班级：

运输1104

姓名：

于露

学号：

11253019

指导老师：

刘海东、王保山、陈绍宽、

柏赟、杜鹏、丁勇

《城市轨道交通综合实验》属于计算机模拟实验，是城市轨道交通专业方向本科学生的重要实践教学课程，用于培养学生在轨道交通系统设计中的动手能力，帮助学生分析轨道交通各项参数变化对系统运营的具体影响，其目的是培养学生将理论知识应用到实际中的能力。

为今后从事城市轨道交通相关的研究与实践工作打下坚实基础。

本实验包括列车运行计算基础数据输入实验、线路条件对列车运行的影响实验、城市轨道交通车站设计实验、机车牵引特性分析与机车选型实验、路网拓扑结构及其数据管理实验、列车运行计划编制实验、乘务周转计划编制实验、列车制动过程分析实验及列车运行驾驶模拟实验。

通过实验设计的研究专题和实际调研过程，训练综合分析和解决实际问题的技巧和能力。

通过列车运行计算相关实验，模拟列车运行的实际情况，完成列车牵引计算过程中的各项模拟工作；通过基础数据管理实验，可以较为系统地了解轨道交通系统规划、设计和运营等环节所涉及的基础数据的内容、数据之间的关系以及在管理信息系统中对数据的组织和管理；通过列车运行计划编制实验，可以全面了解列车运行图编制的相关原理与基本方法，深入理解列车运行图的组成与要素，培养实践动手能力；通过换乘站流线设计实验，能够掌握与运用换乘站流线分析技术、换乘站流线设计效果的评价分析方法，学会换乘流线分布密度、换乘客流强度、换乘区域服务水平和方便系数等指标的计算方法；通过列车运行驾驶模拟实验，熟悉机车（动车组）操纵与列车运行过程的各项工作，加强对轨道交通运营管理工作内容与流程的理解，锻炼动手实践能力，以便为今后从事相关的设计及管理工作打下基础。

实验一列车运行计算基础数据输入

一、实验目的

通过本实验，使学生了解在列车运行计算过程中所需的基本线路数据的内容，了解各数据项的组成部分，掌握线路数据的计算机输入过程，并对已输入数据进行完备性检验等。

同时通过本实验，学生可以全面了解在列车运行计算过程所需要的机车车辆的基础参数，学习机车特性曲线等较复杂数据的组织方法并进行实践。

二、实验内容

本实验包括列车运行计算线路数据输入和机车车辆数据管理。

列车运行计算过程需要的线路数据包括区段属性、限速数据、车站数据、坡道数据、曲线数据、桥梁数据、隧道数据、信号机数据等。

机车和车辆数据是进行列车运行计算的数据基础，在进行牵引计算、制动计算以及确定列车运动状态时，需要机车和车辆的基本信息以及机车在不同手柄位的牵引特性曲线、制动特性曲线、有功电流曲线、能耗曲线等。

三、实验步骤

（1）线路数据

整个区段列车运行限速80km/h。

线路文件输入完毕后，保存在默认目录内，文件名为“个人学号+姓名.lne”。

在“区段属性”对话框中，“学号+姓名”输入学号和姓名，并输入线路限速80km/h。

如下图1所示。

图1-1

在“里程变换”对话框中输入起点里程267.7km，里程增减选择“递增”。

如图1-2所示。

图1-2

在“基础数据”—>“线路数据”中录入模拟线路，断面数据包括坡道、曲线、桥梁、隧道、信号机、车站等位置。

输入坡道数据，点击“坡道”区域，弹出坡道对话框，输入起点、长度、坡度和里程增减数据。

输入曲线数据，点击“曲线”区域，弹出曲线对话框，输入起点、长度、半径和缓和曲线长数据。

输入车站数据，打开“车站”对话框，进行输入，需要输入车站的“车站名称”和“中心点位置”，其它默认。

保存生成的数据，点击“保存文件”菜单，将生成的文件进行保存。

保存的工作最好经常进行，以免出现意外情况导致文件丢失。

得到下图1-3所示的线路。

图1-3

图3

（2）机车数据

机车名称为：

机车名-学号后六位，机车名称分别为：

DF4h-253019；及SS1-253019。

参考给定的表格数据，输入DF4（货）内燃机车的相关数据资料（图1-4）、牵引特性曲线（图1-5）、燃油消耗量曲线（图1-6）。

图1-4

图1-5

图1-6

参考给定的表格数据，输入SS1型电力机车的相关数据资料（图1-7）、输入的牵引特性曲线（图1-8）、机车有功电流曲线（图1-9）及电阻制动特性曲线（图1-10）。

图1-7

图1-8

图1-9

图1-10

（3）列车数据

列车定义就是确定各列车的编组及牵引机车，它是实现本系统模拟功能的重要因素。

系统为用户提供了任意编组不同类型列车的功能，用户可根据需要构造不同编组的列车，并在指定线路上尝试运行效果。

在定义列车过程中，用户可在现有的动车组库中挑选动车组，也可自定义相关的动车组。

在动车组数据输入完毕之后，才能定义列车。

1）学号后六位-A，DF4（货）型内燃机车牵引，牵引重量3300t，列车全长700m，换算制动率为0.32，列车管定压500kPa，制动距离800m，默认手柄位16。

列车编组：

滚动轴承重货车50辆。

如图1-11所示。

图1-11

2）列车名称：

学号后六位-B，DF4（货）型内燃机车牵引，牵引重量2000t，列车全长420m，换算制动率为0.32，列车管定压500kPa，制动距离800m，默认手柄位16。

列车编组：

滚动轴承重货车30辆。

如图12所示。

图1-12

3）列车名称：

学号后六位-C，SS1型电力机车牵引。

默认手柄位333。

其余信息同列车

（1）。

如图13所示。

图1-13

（4）模拟计算

1）分别对列车A、B、C在模拟区段进行运行（A站出发、B站停车120s、C站停车），并将结果数据汇总在报告中。

选择菜单“系统输出”－>“数据存取”－>“存储信息文本文件”或“系统输出”－>“数据存取”－>“存储记录文本文件”或“系统输出”－>“数据存取”－>“存储牵引计算结果文本文件”，则可按不同的要求存成文本文件。

在默认目录保存文件在默认目录保存以下文件：

运行文本文件（文件名为列车名称-1.txt）；时分文本文文件（文件名为列车名称-2.txt）；结果文本文文件（文件名为列车名称-3.txt）。

这里只截取列车A的操作截图（图1-14），其他两列车操作类似。

图1-14

2）分别对列车A、B、C在模拟区段进行运行（A站出发、B站通过、C站停车），并将结果数据汇总在报告中。

文件不用保存。

这里只截取列车A的操作截图（图1-15），其他两列车操作类似。

图1-15

3）对

（1）、

（2）运行结果数据进行比较。

四、实验结果及分析

图1-16

图1-17

图1-18

列车A、B、C在模拟区段进行运行（A站出发、B站停车120s、C站停车），列车A、B、C的运行速度时分图曲线如图1-16、1-17、1-18所示。

（1）列车A在A-B区间走行时间为19.1min,平均速度55.9km/h,最高速度79.3km/h,能耗128.19kw*h,在B-C区间走行时间为17.4min，平均速度45.6km/h,最高速度59.0km/h,能耗125.68kw*h,详见运行结果文本253019-A-3。

列车A在A-C区段内区间距离为31.050km,走行时间为36.6min,平均速度51.0km/h,最高速度79.3km/h,能耗253.87kw*h,牵引率为85.92%。

（2）列车B在A-B区间走行时间为17.1min,平均速度62.6km/h,最高速度79.8km/h,能耗97.04kw*h,在B-C区间走行时间为14.3min，平均速度55.5km/h,最高速度73.8km/h,能耗99.18kw*h,详见运行结果文本253019-B-3。

列车B在A-C区段内区间距离为31.050km,走行时间为31.4min,平均速度59.3km/h,最高速度79.8km/h,能耗196.22kw*h,牵引率为82.52%。

（3）列车C在A-B区间走行时间为17.4min,平均速度61.2km/h,最高速度79.5km/h,能耗815.39kw*h,在B-C区间走行时间为14.2min，平均速度56.1km/h,最高速度74.9km/h,能耗779。

75kw*h,详见运行结果文本253019-C-3。

列车C在A-C区段内区间距离为31.050km,走行时间为36.6min,平均速度58.9km/h,最高速度79.5km/h,能耗1595.15kw*h,牵引率为79.57%。

（4）当列车在B站通过不停车时，列车A、B、C的列车运行速度时分曲线如下图1-19、1-20、1-21所示。

图1-19

图1-20

图1-21

由于列车在B站通过不停车，同列车在B站停车120s相比，列车在经过B站时无需减速，速度可保持比较大的状态。

这样无疑提高了列车的平均速度，减少了走行时间。

列车A的全程走行时间为31.0min,列车B的全程走行时间为27.2min,列车C的全程走行时间为27.7min。

这样的运行模式无疑带来了能耗的减少，列车A能耗统计为224.76kw*h,列车B能耗统计为166.30kw*h,列车C能耗统计为1371.40kw*h。

这与之前的能耗相比，均有不同程度的减小。

实验二线路条件对列车运行的影响

一、实验目的

“列车运行计算模拟实验”属于计算机模拟实验，是交通运输专业方向本科学生的重要实践教学课程，用于培养学生在轨道交通系统设计中的动手能力，帮助学生分析轨道交通各项参数变化对系统运营的具体影响。

二、实验内容

（1）坡道影响实验；

（2）曲线影响实验；

（3）节能坡设计实验；

（4）线路纵断面设计。

三、实验步骤

1、建立模拟区段：

建立包含2个车站的模拟区段，并存盘。

线路全长30km,限速80km/h（如图2-1所示）。

起点里程为0，里程递增（如图2-2所示），车站A中点设在5km处，车站B中点设在30km处，故两车站间距离为25km。

图2-1

图2-2

图2-3

为了在后面的实验中能够准确判断坡道、曲线的影响，模拟区段中不含坡道和曲线。

最后将该线路存为“实验2原线路.lne”文件于默认目录中。

图2-4

2、从实验一选择列车B进行模拟计算，记录运行结果。

列车B：

253019-B，DF4（货）型内燃机车牵引，牵引重量2000t，列车全长420m，换算制动率为0.32，列车管定压500kPa，制动距离800m，默认手柄位16。

列车编组：

滚动轴承重货车30辆。

如图2-5所示。

图2-5

对列B在模拟区段进行运行。

这里截取在原线路上的操作步骤，其他线路上的操作类似，故不一一列举。

图2-6

在默认目录保存文件在默认目录保存以下文件：

运行文本文件（文件名为shiyan2-1.txt）；时分文本文文件（文件名为shiyan2-2.txt）；结果文本文文件（文件名为shiyan2-3.txt）。

3、坡道影响实验：

读入模拟区段数据，在不改变区段长度的前提下修改线路的坡度，修改后的线路数据另行存盘，选用相同的列车进行模拟计算，记录运行结果并作分析。

在原有线路的基础上，建立一个坡度为10%，长度为10000m的上坡，另存为文件“上坡.lne”（如图2-7所示）。

图2-7

在原有线路的基础上，建立一个坡度为-5%，长度为10000m的下坡，另存为文件“下坡.lne”（如图2-8所示）。

图2-8

选用相同的列车B进行模拟计算，记录运行结果并作分析。

4、曲线影响实验：

与坡道影响实验相同，在