一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法与流程

本发明属于轨道车辆，具体涉及一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法。

背景技术：

1、随着社会经济的迅速发展，地铁在各地的出现与普及，极大地提高了人们地出行效率。国家提出打造轨道上的现代化强国，有序推进地铁等城市轨道交通发展。各省市地铁的建设飞速发展，对地铁车辆的运行安全性提出了更高的要求。

2、影响地铁车辆运行安全性的因素很多，如：线路条件、车辆运行速度、车辆的轮径差等，这些因素的相互作用使得地铁车辆的安全运行充满不确定性，对地铁车辆行车安全性带来了潜在的风险。

3、通过进行大量的仿真计算可得到多种因素综合作用下影响地铁车辆行车安全性的不利运行工况，但会大大增加人力物力，提高成本。采用正交实验法可以从全面实验方案中筛选出具有代表性的方案，并结合数据分析方法，即可获取多种因素综合作用下影响地铁车辆行车安全性的不利因素。

4、因此，现阶段需设计一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，可以通过少量的计算找到影响地铁车辆安全运行的不利因素组合工况，减少仿真计算的工况数量，提高仿真效率。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，包括以下步骤：

4、s1：明确需要考察的影响列车行车安全因素和确定各因素的水平；

5、s2：选用合适的正交表并进行仿真实验，测定仿真实验指标；

6、s3：对仿真实验结果计算分析，确定地铁车辆不利运行工况。

7、进一步的，步骤s1包括以下子步骤：

8、s11：选取曲线半径r、超高h、列车运行速度v、同一轮对轮径差δda、同一转向架轮径差δdb和同一车辆轮径差δdc六个因素；

9、s12：针对步骤s11中的六个因素，每个因素设计五个水平。

10、进一步的，步骤s2包括以下子步骤：

11、s21、根据确定的六因素五水平，选用l25(56)正交表进行仿真实验；

12、s22、按照l25(56)正交表，采用动力学仿真软件simpack对进行仿真计算。

13、进一步的，步骤s3包括以下子步骤：

14、s31、考虑地铁车辆运行安全性的评价指标，采用脱轨系数、轮重减载率、车辆运行平稳性指标和车辆临界速度作为地铁车辆运行安全的评判标准；

15、s32、利用极差分析法确定各因素对于地铁车辆运行安全性的影响，其中脱轨系数、轮重减载率、车辆运行平稳性指标为偏小型评价指标，极差值越小越好，辆临界速度为偏大型评价指标，极差值越大越好；

16、s33、利用方差分析法对各因素是否显著进行分析，得到各因素对计算结果的贡献率。

17、进一步的，所述步骤s31中，两组数据的相关性通过显著水平和皮尔逊相关系数(r值)来反映，显著水平用p值表示，皮尔逊相关系数用r值表示；p值大于等于0.05即说明两组数据相关程度不明显，否则显著相关；r值越高说明两者关系越密切。

18、进一步的，所述步骤s32中，任一因素的极差为同一因素的样本均值的最大值与最小值的差，极差最大的因素的改变对列车运行安全性的影响最大。

19、进一步的，所述步骤s33中，a因素的偏差平方和ssa的计算公式如下，

20、

21、式中，ssa表示a因素的变化引起的仿真实验结果的差异；m表示每个水平仿真实验次数；nm表示每个因素有nm个水平；yij表示a因素的第i个水平的第j个仿真实验的结果；n表示总实验次数，n＝mnm；

22、a因素的方差msa的计算公式如下，

23、

24、式中，msa表示a因素的方差；ssa表示a因素的偏差平方和；fa表示a因素的自由度数。

25、与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

26、以脱轨系数、轮重减载率、车辆运行平稳性指标和车辆临界速度作为评价地铁车辆运行安全性的标准，通过正交实验法探究曲线半径、超高、列车运行速度、同一轮对轮径差、同一转向架轮径差和同一车辆轮径差对车辆运行安全性的影响，该方法可以通过少量的计算找到影响地铁车辆安全运行的不利因素组合工况，减少仿真计算的工况数量，提高仿真效率。

技术特征：

1.一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，步骤s1包括以下子步骤：

3.根据权利要求2所述的一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，步骤s2包括以下子步骤：

4.根据权利要求3所述的一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，步骤s3包括以下子步骤：

5.根据权利要求4所述的一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，所述步骤s31中，两组数据的相关性通过显著水平和皮尔逊相关系数(r值)来反映，显著水平用p值表示，皮尔逊相关系数用r值表示；p值大于等于0.05即说明两组数据相关程度不明显，否则显著相关；r值越高说明两者关系越密切。

6.根据权利要求4所述的一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，所述步骤s32中，任一因素的极差为同一因素的样本均值的最大值与最小值的差，极差最大的因素的改变对列车运行安全性的影响最大。

7.根据权利要求4所述的一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，其特征在于，所述步骤s33中，a因素的偏差平方和ssa的计算公式如下，

技术总结
本发明涉及一种用于仿真计算的地铁车辆不利因素确定方法，属于轨道车辆技术领域，包括以下步骤：明确需要考察的影响列车行车安全因素并确定各因素的水平；选用合适的正交表并进行仿真实验，测定仿真实验指标；对仿真实验结果计算分析，确定地铁车辆不利运行工况。与传统方法相比，本发明可以通过较少的仿真计算找到影响地铁车辆安全运行的不利因素组合工况，减少仿真计算的工况数量，提高仿真效率。

技术研发人员：涂一麟,王睿,蒋蔚,李畅,何文涛,罗光兵,王开云,厉砚磊,宋冬利
受保护的技术使用者：成都中电建瑞川轨道交通有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12