高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法与流程

本发明属于高速铁路接触网设计，尤其涉及高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法。

背景技术：

1、高速铁路接触网设计复杂，其波动特性对弓网受流质量的影响十分显著，尤其是吊弦点的反射波直接影响受电弓与接触网的平稳接触。文献《最新电气化铁道接触网规划、设计、施工实用全书》中1047-1056页指出，吊弦点反射波的强度通常由反射系数决定，反射系数应当越小越好，通常应为0.4左右可满足要求，并给出了反射系数的计算公式：

2、

3、其中，公式中r为反射系数；hcw为接触线张力；m’cw为接触线单位长度质量；hmw为承力索张力；m’mw为承力索单位长度质量；从式(1)中可以看出，反射系数是确定接触网张力的重要指标，然而通过公式(1)获得的不同吊弦布置方式的反射系数都是一样的，所有位置的反射系数都是一样的；但是，实际上接触网不同吊弦布置方式的反射系数不一样，受电弓移动到接触网不同位置的反射系数也不相同。

技术实现思路

1、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

2、高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，包括如下步骤：

3、建立弓网耦合振动系统模型，所述模型中端点a和b代表接触线振动变形部分的两个端点，且接触线上这两点以外部分振动变形可以忽略，因此假设这两点为支撑点，在模型中实现位移约束，并获取某个时刻的受电弓和接触线位置关系；

4、根据接触网的约束条件求解弓网耦合振动系统模型，获得受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动；

5、根据获得的受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动，计算受电弓所在位置的反射系数。

6、进一步的，所述弓网耦合振动系统模型中假设受电弓以速度v从a点沿接触线滑动距离l0＝vt，采用索模型的波动方程可得：

7、

8、其中：u(x)为阶梯函数；t1，t2，…，tn是接触线上a、b之间分布的吊弦抬升后的拉力变化值；x1，x2，…，xn是吊弦拉力相对于受电弓所在位置的距离；n是ab部分之间吊弦的数量；mj是单位长度接触线的重量，sj为接触线的水平张力；f是受电弓的抬升力，以水平速度v沿接触线移动；lf表示发生振动变形的接触线部分长度；lf和lt分别是受电弓抬升力和吊弦拉力在接触线上的抬升长度范围；t1，t2，…，tn和lf、lf、lt可以通过受电弓抬升力静态抬升的计算结果确定。

9、进一步的，所述的根据接触网的约束条件求解弓网耦合振动系统模型，获得受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动的方法为：

10、根据边界条件y(x,0)＝0、及y(0,t)＝y(lf,t)＝0可得波动方程的解为：

11、

12、其中：

13、

14、

15、受电弓抬升力造成的振动为：

16、

17、吊弦拉力变化值造成的振动为：

18、

19、进一步的，所述是根据获得的受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动，计算受电弓所在位置的反射系数的方法为：

20、

21、如果考虑lf≈lt可得反射系数近似计算公式

22、

23、其中，t1、t2、t3、t4为距离受电弓最近的4根吊弦在抬升后的拉力变化值。

24、本发明的优点和积极效果是：

25、本发明提出的高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，能考虑接触网不同吊弦布置方式以及受电弓移动到接触网不同位置对反射系数的影响，以指导接触网的设计，提高行车安全。

技术特征：

1.高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，其特征在于，所述弓网耦合振动系统模型中假设受电弓以速度v从a点沿接触线滑动距离l0＝vt，采用索模型的波动方程可得：

3.根据权利要求2所述高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，其特征在于，所述的根据接触网的约束条件求解弓网耦合振动系统模型，获得受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动的方法为：

4.根据权利要求3所述高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，其特征在于，所述是根据获得的受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动，计算受电弓所在位置的反射系数的方法为：

技术总结
本发明涉及高速铁路接触网不同位置反射系数的获取方法，包括如下步骤：建立弓网耦合振动系统模型，所述模型中端点A和B代表接触线振动变形部分的两个端点，且接触线上这两点以外部分振动变形可以忽略，因此假设这两点为支撑点，在模型中实现位移约束，并获取某个时刻的受电弓和接触线位置关系；根据接触网的约束条件求解弓网耦合振动系统模型，获得受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动；根据获得的受电弓抬升力造成的振动和吊弦拉力造成的振动，计算受电弓所在位置的反射系数；本发明能考虑接触网不同吊弦布置方式以及受电弓移动到接触网不同位置对反射系数的影响，以指导接触网的设计，提高行车安全。

技术研发人员：白裔峰,蒋先国,罗健,邓洪,崔校玉,王国梁,古晓东,周敏,李波,何常红,韩凌青,许鸿谦,李国胜,魏博,李洪生,杨凡,李少鹏,张琦,郭琦沛,王圣昆,晋壮壮
受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25