基于短行程分析法的列车牵引系统典型运行工况构建

为解决列车牵引系统在长距离、多工况运行时额定点的效率测试结果不能准确反映其实际能效水平,以及目前缺乏典型运行工况支撑牵引系统能效水平评估并指导产品节能设计等问题,文章提出了一种站点式短行程分析结合非参数检验构建铁路列车牵引系统典型运行工况的方法。其首先对短行程进行划分、筛选及随机组合,然后通过非参数检验选取最佳短行程组合。文章采用该方法以某型电力机车牵引系统为例构建了其典型运行工况,采用运行特征参数值误差分析和车速-牵引力(V-F)分布概率二维矩阵相似度对该方法进行验证。结果显示,所构建的典型运行工况与所采样数据特征值偏差为4.54%,V-F分布概率矩阵相似性为98.06%,这表明所提方法可较为准确地反映列车牵引系统实际运行特性,所构建的典型运行工况与列车牵引系统实际运行情况具有较高的吻合度,可用于列车牵引系统节能设计及能效水平评估。

基于车辆运动及能耗特性的城市轨道交通典型运行工况构建

构建城市轨道交通线路的典型运行工况有助于评估车辆运行过程中的充放电需求,为储能系统的安全工作以及线路的优化运行提供有效的输入条件。为了提取列车代表性的速度序列和功率序列,该文推演融合车辆运动特性和能耗特性的评价函数,以站点式短行程分析法为基础构建城市轨道交通线路典型运行工况。首先,定义运动特征参数误差阈值对各个运行区间的短行程进行初步筛选;而后利用能耗特征参数计算各个短行程与平均值之间的平方欧式距离来从每个运行区间的候选短行程中筛选出各自最有代表性的工况序列;最后按照站点顺序将筛选出的工况序列进行拼接并依次插入平均停车时间,从而获得整条线路的典型运行工况。以海珠线为例进行的算例分析表明,与传统的基于主成分分析的短行程分析法相比,本方法在大幅降低计算量的基础上,不仅能准确反映城轨车辆的实际运行特性,还能较为真实地体现车辆运行过程中的能耗特性,实现了运动特性和能耗特性的双重准确。