列车牵引计算系统设计.pdf

铁道运输与经济 RAILWAY TRANSPORT AND ECONOMY 83 第2 9 卷 第8 期 经济研究经济研究 文章编号1 0 0 3 - 1 4 2 1 （2 0 0 7 ）0 8 - 0 0 8 3 - 0 3 中图分类号U 2 6 0 . 1 3 文献标识码B 列车牵引计算系统设计 廖 勇 西南交通大学 交通运输学院，四川 成都 6 1 0 0 3 1 84 第2 9 卷 第8 期 铁道运输与经济 研究与建议研究与建议 备， 键入机车的类型、 机车的牵引 特性、 阻力计算公式参数、 动力制 动特性、 能耗特性、 机车的计算质 量、 机车长度等与列车牵引计算有 关的原始数据。 并通过该系统生成 相应的机车数据库供以后计算牵引 质量、 求解制动距离、 制动限速、 机 车燃油、 电能的消耗时调用。 （2 ） 线路及车站数据管理系 统。线路数据子系统的作用， 是从 外部各种输入设备， 输入某条线路 或其某区段的原始数据。 包括 区间 数、 每个区间的线路限速、 坡段数、 每个坡段的坡度和长度、 各车站的 站名、 第一个车站的中心里程， 以及 表示公里标递增或递减的符号、 桥 梁、 隧道长度、 道口和曲线半径圆 心角等有关的数据， 并在磁盘上生 成相应的线路数据库形成电子地图， 供以后计算、 反向或化简时使用。 对于车站数据主要指车站到 发线的有效长、 车站内线路的平纵 断面、 车站进出站道岔的位置等。 （3 ） 车辆数据管理系统。在牵 引计算中所需车辆数据有 车辆类 型、 基本阻力计算参数、 车辆自重、 标记载重、 轴承类型、 制动机型号、 制动闸瓦材料的类型、 换算闸瓦压 力大小等。 （4 ） 数据转换系统。铁路运输 各个部门都有一套建立在一定基础 数据之上的数据管理模式， 由于每 一部门所承担的任务不同， 因此数 据库的结构也不相同。 为了利用其 他部门的原始数据， 减少重复键入 数据的繁琐， 提高数据的输入效率 和降低数据输入出错的几率。 为此 在列车牵引计算系统中设计一个专 用的数据导入系统， 将其他部门已 有的数据导入到牵引计算系统数据 库中， 并转换成牵引计算系统所需 要的数据结构。 （5 ） 列车编组数据管理系统。 列车的编组涉及机车车辆的类型、 牵引质量、 列车的计长等一系列的 相关数据， 是列车牵引计算的基 础。 所以列车编组数据的输入是牵 引计算的前提。列车编组数据包 括 机车、 车辆的型号及其数量、 关 门车的数量、 车辆的实际载重等。 1 . 2 牵引计算处理系统 有了列车牵引计算的原始数 据， 可根据需要设置相应约束条 件， 对原始数据进行处理， 根据不 同目的， 可将牵引计算处理系统分 为预处理系统和实际处理系统。 预 处理系统是对原始输入的数据， 根 据实际需要进行格式转换和数据提 取等方面的操作; 实际处理系统是 根据求解需要对预处理系统数据进 行计算处理得到用户需要的结果。 1 . 2 . 1 预处理系统 （1 ） 线路提取系统。在实际的 牵引计算中， 经常只需对一条线路 或对部分区段、 区间进行计算。这 样需设计一个线路提取系统对线路 数据库的数据进行摘录， 仅取出牵 引计算中涉及到的一小部分数据， 再把这些数据记录到磁盘中， 生成 一个新的临时线路数据库， 供计算 这些区段时调用。 （2 ） 线路的自动反向系统。利 用单线铁路的逆向特性， 一次输入 一个方向的数据， 然后运用线路的 自动反向系统生成线路反向的数 据， 包含改变运行方向、 上下坡互 换、 序号及其他相关数据的改变 等， 并在磁盘上生成一个新的反向 线路数据。 （3 ） 线路化简系统。对于平纵 断面比较复杂的线路， 如果不对线 路进行化简将使数据的处理和计算 过程变得非常复杂。 为了降低处理 过程的复杂程度， 或者在有些牵引 计算中， 对计算的精度要求不高的 情况下， 可以对线路的平纵断面先 进行化简。 线路化简系统的功能是 从磁盘中读出未经化简的线路数 据， 按照化简的限制条件对其进行 化简后， 再写回到磁盘中生成化简 线路数据库。 1 . 2 . 2 实际处理系统 实际处理系统是在预处理后 数据的基础上， 作各系统的计算。 （1 ） 列车牵引质量计算系统。 该子系统的作用是根据各区间的限 制坡道求出一个初始牵引质量， 并 将这个初始牵引质量按照起动地段 的加算坡道、 到发线有效长、 小半 径曲线的粘着系数下降限制、 平直 道上达到最高运行速度时的保有加 速、 动能闯坡的坡顶速度、 长大下 坡道列车缓解充风时间和制动空走 时间进行验算， 如果运用内燃机车 牵引， 还必须按照内燃机车通过长 大隧道的最低速度验算。 根据验算 结果取最小的牵引质量作为该计算 区间的列车牵引质量或采取其他的 相应措施提高牵引质量。 （2 ） 坡段的限速系统。在长大 下坡道上， 为了使列车不会因速度 过高而无法制动或制动距离超出了 列车牵引计算规程 的标准， 必须 对列车速度进行限制。 坡段制动限 速系统为每个坡段检算制动限速， 并且与每个坡道的线路限速和机车 车辆构造速度相比较， 将该4 个速 度的最小值作为坡道的最高运行限 速， 然后将这个速度和线路数据一 起生成一个新的线路数据库。 新数 列车牵引计算系统设计 廖 勇 第2 9 卷 第8 期 85 铁道运输与经济 研究与建议研究与建议 据库与原数据库的区别在于每个坡 道的限速是以新求得的最高运行速 度为准。 （3 ） 列车运行时分系统。该子 系统的目的在于模拟列车运行， 根 据列车的牵引质量和合理机车运行 工况以及具体的线路平纵断面条 件。根据列车的运动方程， 检算列 车的运行时分， 并将计算结果存入 到磁盘中。 （4 ） 机车能耗系统。机车能耗 是关系到运输成本和机车运用效率 的关键参数。对电力、 内燃牵引不 同工况下的能耗做出精确的计算， 有利于安排机车的运用、 检修和对 运费的核算， 合理计算机车的能耗 是牵引计算系统中的重点。 （5 ） 运营费计算系统。运营费 是项目运营后的一种长期消耗， 运 营费的多少将直接影响项目的效益 和方案的优劣。 铁路方案比选的运 营费是由多项费用构成， 其组成项 目， 除在个别情况下要计算某些特 殊项目外， 一般情况下， 由两大类6 个项目组成， 即年运营费 （含 列车运行费、 列车起停附加 费、 固定设备维修费） ， 运营投 资费 （含机车购置费、 车辆购 置费、 货物在途滞留费） 。 在6 个项目中除固定设备维修费 和货物在途滞留费外， 其他项 目直接与牵引计算相关。 1 . 3 界面系统 1 . 3 . 1 数据库界面 数据库管理系统是分类 管理列车牵引计算各项数据 的基础， 为了提高系统与用户 的交互性， 方便用户更改数据 库中的数据， 将各种数据一一 设计相应的数据库界面， 以实 现人机交互。 1 . 3 . 2 牵引计算模拟输出界面 牵引计算的各种结果数据是 用户最终需要的数据， 由于牵引计 算的数据种类多、 数据量大， 因此 将结果数据分门别类展示给用户。 （1 ） 屏幕显示输出系统。从计 算机磁盘中取出相关的数据， 通过 C R T 、 L C D 或其他终端显示设备输 出供用户使用。 （2 ） 打印输出系统。该系统与 屏幕显示输出系统的区别， 是将从 计算机磁盘中取出的相关数据， 通 过打印机或绘图仪展示给用户。 （3 ） 网络传输系统。铁路运输 部门各单位， 可将列车牵引计算系 统产生的结果通过网络传输给需要 的部门， 实现资源共享。 （4 ） 绘制速度时分曲线系统。 列车的速度时分曲线是列车在线路 上运行的图形表示， 速度时分曲线 具有直观、 清晰、 对用户友好的特 点， 通过速度时分曲线可以读出列 车在任何地点的速度和运行时分， 分析机车在运行过程中各种工况的 合理性。 （5 ） 牵引计算模拟系统。牵引 计算分为自动计算和模拟计算。 牵 引计算的自动计算涉及到人工智 能、 计算机技术、 最优化理论、 机车 车辆、 土木工程、 数学模型等一大 批学科知识的相关综合体， 其实现 的难度较大。 在牵引计算算法没有 完善前， 可以采用模拟的方式。牵 引计算模拟系统操作平台的完善 首先必须将线路条件、 机车的操作 台一一模拟在系统的界面上。 牵引 计算模拟系统要求将线路条件和 机车操作台的各个细节都要模拟 清楚; 影响列车运行速度， 工况选 择的各种因素都必须如实的反应在 系统中。 牵引计算模拟系统的最重 要的一个环节是其系统的响应时间 要短， 如果系统的反应时间长， 使 得机车用户的操作不能如实的反 应到系统中， 则系统就不能及时的 响应用户的指令， 必然使得其操作 结果不合理。 图1 牵引计算系统层次结构图 列车牵引计算系统设计 廖 勇 数据管理系统 坡段的 限速系统 列车运行时 分计算系统 列车牵引质 量计算系统 铁道运输与经济 RAILWAY TRANSPORT AND ECONOMY 86 第2 9 卷 第8 期 研究与建议研究与建议 近 年来， 铁路持续大面积提速， 旅客列车最高时速已经达到 和超过2 5 0 k m ， 这对方便人们出 行， 提高工作效率， 加快国民经济 的发展， 起到积极的推动作用。但 是， 由于铁路安全防护设施相对落 比较落后， 与行人、 车辆安全意识 薄弱之间形成一对难以调和的矛 盾， 铁路人身伤亡事故不断发生， 诉至法院的赔偿纠纷案件逐年递 增。如何依法处理好铁路人身伤 亡赔偿纠纷案件， 教育人们提高 铁路交通安全意识是当前迫切需 要解决的问题。 1 准确认定受损害人身份是 正确适用法律的前提 我国法律对铁路人身损害案 件做出了区别对待的法律规定。 因 此， 确定受害人身份是正确适用法 律的前置条件。 1 . 1 受损害人身份的分类 （1 ） 在岗铁路职工损害。即正 在岗位执行任务的铁路职工 （包括 正式职工、 合同工和临时工） 因铁 路交通事故而受到的人身伤害。 如 果他们在各自岗位上执行职务的过 程中， 因铁路交通事故而受损害， 则应归入此类。 （2 ） 铁路旅客损害。凡在我国 文章编号1 0 0 3 - 1 4 2 1 2 0 0 7 0 8 - 0 0 8 6 - 0 3 中图分类号D F 4 1 6 文献标识码B 铁路人身损害赔偿法律适用探讨 王国栋 （郑州铁路局 企业管理和法律事务处， 河南 郑州 4 5 0 0 5 2 ） 摘 要针对铁路人身伤亡事故不断发生， 诉至法院的赔偿纠纷 案件逐年递增的状况。 指出在处理铁路人身伤亡赔偿纠纷案件中， 准确认定受损害人身份是正确适用法律的前提；查明受损害原因 是正确适用法律的基础；准确理解立法精神是正确适用法律的保 证。 关键词铁路；人身损害；赔偿；法律 2 系统体系结构 系统的体系结构是系统设计 的基础， 列车牵引计算系统的设计 和各个子系统之间的关系如图1 。 机车数据、 车辆数据、 列车的编组 和线路车站数据， 经手工键入或系 统导入后， 形成牵引计算系统需要 的存储格式和其他要求的数据库。 当系统运行对数据进行处理时， 先 通过预处理系统从磁盘数据库中读 出数据， 对数据进行预处理。如果 是单线铁路， 则先进行反向处理， 生成反向线路的数据库。 如果要计 算的线路只是线路数据库的一个子 集， 可对其进行线路提取。对需要 化简的线路， 作平纵断面的化简， 并将预处理结果保存。 在预处理之 后， 调用不同的实际处理系统求 解。最后通过显示器、 打印机将计 算结果展示给用户或通过网络传输 系统将数据传输给其他部门。 为了满足用户在牵引计算系 统工作中， 对系统的控制和对数据 的修正， 在整个系统的输入、 处理、 输出过程中都要设计相应的人机交 互接口， 提供给用户随时接管系 统， 人为干预系统的工作， 纠正系 统的错误和对数据的更正。 列车的牵引计算系统的输入 系统所完成的功能， 不仅是数据的 输入， 更重要的是对数据的管理。 参考文献 ［1 ］ 饶 忠. 列车牵引计算 ［M ］ . 北京 中 国铁道出版社．1 9 9 9 . ［2 ］ 汪应洛. 系统工程理论、 方法与应用 ［M ］ . 北京 高等教育出版社. 2 0 0 3 . ［3 ］ 王 珊， 陈 红． 数据库系统原理 ［M ］ . 清华大学出版社. 2 0 0 4 . 收稿日期2 0 0 7 - 0 1 - 1 6 修订日期2 0 0 7 - 0 2 - 2 5 责任编辑黄宣镌