城市轨道交通牵引系统仿真技术研究

回顾了国内外城市轨道交通系统仿真技术的发展现状,详细阐述了现有仿真系统存在的模型建立不够精确、列车与供电系统间的相互影响考虑不全面等问题导致仿真结果与实际偏差较大的特点,并从车辆与牵引供电网电气交互的角度仿真分析了列车的运行特性,说明牵引网电压变化对车辆牵引性能的影响,最后指出为研究城轨系统的实际运行特性,应进行车网结合的多列车、多工况动态联合仿真,同时

第 3第 8期 9卷 21 0 1年 8月

同济大学学报(然科学版 )自J U N L O O G I N V R IY N T R LS IN E O R A FT N J U I E ST ( A U A CE C )

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文章编号： 2 33 4 2 1 )81 6—6 0 5—7 X(0 1 0—1 10

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城市轨道交通牵引系统仿真技术研究韦莉张逸成达世鹏沈小军，,,1同济大学电子与信息工程学院， .上海 2 10; . 0 8 4 2上海申通地铁集团有限公司维护保障中心供电分公司，上海 20 3 ) 0 0 1

摘要：回顾了国内外城市轨道交通系统仿真技术的发展现

c mbn smu t tan wi l— r i gmo e i d ma d d, n o i e l - i t mu t wo k n d e n e a d ir h i s

状，详细阐述了现有仿真系统存在的模型建立不够精确、列车与供电系统间的相互影响考虑不全面等问题导致仿真结果与实际偏差较大的特点，并从车辆与牵引供电网电气交互的角度仿真分析了列车的运行特性，明牵引网电压变化对说车辆牵引性能的影响，最后指出为研究城轨系统的实际运行特性，应进行车网结合的多列车、多工况动态联合仿真，同时还应开展通用仿真平台的研究，提出使用 P D/ MT C并 S E D与 MA L B集成作为仿真开发平台. TA 关键词：城市轨道交通；牵引供电；车辆；仿真软件；系统模型；联合仿真中图分类号： 3 . U295文献标识码： A

h t d f g n r l mu a i lt r s o l lo b r t e su y o e e a i lt n p a o h ud as e c r i d a s o fm a e

o tI i po sd t t eitgai f S A E D n u.t s rp e a e rt no C D/ MT C a d o h t n h o PMa lb c n b s d f r d v lp n e pa o . t a u e o e eo i g t lt r a e h f m Ke wo d: u b n r i t a s t ta t n p we; ta n y r

s r a al r n i; r c i o r o ri;

s l insf ae y tm mo e;on-i lt n i a o t r;ss dl jit muai mu t o w e s o

随着城市建设规模的扩大和城市人口的增多，

交通拥挤、行不便以及随之而来的环境污染等问出题严重影响着城市生活质量 .市轨道交通以其快城速、安全、时、污染以及载客量大等特点而成为准无解决大中型城市交通问题的首选方案 l .几年国 _近 1]

S u y o i lto eh oo y fr T a t n t d f S mu ain T c n lg o r ci o P we y tm fUr a i T a st o rS se o b n Ral r n i

家在轨道交通的投人大幅增加，市轨道交通大发城展的时期已经到来 .至 2 0截 0 8年 9月，国城市轨中道交通运营里程已经达到 7 5 6k全国“ 7 . m.十一五” 期问计划建设 15 0k左右轨道交通，投资额在 0 m总

W I i, H N i eg, AS i n S E L ZA GY h D h eg,￣ cn p

Xa u i jn o

( .C l g o Ee t nc ad nomai, To gi 1 ol e f lcr is n Ifr t n e o o nj Unvri, ies y tS a h i2 1 0 h ng a 0 8 4,C n;2. e P we u py Brn h o i Tr fi hia Th o rS p l a c fRal a f c Mantn nc up o tCe t ro h n ha h n o toGr u ., i e a eS p r n e fS a g iS e tng Me r o pCoLt,S a g i2 0 3 d. h n ha 0 0 1,Chi ) na

40 0 0 0￣50 0亿人民币，国 4全 8个百万人口以上的大城市中已有 3 0多个城市开展了城市轨道交通的建设或筹建工作 l . 2]

Ab t a t s r c:Th S p p r f s e iws t e d v lp n t t s o i a e i t r v e h e eo me tsa u f r d me t n ntr a o a i lt n t c n lg o r a al o s i a d i e n t n ls c i mu a o e h o o y fr

u b n r i i

在城市轨道交通飞速发展的同时，些问题也一不断显现 .随着客运量的激增，如地铁在高峰时段超负荷运行时变电站直流开关和车辆高速开关跳闸的问题时有发生，重影响了安全运营口 .从根本上严]要

ta st s s e,a d e c ie i d t i h e h r c mig o r n i y t m n d s rb s n e l a t s o to n s fe it g s ua in s se u h a e s a c r t d l n x s n i l t y t ms s c s ls c u a e mo es a d i m o i c mp e e sv o sd r t n o e i tr ci n b t e r i n o r h n i e c n ie a i f t n e a t we n tan o h o e a d ra t n o r y tm, la i g o lr e d va i n f n t c o p we s se i e d n t a g e i t o o s ua o r s l c mp r d wi p a t a e p r e t i lt n m i e ut o a e h t rc c l x ei n . i m

探明这些问题发生的原因，从整个牵引供电系统须角度去深入研究 .而由于城市轨道交通行业的特然殊性，取大规模的试验研究方法不仅会消耗大量采的财力和物力，而且往往会受各方面因素的制约而

S mua o f ee t i 1i t r c o e we n tan a d ta t n i lt n o l crc n a t n b t e r i n c o i a e i r is s m h ws t a t e ra t n e ro ma c f t e ran i yt e s o h t h t c i p fr n e o t i S o h i f e c d b e v r t n o v r e d l e Sv l g . ia l,n n u n e y t a ii f e h n’ o t e F n l i l h a o o a i a y o d r t a e a f l sa e r f c in o e c a a trs is o r e o h v u l c l e e t n t h r c it f— l o h e c u b n a l ta st y tm t a d n mi s ua o wh c r a r i r n i s s e h t y a c i l

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难以实施 .算机系统仿真技术不仅可以降低研发计的危险性和开支，还可以模拟实验无法进行的工况， 为研究整个系统提供了有力的支持 .而且，真技术仿

收稿日期： 00—0—0 21 7 1基金项目：国家自然科学基金(0 7 0 4;海市科委重大专项子课题 (0 z2 0 0 ) 5 8 7 5 )上 1 d1 0 2 5

第一作者：韦

莉 (9 2 )女， 18,工学博士，主要研究方向为城市轨道交通供电与车辆系统建模与仿真、城轨供电安全与节能技术

E ma: i0 9 malc n - i wel 2@g i o 1 l i .

通讯作者：张逸成 (9 1 )男， 1 5一，教授，博士生导师，工学博士，主要研究方向为新型智能电气设备及控制、电磁场理论及应用 .Emalkj@2 3 n t - i:z c 6 . e