MATLAB列车牵引计算系统设计与实现(3)
积分计算制动距离和时间。
(3)多质点列车模型[5]
详细电算法的发展，是由于高速、重载列车技术的迅速发展，
特别是 200km／h 以上高速列车技术的发展，使原有的简化计算方法已不能满足要求。
采用该模型进行列车牵引计算具有的优点：可以按实际列车的编组情况进行逐辆编组的
详细计算，包括对不同车型、制动机和缓冲装置、空中车辆的混编均可模拟。
1.3 本课题发展趋势
本课题在国内外都有很长一段时间的研究及发展，国外比较成熟的列车牵引计算与
操纵仿真系统有北美的TPC[3]
（Train Performance Calculator）系统和 RAILSIM[3]
系统，
欧洲的 TrainStar
[3]
系统（铁路模拟系统），日本的 UTRAS[3]
系统等。另外，国外在列车
牵引计算系统的实现模拟方面应用更多的列车自动驾驶。ATC[3]
作为列车自动控制系统
的一个重要的子系统，利用车载固化信息和地面信息实现对列车牵引、制动的控制，使
列车经常处于最佳或较好的运行状态，提高乘客的舒适度，提高列车准点率，节约能源。
目前，国外的高速铁路技术日趋成熟，如日本的新干线列车控制系统[2]
、德国的 ICE 系
统[3]
、法国的TGV系统[3]
等。相对于国外国内本课题一共经历了三个发展阶段：人工计
算和图解法[3]
、单质点列车模型的电算法[4]
、多质点列车模型的电算法[5]
。目前由于人工
计算和图解法[3]
无法对复杂的牵引和制动过程进行精确、快速计算，所以已经慢慢被可
对多种车型进行仿真模拟计算、可模拟多变量参数的多质点电算方法取代。在国内外多
质点电算[5]
方法已被广泛使用。
1.4 本课题的基本内容
本课题旨在采用 MATLAB 语言实现机车的牵引计算仿真系统的实现，其主要内容
有如下几点：
1）掌握牵引计算基本理论。确定型号，查阅牵引规程及参考教科书，确定该型号机车的基本参数及必要公式。通过已知这些参数公式得到机车在三种牵引状态（制动、牵
引、惰行）下运动方程，利用已知的牵引重量得到三种牵引状态下不同速度时列车的单
位合力。
2）建立三种牵引状态（制动、牵引、惰行）在不同速度时的单位合力的表格数据。
重点实现的是利用 EXCEL 自动计算功能，完成三种牵引状态（制动、牵引、惰行）下
单位合力的自动计算。简化人工计算繁琐的步骤，并为后续利用 MATLAB 实现三种牵
引状态（制动、牵引、惰行）下单位合力的自动绘图奠定基础。
3）掌握 MATLAB 基本编程语言，利用 MATLAB 可视化编程软件实现不同速度下
三种牵引状态（制动、牵引、惰行）下单位合力的折线图的绘制和列车运行时分图的绘制。