(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210914455.9 (22)申请日 2022.08.01 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114970220 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 中铁电气化勘测设计 研究院有限 公司 地址 300000 天津市滨 海新区自贸试验区 （空港经济区） 中环西路3 6号125室 (72)发明人 皋金龙　李汉卿　李逢源　朱政　 周玉杰　王正　张彦民　付永佩　 孟祥奎　 (74)专利代理 机构 天津睿勤专利代理事务所 (普通合伙) 12225 专利代理师 孟福成(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 110030960 A,2019.07.19 CN 111366082 A,2020.07.0 3 CN 205256057 U,2016.0 5.25 CN 10289719 2 A,2013.01.3 0 CN 20719083 5 U,2018.04.0 6 CN 20970 6773 U,2019.1 1.29 CN 105501080 A,2016.04.20 CN 113415214 A,2021.09.21 刘铭.160km/h磁浮列车 靴轨系统动力学研 究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工程科 技II辑》 .2018,第2-4 章. 审查员 王盼盼 (54)发明名称 一种模块 化多制式靴轨 仿真模型搭建方法 (57)摘要 本发明提供了一种模块化多制式靴轨仿真 模型搭建方法， 包括以下步骤： 根据接触轨参数 构建接触轨基础模型； 根据集电靴参数构建集电 靴基础模型； 集电靴基础模型放置于接触轨基础 模型的上， 并附加静态接触力， 构建靴轨模型； 将 靴轨模型置于绝对坐标系 内， 绝对坐标系的X轴 为接触轨长度方向， Y轴为接触轨截面水平方向， Z轴为接触轨截面的高度方向； 将设计参数附加 至靴轨模型中； 确定授流制式， 并将线路工况参 数和自重参数附加至靴轨模型中， 完成靴轨仿真 模型的搭建。 本发明利用接触轨轨面方向与重力 方向的相对视角， 将重力方向作为主控要素， 同 时适配上部接触、 下部接触、 侧部接触、 四轨接触 工况， 显著提高仿真适配性， 降低对比验证时长 。 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 CN 114970220 B 2022.11.08 CN 114970220 B 1.一种模块 化多制式靴轨 仿真模型 搭建方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1： 根据接触轨参数构建接触轨基础模型； 根据集电靴参数构建集电靴基础模型； 步骤2： 集电靴基础模型放置于接触轨基础模型的上， 并附加静态接触力， 使接触轨与 集电靴形成耦合， 构建靴轨模型； 步骤3： 将靴轨模型置于绝对坐标系XYZ内， 绝对坐标系XYZ的X轴为接触轨长度方向， Y 轴为接触轨截面水平方向， Z轴为接触轨截面的高度方向； 步骤4： 将设计参数附加至靴轨模型中， 设计参数包括跨距、 接触轨安装高度和接触轨距离线路中心距离， 多个跨距的接触轨 长度方向与X轴 方向匹配， 接触轨安装高度方向与Z轴 方向匹配， 接触轨距离线路中心距离 方向与Y轴方向匹配； 步骤5： 获取线路工况参数和自重参数， 并构建相对坐标系 ； 线路工况参数包括 平面曲线 和竖曲线 ， 自重参数为由重力加速度g形成的均布力系 ； 确定授流制式， 所述授流制式包括上部授流制式、 下部授流制式、 侧部授流制式和四轨 授流制式； 根据授流制式， 确定相对坐标系 和绝对坐标系XYZ的匹配关系， 并根据匹配关系 将线路工况参数和自重参数附加至靴轨模型中， 实现绝对坐标系XYZ内的靴轨模型与不同 授流制式的适配； 完成靴轨 仿真模型的搭建； 上部授流制式时： 与XOY平面匹配， 平面与YOZ平面匹配， 与‑Z轴匹 配； 下部授流制式时： 与XOY平面匹配， 平面与YOZ平面匹配， 与Z轴匹配； 侧部授流制式时： 平面与XOY平面匹配， 平面与YOZ平面匹配， 与Y轴匹配； 四轨授流制式时： 平面与XOY平面匹配， 平面与YOZ平面匹配， 与Y轴匹配， 施加两个g。 2.如权利要求1所述的模块化多制式靴轨仿真模型搭建方法， 其特征在于： 接触轨参数 包括截面长度参数， 截面惯性矩参数、 杨氏模量和密度； 集电靴参数包括三质量块运动模 型、 滑板质量、 摆臂弹簧刚度和摆臂弹簧阻尼。 3.如权利要求1所述的模块化多制式靴轨仿真模型搭建方法， 其特征在于： 静态接触力 为施加在集电靴基础模型的滑板上的力， 通过滑板与接触轨基础模型接触传递给接触轨基 础模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114970220 B 2一种模块化多制式靴轨仿真模型搭建 方法 技术领域 [0001]本发明属于轨道交通靴轨动 态仿真领域， 特别涉及一种模块化多制式靴轨仿真模 型搭建方法。 背景技术 [0002]基于在城市景观化、 维修便捷以及雷电防护安全等方面的优势条件， 城市轨道交 通与市域轨道交通在接触轨授流方向仍具有重要的发展意义， 靴轨授流包含上部接触、 下 部接触、 侧部接触、 四轨接触的四种制式， 这四种制式均有工程实施案例， 靴轨动态仿真对 精细化设计、 状态化维修具有重要指导 意义。 [0003]在上部接触靴轨授流中， 接触轨主截面方向与自重方向相反； 在下部接触靴轨授 流中， 接触轨主截面方向与自重方向相同； 在侧部接触靴轨授流中， 接触轨主截面方向与自 重方向垂直； 在侧部接触靴轨授流的上部增加一套相同的侧部接触轨靴轨授流形成四轨接 触靴轨授流， 接触轨主截面方向与自重方向垂直。 现有国内外靴轨动态仿真对上述四种授 流模型采用单独建模方式， 单独建模 存在效率低下， 兼容 性差， 对比验证耗时长的劣势。 发明内容 [0004]本发明针对现有技术中存在的技术问题， 提供一种模块化多制式靴轨仿真模型搭 建方法， 利用接触轨轨面方向与重力方向的相对视角， 将 重力方向作为主控要 素， 同时适配 上部接触、 下部 接触、 侧部 接触、 四轨 接触工况， 显著提高仿真适配性， 降低对比验证时长 。 [0005]本发明采用的技术方案是： 一种模块化多制式靴轨仿真模型搭建方法， 包括以下 步骤： [0006]步骤1： 根据接触轨参数构建接触轨基础模型； 根据集电靴参数构建集电靴基础模 型； [0007]步骤2： 集电靴基础模型放置于接触轨基础模型的上， 并附加 静态接触力， 使接触 轨与集电靴 形成耦合， 构建靴轨模型； [0008]步骤3： 将靴轨模型置于绝对坐标系XYZ内， 绝对坐标系XYZ的X轴为接触轨长度方 向， Y轴为接触轨截面水平方向， Z轴为接触轨截面的高度方向； [0009]步骤4： 将设计参数附加至靴轨模型中， [0010]设计参数包括跨距、 接触轨安装高度和接触轨距离线路中心距离， 多个跨距的接 触轨长度方向与X轴 方向匹配， 接触轨安装高度方向与Z轴 方向匹配， 接触轨距离线路中心 距离方向与Y轴方向匹配； [0011]步骤5： 获取线路工况参数和自重参数， 并构建相对坐标系 ； 线路工况参数包 括平面曲线 和竖曲线 ， 自重参数为由重力加速度g=9.8m/s2形成的均布力系 ； [0012]确定授流制式， 所述授流制式包括上部授流制式、 下部授流制式、 侧部授流制式和 四轨授流制式；说　明　书 1/4 页 3 CN 114970220 B 3