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动车组牵引计算仿真系统的研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着我国铁路运输的快速发展，动车组牵引功率的计算和评估显得愈加重要。在高速铁路建设中，动车组的牵引性能、安全性能、节能性能等因素均直接影响着列车的整体运营效果。因此，建立一套可靠的动车组牵引计算仿真系统，对于提高动车组牵引性能、缩短列车运营时间、降低列车运营成本，具有重要意义和广阔的应用前景。
二、任务目标
本课题以建立一套动车组牵引计算仿真系统为目标，将系统的主要结构设置为：动力系统分析模块、参数输入模块、牵引力计算模块、运行仿真模块、结果输出分析模块。通过各个模块之间的协同工作，实现对动车组牵引性能的全面评估。
三、任务内容
1.动力系统分析模块
该模块主要负责对动车组牵引系统的动力学特性进行分析。针对动力系统的各个子系统，采用建立数学模型的方法，对于牵引电机、变速器、电控系统、制动器和机车车重等因素进行综合分析，以此预测出动力系统的牵引力输出。
2.参数输入模块
通过构建本系统的参数输入模块，用户可以输入动车组牵引系统的各项参数，包括车辆重量、车速、曲线半径、坡度等参数，确保动车组牵引计算仿真系统中所有的参数均可被识别和使用。
3.牵引力计算模块
该模块是本系统最为核心的部分之一，对于动力系统分析模块预测的动力输出进行判断，综合考虑车辆质量、路段坡度等因素，得出动车组牵引力计算结果。同时，本模块还需考虑列车在坡道上行驶、超限时的牵引力计算。
4.运行仿真模块
仿真模块需要针对模拟场景进行多轮仿真，结合牵引力计算模块的计算结果，模拟动车组在不同路况、运行速度、坡度条件下的运行情况。本模块会通过动车组的牵引力输出并结合其他列车参数，生成一组仿真输出数据，并通过可视化的方式展现给用户。
5.结果输出分析模块
结果输出分析模块将仿真模拟过程中得到的数据经过处理和归纳后，以图表等形式整合出系统实验结果，反馈给用户。系统需要实现自动保存和加载仿真结果，供后续分析的使用。
四、研究计划
第一年：系统设计与开发概要，创建原型系统。
第二年：系统功能完善，数据处理和算法优化。
第三年：系统性能优化和应用拓展（如交互设计及校验，多协议支持，兼容多种硬件等）及实验室标准化。
五、预期成果
1.建立一套高效、准确的动车组牵引计算仿真系统，实现对于动车组牵引性能的全面评估。
2.优化动车组牵引参数的计算方法，提高计算结果的准确度。
3.提供可视化的仿真结果及数据处理模块，更好地服务于后续研究工作。
4.发表相关的学术论文，推动相应领域的学术交流。
六、参考文献
1.宋莉，朱光亚，杨昌银.基于MATLAB的轨道交通牵引力仿真计算方法[J].中国科学院大学学报,2014,31(4):491-498.
2.LoutasTH,NerantzakiGA,GialelisJ.DevelopmentofaTrainPropulsionCalculationModel[J].JournalofEngineeringandAppliedSciences,2017,12(6):1323-1332.
3.GopalakrishnanK,EswaranS,LakshminarasimhanV,etal.DevelopmentofanInteractiveModelforLocomotivePropulsionSystemDynamometer[C]//2020InternationalConferenceonAdvancesinComputingandCommunicationEngineering(ICACCE).IEEE,2020:23-28.