第1章绪论
1.1引言
中国铁路网中的第一段交流电气化铁路是自1958年开始修建的宝成铁路宝鸡一凤州段,长约91km,于1961年8月5日投入运营。通过50余年发展,截至目前中国电气化铁路总里程超过3万km,跃居世界第二位。同时2010年12月3日,在京沪高速铁路先导段联调联试中,使用的两架DSA380型受电弓的CRH380AL型动车组运行速度达到了486.1km/h,再次创造了列车双弓情况下的最高运行速度[1]。接触网是沿电气化铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。作为电气化铁路的重要供电设备,接触网具有三大特点:其一是接触网沿铁路线架设,是露天供电设备,工作条件恶劣,自然事故易发;其二是接触网是特殊的供电设备,靠受电弓与接触线滑动接触供电,在高速运行下,受电弓和接触线都要引起振动并相互磨损,易出现弓网事故;其三接触网是无备用设备,一旦损坏将使行车中断,有时会造成大事故。这些特点都说明了接触网的特殊性和重要性[2]。随着电气化铁路的快速发展,保障设计安全、提高设计的准确性,加快设计速度,成为接触网设计工作的重要发展方向。虽然目前接触网设计过程中都使用了AutoCAD绘图软件代替了传统的手工设计,但是由于设计过程中存在大量机械式重复性的劳动,因而容易出现人为的遗漏疏忽导致设计错误。在CAD技术快速智能化发展情况下,用数据库技术和智能化的思想,来取代接触网设计中的大量繁琐的人工劳动是各个电气化铁路大国的设计发展趋势。从接触网设计内容看包含数值计算、图纸绘制、数据检索、逻辑分析、经验及决策的综合设计过程。显然,数值计算、图纸绘制及数据检索便于计算机处理,逻辑分析应由人机交互完成,而经验及决策以及资料收集、设计配合及环境条件零乱复杂的分析等应由设计者完成,逻辑分析及经验决策也可考虑引入专家系统实现部分功能[3]。
第2章系统开发相关知识
2. 1 AutoCAD 二次开发技术
到目前为止,Autodesk公司已经相继推出了四代二次开发工具,主要包括六种二次开发技术:AutoLISP,Visual LISP, ADS,VBA, ObjectARX 和.NET API 技术。他们之间的优缺点也是显而易见的:ObjectARX功能强大,编程效率高,但编程者必须掌握VC++,而这门语言学习起来比较困难;VBA和Lisp虽然简单容易学习和上手,但他们对幵发大型程序无能为力。而.NET则结合了VC++的功能强大和VBA易学易用的特点,可以快速地开发出功能强大的AutoCAD程序。AutoCAD提供的.NET API类都位于Autodesk.AutoCAD开头的命名空间中,其中常用的命名空间有[32]:
1. Autodesk.AutoCAD.DatabaseServices 命名空间中的类表不组成AutoCAD 图形数据库的元素,包括有图形界面的对象(也就是实体如直线、圆等)和非图形界面对象(如层、线型和文字样式等)
2. Autodesk-AutoCAD-Runtime命名空间中的类提供了系统级别的功能,如DLL初始化和运行时类的注册与确认等。
3. Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices命名空间中的类用来定义和注册新的AutoCAD命令,命令的行为方式与AutoCAD本身的命令一样。该命名空间还包含了一系列用来监视AutoCAD命令行的状态变化,以及诸如开始、终止或取消命令时的通
知事件。
4. Autodesk.AutoCAD.Editorlnput命名空间提供了与用户交互有关的类。
5. Autodesk.AutoCAD.Colors命名空间提供了与颜色有关的类。
第3章接触网智能GAD实现……………………12
3.1接触网设计步骤…………………… 12
3.2接触网智能化CAD原理……………………14
3.3接触网智能化CAD功能实现……………………18
第4章接触网GAE实现与集成……………………35
4.1设计阶段的接触网CAE集成……………………35
4.2接触网CAE的前处理……………………36
4.3接触网CAE的后处理……………………42
第5章系统实现及应用实例……………………44
课题是以接触网平面设计专业知识与计算机应用知识相结合的综合性课题;是以Visual Studio,Access的集成开发环境作为开发平台,以接触网设计理论为基础,采用VB.NET语言工具对AutoCAD和ANSYS两个软件进行二次幵发的方式,研究建立了接触网CAD/CAE集成系统。通过实例证明系统的实用性,有效的减少了接触网设计过程中的人工重复劳动,提高了系统智能化设计水平。并且将接触网CAE仿真计算与CAD进行集成结合,为CAE技术逐渐融入电气化铁路接触网设计过程打了良好的基础。
本论文主要完成的工作内容及成果如下:
1.建立了接触接网设计数据库,包括设计资料数据库、设计规则数据库、设计中间数据库以及仿真计算参数数据库。