本发明涉及铁路工程，具体而言，涉及一种设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法。
背景技术：
1、近年来，随着列车运营速度的不断提高，列车结构和线路间的相互作用所导致的振动、噪声、压力等指标恶化，导致了行车安全性与乘坐舒适性的下降。
2、现有舒适度评价大多面向既有线路或试验线路进行实测分析，而在高速铁路的线路设计中，线路设计参数通常采用静态或准静态的方法确定，其无法反映列车与线路之间的动态作用，且线路设计方案的选取大多从技术和经济的角度确定评价指标和评价方法，较少从舒适度的角度评价或比选线路方案，导致线路设计方案中存在舒适度缺陷的路段难以被及时发现和改进，进而导致建成运营的高速铁路上存在着由于在设计阶段对线路方案舒适度考虑不足，造成的列车乘坐舒适度较差的现象。
技术实现思路
1、本发明所要解决的问题是如何提高高速铁路线路设计阶段的线路设计质量，以提高线路舒适度。
2、为解决上述问题，本发明提供一种设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，包括：
3、获取列车的原始数据及待测路线的线路数据，所述原始数据包括所述列车的牵引参数及振动基础参数，所述待测路线为设计阶段的铁路路线；
4、基于牵引力算法，根据所述牵引参数和所述线路数据得到所述列车的牵引仿真结果，所述牵引仿真结果用于描述所述列车的速度和位移之间的关系；
5、根据所述牵引仿真结果、所述振动基础参数及所述线路数据，基于车辆-轨道耦合动力学方程得到轨道加速度数据；
6、根据所述轨道加速度数据和预设舒适度规则对所述待测路线进行舒适度评价，得到所述待测路线的舒适度评价结果。
7、可选地，所述线路数据包括速度控制点数据；所述根据所述牵引参数和所述线路数据，基于牵引力算法得到所述列车的牵引仿真结果，包括：
8、根据所述速度控制点数据对所述待测路线进行分割，得到多个临时线路段；
9、对每个所述临时线路段进行牵引计算，得到对应的临时牵引仿真结果；
10、根据所有所述临时牵引仿真结果得到所述牵引仿真结果。
11、可选地，所述对每个所述临时线路段进行牵引计算，得到对应的临时牵引仿真结果；包括：
12、根据线路约束条件将所述临时线路段进行划分，以得到多个顺次连接的限速区段；
13、依次对各所述限速区段进行牵引计算，以得到所述临时牵引仿真结果。
14、可选地，所述线路数据包括轨道参数和线路基础数据；所述车辆-轨道耦合动力学方程包括车辆振动方程和轨道振动方程；所述根据所述牵引仿真结果、所述振动基础参数及所述线路数据，基于车辆-轨道耦合动力学方程得到轨道加速度数据，包括：
15、根据所述牵引仿真结果、所述振动基础参数、所述轨道参数和所述线路基础数据获得所述列车的振动参数和所述轨道的振动参数；
16、根据所述列车的振动参数、所述轨道的振动参数和所述牵引仿真结果，基于所述车辆振动方程得到所述列车的实际运行参数，再根据所述列车的实际运行参数、所述列车的振动参数和所述轨道的振动参数，基于所述轨道振动方程得到所述轨道加速度数据。
17、可选地，所述根据所述列车的振动参数、所述轨道的振动参数和所述牵引仿真结果，基于所述车辆振动方程得到所述列车的运行参数，再根据所述列车的运行参数、所述列车的振动参数和所述轨道的振动参数，基于所述轨道振动方程得到所述轨道加速度数据，包括：
18、根据所述牵引仿真结果获取当前时刻所述列车的初始运行数据，并根据所述初始运行数据得到当前时刻的轨道位移，其中，所述初始运行数据包括位移数据、速度数据和加速度数据；
19、根据所述当前时刻的轨道位移计算所述轨道位移作用于所述列车上的作用力，以得到所述列车所受的外力，并基于所述列车的振动参数和所述轨道的振动参数求解车辆振动方程，得到下一时刻所述列车的实际运行数据，并根据下一时刻所述列车的实际运行数据获取下一时刻所述轨道的实际位移数据；
20、根据下一时刻所述列车的实际运行数据和下一时刻所述轨道的实际位移数据计算作用于所述轨道上的作用力，以得到所述轨道所受的外力，并基于所述列车的振动参数和所述轨道的振动参数求解轨道振动方程，得到下一时刻所述轨道的实际运行数据，并根据下一时刻所述列车的实际运行数据进行计算得到后续时刻所述轨道的实际运行数据，重复迭代处理，直至完成所有时刻的数据处理，得到所述轨道加速度数据。
21、可选地，所述车辆-轨道耦合动力学方程包括：
22、当t＝(n+1)δt时，
23、其中，
24、其中，t为所述列车运行时刻；n为计步器；δt为计算步长；{a}为车辆-轨道耦合系统的广义加速度矢量；[m]、[c]、[k]分别为所述车辆-轨道耦合系统的质量、阻尼、刚度矩阵；{p}为所述车辆-轨道耦合系统的广义载荷矢量；{x}为所述车辆-轨道耦合系统的广义位移矢量；{v}为所述车辆-轨道耦合系统的广义速度矢量；为所述车辆-轨道耦合系统的广义点头角位移；ψ为所述车辆-轨道耦合系统的广义摇头角位移，{p}n+1为所述车辆-轨道耦合系统的第n+1时刻对应的广义载荷矢量，[c]n+1为所述车辆-轨道耦合系统第n+1时刻对应的阻尼矩阵，[k]n+1为所述车辆-轨道耦合系统第n+1时刻对应的刚度矩阵，[a]n为所述车辆-轨道耦合系统第n时刻对应的广义加速度矢量，[x]n为所述车辆-轨道耦合系统第n时刻对应的广义位移矢量。
25、可选地，所述设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法还包括：
26、根据所述待测路线的线路数据构建三维场景图像，并基于所述三维场景图像将所述舒适度评价结果进行展示。
27、在本发明中，通过获取列车的原始数据及待测路线的线路数据，并利用列车的牵引参数和线路数据进行牵引仿真，以获取列车的牵引仿真结果。牵引仿真结果被用来描述列车速度和位移之间的关系，从而提供关于列车运行的动态信息，再根据牵引仿真结果、振动基础参数和线路数据，通过车辆-轨道耦合动力学方程计算轨道加速度数据。通过车辆-轨道耦合动力学方程能够了解列车与轨道的相互作用，以及轨道在列车通过时的动态响应。最后，基于获得的加速度数据以及事先设定的舒适度规则，进行舒适度评价，从而得到待测路线的舒适度评价结果，即通过结合列车的牵引仿真和车辆-轨道耦合动力学仿真，为评估高速铁路线路的舒适度提供了更为全面的数据参考，并有助于明确设计方案中可能存在的问题以及提高线路舒适度所需采取的措施；因此，本发明通过考虑列车的牵引和振动参数，以及列车与轨道之间的耦合效应，能够提供更为精确的线路舒适度评价，有助于在设计阶段减轻后续改进和调整的负担，从而提高了线路设计质量。
28、另一方面，本发明提供了一种设计阶段高速铁路线路舒适度评价装置，包括：
29、获取单元，用于获取列车的原始数据及待测路线的线路数据，所述原始数据包括所述列车的牵引参数及振动基础参数，所述待测路线为设计阶段的铁路路线；
30、处理单元，用于基于牵引力算法，根据所述牵引参数和所述线路数据得到所述列车的牵引仿真结果，所述牵引仿真结果用于描述所述列车的速度和位移之间的关系；
31、所述处理单元还用于根据所述牵引仿真结果、所述振动基础参数及所述线路数据，基于车辆-轨道耦合动力学方程得到轨道加速度数据；根据所述轨道加速度数据和预设舒适度规则对所述待测路线进行舒适度评价，得到所述待测路线的舒适度评价结果。
32、本发明所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价装置与所述设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
33、另一方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述任一项所述设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法。
34、本发明所述的计算机设备与所述设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
35、另一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法。
36、本发明所述的计算机可读存储介质与所述设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
1.一种设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，所述线路数据包括速度控制点数据；所述根据所述牵引参数和所述线路数据，基于牵引力算法得到所述列车的牵引仿真结果，包括：
3.根据权利要求2所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，所述对每个所述临时线路段进行牵引计算，得到对应的临时牵引仿真结果；包括：
4.根据权利要求3所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，所述线路数据包括轨道参数和线路基础数据；所述车辆-轨道耦合动力学方程包括车辆振动方程和轨道振动方程；所述根据所述牵引仿真结果、所述振动基础参数及所述线路数据，基于车辆-轨道耦合动力学方程得到轨道加速度数据，包括：
5.根据权利要求4所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，所述根据所述列车的振动参数、所述轨道的振动参数和所述牵引仿真结果，基于所述车辆振动方程得到所述列车的实际运行参数，再根据所述列车的实际运行参数、所述列车的振动参数和所述轨道的振动参数，基于所述轨道振动方程得到所述轨道加速度数据，包括：
6.根据权利要求1所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，所述车辆-轨道耦合动力学方程包括：
7.根据权利要求5所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法，其特征在于，所述设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法还包括：
8.一种设计阶段高速铁路线路舒适度评价装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中任一项所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的设计阶段高速铁路线路舒适度评价方法。
