基于列车节能的时刻表制定方法研究

【摘要】：“高效便捷、公平有序、安全舒适、节能环保”是中国城市交通建设的远景目标。城市轨道交通系统每条线每年的用电量在1亿度左右,如果通过运行策略的调整节约部分电能,不仅能够降低成本,还能更好的保护环境。节能时刻表从全线列车运行的角度出发,整体优化线路的能耗。 本文设计了基于列车节能的时刻表。时刻表的制定从区间运行节能和匹配再生制动的角度出发,选取与列车区间运行和再生制动利用相关的参数,建立了节能时刻表模型,使系统达到整体能耗降低的目标。根据现有线路的数据,构建仿真环境,计算列车的总能耗和利用再生制动节约的能耗,验证模型的合理性和节能效果。 论文具体研究内容如下： 1)列车节能方法及时刻表制定的研究。综合国内外研究现状,分析现有节能策略和时刻表原理；分析了区间运行过程中的运行状态和节能环节,了解再生制动的产生原理,为建立节能时刻表模型奠定理论基础。 2)节能时刻表模型的建立。模型结合列车节能运行和利用再生制动能的节能策略,不仅考虑了现有时刻表制定所需的相关参数,还考虑了与列车区间运行和再生制动利用相关的参数及其约束范围；分析了节能时刻表模型建立场景,以总能耗最低为目标,建立节能时刻表模型；通过节能时刻表,实现列车区间节能运行和再生制动能利用策略的统一规划。 3)基于遗传算法的节能时刻表模型求解。根据节能时刻表模型参数对染色体进行编码,定义了适应度函数,采用实时改变交叉概率和变异概率取值的方法,加快了求解速度,形成了节能时刻表的生成算法。基于昌平线数据,得出了昌平线节能时刻表。 4)根据昌平线的数据,仿真验证时刻表节能效果。通过与昌平线现有时刻表对比,验证节能时刻表的节能效果；通过对再生制动涉及因素的分析,得出利用再生制动能与线路之间的关系及提高再生制动利用率对线路的需求,为地铁线路建设提供理论参考。 通过仿真结果可以看出,与昌平线现有的时刻表相比,根据本文提出的节能时刻表模型生成的昌平线节能时刻表,在不改变旅行时间的条件下,取得了最少为14.9%,最高可达18.9%的节能效果。节能效果比较好,对今后昌平线的节能提供了参考。 【关键词】：区间运行节能 遗传算法 再生制动 地铁系统 节能时刻表
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U292.4;U293.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 城市轨道交通节能策略研究12-15
• 1.2.2 列车时刻表制定方法的研究15-17
• 1.3 论文研究内容及各章节安排17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 2 列车节能和现有时刻表制定方法19-26
• 2.1 列车节能原理19-21
• 2.1.1 列车区间运行节能策略19-20
• 2.1.2 再生制动能的产生和利用20-21
• 2.2 现有时刻表制定方法21-24
• 2.2.1 列车时刻表的作用21-22
• 2.2.2 列车时刻表要素22-23
• 2.2.3 现有时刻表制定准则23-24
• 2.2.4 现有时刻表模型24
• 2.3 本章小结24-26
• 3 节能时刻表制定方法26-52
• 3.1 节能时刻表模型参数选取及其约束26-31
• 3.1.1 节能时刻表模型参数的选取26-28
• 3.1.2 节能时刻表模型参数的约束28-31
• 3.2 节能时刻表建模场景分析31-37
• 3.3 节能时刻表模型37-51
• 3.3.1 牵引能耗计算37-45
• 3.3.2 再生制动能利用率计算45-51
• 3.3.3 列车总能耗计算51
• 3.4 本章小结51-52
• 4 基于遗传算法的节能时刻表模型求解52-59
• 4.1 遗传算法基本原理及特点52
• 4.2 节能时刻表的算法设计52-58
• 4.2.1 节能时刻表算法流程53-54
• 4.2.2 节能时刻表算法实现54-58
• 4.3 本章小结58-59
• 5 节能时刻表模型的仿真、验证及结果分析59-71
• 5.1 开发环境介绍59
• 5.2 软件实现59-61
• 5.2.1 列车区间运行实现59-60
• 5.2.2 能耗计算的实现60-61
• 5.3 时刻表节能效果对比61-68
• 5.4 提高再生制动利用率对线路的需求68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 6 结论与展望71-72
• 参考文献72-76
• 图索引76-77
• 表索引77-78
• 作者简历78-80
• 学位论文数据集80

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

城市轨道交通列车运行图编制的数学模型及方法    许红;马建军;龙建成;杨浩;龙昭;

城市轨道交通再生电能回收技术方案的研究    王彦峥,苏鹏程

地铁列车运行再生能利用的研究    周剑斌,苏浚,何泳斌

变量数目与种群规模的关系    刘晓霞;窦明鑫;

捷運列車排點與節能    顏邦傑;張辰秋;林誌銘;鍾仁揚;林家聖;

机车优化操纵的微机指导系统    赵爱菊

列车节能操纵优化方法研究    金炜东,王自力,李崇维,苟先太,靳蕃

基于遗传算法的列车节能运行惰行控制研究    马超云;丁勇;杜鹏;毛保华;

基于遗传算法的列车节能控制研究    李玉生;侯忠生;

城市轨道交通列车节能问题及方案研究    刘海东;毛保华;丁勇;贾文峥;赖树坤;

列车节能运行的算法及实施技术研究    王峰,刘海东,丁勇,陈善亮,毛保华

列车节能运行模拟系统的研究    丁勇,毛保华,刘海东,张鑫,王铁城

车辆制动能量利用研究    左丽;

城市轨道交通系统节能措施研究    冉茂平;杨光旭;罗忠文;

基于APF的城市轨道交通再生能源利用及谐波治理研究    李建民;王睿;

基于超级电容的城市轨道交通车辆再生制动能量吸收系统    许爱国;谢少军;姚远;刘小宝;肖华锋;冯晶晶;

基于多目标综合控制的低碳轨道交通操控节能方案    袁田;

基于DSP的地铁制动能量吸收装置设计    曾建军;

地铁制动能量分析及再生技术研究    曾建军;林知明;张建德;

地铁再生制动能量吸收装置    曾建军;林知明;郭万岭;

An Optimal Driving Strategy for High-Speed Electric Train    

模糊神经网络在列车运行安全中的应用    党建武;高杰民;王海起;

城轨列车再生制动能量利用的探讨    范忠胜;温志强;

重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究    张波

基于列车运行图优化的动车组周转接续问题的研究    谢美全

城市轨道交通网络化运输组织协调理论及方法研究    房霄虹

城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析    王玉明

列车节能操纵理论模型与参数标定方法研究    周方明

考虑服务水平的城市轨道交通换乘问题研究    赵宇刚

多车协同优化操纵理论及其应用研究    周鹏

列车运行过程仿真及优化研究    石红国

移动闭塞条件下地铁列车的运行优化    路飞

高速磁浮列车最优速度曲线及其跟踪控制研究    杨光

基于多目标优化的列车操纵方法研究    廖韬

机车节能优化操纵技术研究    郭剑峰

地铁能馈式牵引供电变流系统谐波分析及抑制研究    孔嵩

基于逆变回馈的地铁再生制动能量吸收的研究    陈勇

列车优化操纵与追踪运行仿真研究    马少坡

城市轨道交通再生制动逆变回馈系统研究    栾桂海

基于超级电容器的城轨再生制动储能仿真研究    武利斌

大型编组站技术作业时分仿真研究    张倩

城市轨道交通再生能量回馈系统研究    胡渊

城市轨道交通列车运行图编制模型和算法研究    王川

京沪高速铁路列车运行图编制基本理论的研究    马建军,胡思继,许红,刘东

网状线路列车运行图实验平台基础理论的研究    马建军,胡思继

列车节能运行模拟系统的研究    丁勇,毛保华,刘海东,张鑫,王铁城

列车区间运行时分动态特性研究    查伟雄,熊桂林

地铁行车数据库报表的建立及应用    黄照,周剑斌 ,苏浚

轨道交通中的节能坡及其工程应用    何永春

上海轨道交通线ATC系统的比较    姜坚华

上海地铁列车运行图自动编制系统    庄巍,陈永生

一种新的改进遗传算法及其应用    蒲若昂;李志华;宋国新;

通用列车运行模拟软件系统研究    毛保华,何天键,袁振洲,刘海东,赵立宁,陈志英

荷兰铁路旅客运输组织分析及启示    包云;刘军;

公交化城际列车时刻表优化    秦进,史峰

基于时刻表的公交配流系统开发    刘志谦;宋瑞;

城市轨道交通列车自动监控系统模块分析    余向海

一种改进的公交时刻表的离散确定方法    葛晨;周晶;

轨道交通虚坡模型中的二重迭代法    薛国新;范迪新;路淼;杨长春;

班期时刻表上的TImetaBLE运7飞机    李长江;

ATS如何自动分配列车的车次号    梁兆华;董晋;

基于提高服务水平的公交发车频率优化模型研究    徐琛;刘好德;吴芳;

蒙特卡罗法在公交线路运行时间可靠性计算中的应用    范海雁;杨晓光;严凌;夏晓梅;

用遗传算法反演重构副高-季风非线性动力模型    余丹丹;张韧;洪梅;

采用遗传算法对AVR片内RC校频处理    周斌;崔葛瑾;

低质量前视机场图像中的跑道分割    李庆嵘;

基于减聚类的混合遗传算法    何大阔;凌君;顾大为;王福利;

遗传小波神经网络在钢铁企业能耗预测中的应用    张加云;张德江;李新胜;

改进遗传算法在配电网无功优化中的应用    陈俊山;

振动筛设计的遗传算法    朱秀娥;周宝焜;

总量控制方法中优化模型的建立与求解方法的初步研究    赵庆海;

一种互操作场景中策略路由的建模与测试    武茂春;李华;王龙;

一种改进的遗传算法及其在路径规划中的应用    陈家照;廖海涛;张中位;罗寅生;

上海的世博时刻表    张永法

告别手工排版走向数字化    凌遵斌 王晓罡 娄建国 刘钢

安钢推行“冶炼时刻表”    记者 任国战　通讯员 魏玉修 杨辉

中国南车的世界时刻表    本报记者 滕飞

鹰潭乘警支队深化“三个一”工程    陈利明　童伟

火车载你游欧洲    芸生

网络企业：到底靠什么挣钱    本报记者 秦海波

TiVo、百思买结盟    一冰

新宏兴的圆梦计划    本报记者 王冰

西安将新增3条航线    记者 周炜　实习生 马文杰

城市公交枢纽布局与运营调度方法研究    姚宝珍

城市公共交通区域运营调度系统协同优化问题研究    刘志刚

随机DTRTP环境下项目调度策略的比较研究    田文迪

随机DTRTP环境下项目调度策略的比较研究    田文迪

具有拓扑结构布局优化的理论及算法    张旭

小型化微带天线的设计与数值分析    张需溥

药物设计中分子对接优化设计的算法和软件研究    李纯莲

基于遗传算法的形状误差计算研究    廖平

空间数据挖掘中聚类分析算法的研究    杨春成

计算机视觉技术在低空突防与精确打击中的应用研究    王彪

基于列车节能的时刻表制定方法研究    丁奕

基于列车节能控制的时刻表建立及自动调整方法研究    王壮

基于可靠性的公交时刻表优化设计研究    刘环宇

城市轨道交通时刻表编辑系统及在线调整系统设计和实现    王坚强

基于客流数据挖掘的公交时刻表的研究    肖华刚

城市公交调度优化方法研究    覃运梅

基于线网结构的公交协同研究    陈霞

公共交通分配模型及其应用性研究    印莉敏

城市轨道交通ATS时刻表管理系统的研究与实现    邢建平

快速公交调度算法与研究    李艳