城軌列車運行圖和速度曲線一體化節(jié)能方法.pdf

1、城市軌道交通系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能減排，是響應國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針、提高軌道交通行業(yè)競爭力、減少運營成本的重要舉措。列車運行能耗是城市軌道交通系統(tǒng)能耗中比重最大的部分，研究減少列車運行能耗的技術(shù)方法對城市軌道交通系統(tǒng)的節(jié)能減排具有重要意義。列車運行圖和速度曲線是決定列車運行能耗的兩個主要因素，共同決定了列車運行的牽引能耗和利用的再生制動能量。隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展、信息融合技術(shù)的完善以及計算機處理速度的提升，列車運行一體化優(yōu)化方法已成為近年來

2、城軌系統(tǒng)節(jié)能研究的熱點問題。
　　論文根據(jù)列車運行圖的編制方法和列車運行過程的特點，將城市軌道交通的列車節(jié)能運行劃分為三個層次，即列車節(jié)能速度曲線、優(yōu)化的列車運行時分和列車節(jié)能開行方案。根據(jù)一體化方法的應用條件和應用方法，結(jié)合城市軌道交通列車運行的特點，通過構(gòu)建列車運行圖和速度曲線之間的閉環(huán)信息傳遞，提出了基于反饋思想的列車運行一體化節(jié)能優(yōu)化方法。論文從研究底層的列車站間速度曲線優(yōu)化方法人手，將底層列車節(jié)能運行的結(jié)果作為上層的輸入

3、，提出上層列車運行的優(yōu)化方法。具體為，在研究底層列車節(jié)能速度曲線的基礎(chǔ)上，提出了列車運行時分的一體化優(yōu)化方法，并形成了單列車節(jié)能運行的優(yōu)化方法。并進一步結(jié)合一體化的方法，將單列車節(jié)能運行方法推廣至系統(tǒng)多列車節(jié)能運行的運行圖優(yōu)化方法。
　　本論文主要以列車運行圖和列車速度曲線相關(guān)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合城市軌道交通的列車運行特點，研究了城軌列車運行圖和速度曲線的一體化優(yōu)化問題。具體來講，本論文的研究工作主要有如下幾個方面:
　　(1)

4、將傳統(tǒng)的列車速度曲線優(yōu)化理論方法與城市軌道交通列車牽引效率的特性結(jié)合，分析城軌列車在站間的節(jié)能運行工況和各個工況的轉(zhuǎn)換序列，研究列車節(jié)能速度曲線中不同運行工況的轉(zhuǎn)換點的計算方法。并結(jié)合實際ATO系統(tǒng)的控制特點，進一步分析了列車節(jié)能速度曲線的實際應用方法。
　　(2)列車運行時分是速度曲線和運行圖的重要關(guān)聯(lián)。本論文研究了列車運行時分和速度曲線一體化優(yōu)化的問題，建立了單車多站間運行時分優(yōu)化模型，分析列車多站間冗余時分的節(jié)能分配方法，在

5、保證列車總運行時分的條件下，減少單車多站間運行的牽引能耗。
　　(3)在考慮再生制動條件下，基于單列車站間的節(jié)能速度曲線的計算方法和一體化方法，本論文研究了一種列車協(xié)同優(yōu)化方法，即在鄰近制動列車狀態(tài)已知的前提下，建立牽引列車的運行時分優(yōu)化模型，使牽引列車與制動列車匹配以更好的利用再生制動能量，從而最小化其站間凈能耗。
　　(4)基于單列車的節(jié)能運行優(yōu)化方法，論文研究了列車運行圖的一體化優(yōu)化方法，建立了兩個城軌系統(tǒng)多列車的節(jié)能