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原文传递城市轨道列车节能优化控制研究

论文题名：	城市轨道列车节能优化控制研究
关键词：	城市轨道交通;列车运行;能耗特性;惰行控制;节能降耗
摘要：	当今世界各国都面临着能源短缺问题，各地区经济发展受到能源问题的影响也越来越显著。我国由于人口众多，能源短缺问题表现更为突出。随着人们生活质量的提高，对环保问题的重视程度也不断提高，社会各界都在提倡“节能减排，绿色出行”，为实现社会的可持续发展，国家在节能降耗方面也出台了相关政策。　　城市轨道交通运输系统是城市公共系统中最大的能耗系统之一，列车节能运行具有重要的意义。结合城市轨道列车运行特点与列车操纵规则，可知在降低列车运行能耗方面还有很大的提升空间，因此，优化列车运行控制过程是城市轨道交通系统节能降耗的一个重要途径。列车惰行控制是一种经济有效的节能手段，在平衡列车运行时间和能耗问题上表现出很好的灵活性。结合地铁列车运营特点和列车运行的能耗特性，本文提出了一种基于惰行控制的节能优化操纵速度曲线快速搜索算法。　　列车节能运行速度曲线寻优过程主要分为两个阶段:第一阶段，综合考虑准点、精确停车、旅客舒适度、线路情况及列车性能等条件，列车以最大能力运行，通过寻求列车区间运行的最短时间，得到可用于节能优化的时间——富裕时间，该阶段是优化算法的基础部分;第二阶段，基于区间最大能力运行速度曲线，在制动运行区段前增加惰行工况，通过搜寻不同的惰行起点，采用惰行工况逐步替换最大能力运行时的制动工况，寻优过程中通过对比惰行节能率的大小选择优先处理的制动段，将富裕时间分配给惰行节能率最大的制动段，最终在恰好满足区间规划运行时间时完成节能优化，生成节能的区间运行速度曲线。另外，算法给出了恒速运行的处理方式，通过调整牵引和惰行控制系数以确定恒速运行区段的长度，该阶段是优化算法的核心部分。同时，本文算法在设计时兼顾了地铁运输过程中运行图调整的情况。　　最后，为验证本文优化算法的可行性和正确性，采用基于C语言的编程工具Matlab对算法进行实现，结合具体线路数据进行了列车运行仿真验证，得到的仿真结论是:本文中基于惰行控制的节能优化方法可获得恰好满足区间规划运行时间且能耗较低的速度曲线;算法不仅优化处理速度快，同时满足高精度的定时运行要求。通过对比不同于本文中的惰行优化处理方式，得出本文提出的节能优化处理方式在节能效果上比逐个处理方式高10.8％，比同时处理方式高4.5％;本文寻优算法在处理列车运行过程中出现突发情况时，能够快速规划出新的运行速度曲线，减少不必要晚点和停车事件的发生。
作者：	黄舰
专业：	电力电子与电力传动
导师：	冯晓云
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文