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面向节能的地铁运行图案例库的设计
| 论文题名： | 面向节能的地铁运行图案例库的设计 |
| 关键词： | 案例推理;地铁运行图;案例库;节能运行;可变权值 |
| 摘要： | 随着社会经济的发展，地铁成为现代城市居民的一种重要出行工具，具有运量大、速度快、准点率高和占地面积小等特点，能有效缓解城市交通压力。但是由于地铁的运量大，其运营能耗也大，给企业带来了巨大的成本和能源压力。因此分析地铁线路的能耗影响因素，研究地铁的节能技术就成为亟待解决的课题。 本课题组十年来与地铁企业的合作研究发现，对于既定的地铁线路，配置同样的硬件设施，给定同样的外部条件，当采用不同的运行图运营时，能耗的最小值与最大值的差接近2.3％。即，对于地铁的某一外部状况，存在一个“能耗最低”的“最优运行图”。而用本课题组研发的Tsim轨道交通电气仿真系统计算出一个最优运行图，实验室需要35-120小时。这样的计算速度无法满足地铁的实时需求。因此，在新发外部条件下，如何快速有效地得到“能耗最低”的“最优运行图”是本文研究的主要目标。 本文采用案例推理技术，基于城市地铁执行给定运行图的实测能耗数据，及同样外部条件下，应用Tsim轨道交通电气仿真系统及其他可行运行图计算出的实验能耗数据，创新性地构建了面向节能的地铁运行图案例库。该案例库中的每一个案例，都由三元组:（地铁运营的外部条件，该外部条件下能耗最低的运行图，最低的能耗值）组成。本文归纳分析了地铁的运行状况和影响地铁运行能耗的因素，采用框架法对运行图案例进行表示，并设计了案例库的多层索引结构和数据库结构。提出了一种可变权值综合确定法，确定案例属性的权重值。针对案例中属性的量纲和数量级差异较大的问题，提出了一种改进的变权值最近邻法。该方法将案例属性值按照线性函数法进行了归一化处理。 研发实现了运行图案例库原型系统，设计了系统的总体架构和主要功能。在原型系统中，结合地铁运行的实测数据和Tsim系统的仿真数据，对本文提出的权重计算方法和改进的变权值最近邻法进行了试验验证。 计算结果表明，改进的变权值最近邻法与最近邻法、变权值最近邻法相比，检索结果的查准率和查全率均更高，检索时间相比仿真实验系统得到最优运行图的时间，缩短到了原先的1.4‰-2.2‰。经与地铁公司的实测数据进行对比，目标案例执行最相似案例对应的最优运行图后，与未进行最优运行图的运行数据相比，能耗值下降在1.5％以内，而“执行能耗值”与“理论最优能耗值”的偏差，在5‰以内。实验表明，在有1200个基础案例的系统中，寻找最优案例的时间在3-16分钟，有效地降低了“最优运行图”的计算时间。实验验证结果理想，达到了本文的研究目标。 |
| 作者： | 刘梓柠 |
| 专业： | 图书情报 |
| 导师： | 哈进兵;王爱武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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