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城市轨道交通列车节能运行优化研究与仿真验证
| 论文题名： | 城市轨道交通列车节能运行优化研究与仿真验证 |
| 关键词： | 城市轨道交通;列车节能运行;优化算法;仿真验证平台 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通建设的快速推进，目前我国城市轨道交通运营总长度已跃居世界第一，但是城市轨道交通每年运营维护成本也较高，其中尤其以耗电成本最高，列车的牵引供电能耗约占总耗电量的50％，因此研究列车的操纵驾驶策略，优化列车推荐目标节能驾驶曲线，具有重要的研究意义。 针对目前列车节能运行目标速度控制曲线计算时间长以及新的求解算法很难直接用于真实列车测试的问题，本文以实现列车节能优化曲线快速求解和建立列车节能优化算法仿真验证平台为目标，建立了“Simulink仿真+组合算法求解”的快速计算模型，模型可短时间内完成列车节能优化曲线更新计算，并利用搭建的仿真平台进行了验证。本文的研究内容如下: 1.文章首先对列车节能优化算法的研究现状进行了介绍，并分析了列车节能运行曲线求解的相关原则。 2.根据列车节能驾驶原则，基于Simulink构建了列车车辆驾驶模型来模拟司机操作，当模型中给定列车关键工况类型和转换点位置时，可计算出列车运行时间和能耗值。 3.以工况类型和转换点位置为求解变量，建立了列车节能运行推荐曲线求解模型，利用VC++实现了理想条件下列车在最短时间驾驶策略下的运行时间及能耗的求解，并实现了斐波那契算法、模式搜索算法、自适应遗传算法对节能优化曲线的求解。在此基础上分析各种算法的求解性能，最后提出一种组合算法。该算法由离线自适应遗传算法和在线模式搜索算法组合而成，经验证该算法求解速度快，精度高，可满足列车在运行过程中出现晚点等异常情况下，在停站时分在线快速更新驾驶曲线，为司机驾驶提供指导建议。 4.建立了列车运行优化算法仿真验证平台，用户可在设置仿真参数、选择驾驶策略和求解算法后计算最优节能运行曲线。同时文章利用该仿真平台对比分析了列车在同一线路中采用同一操纵策略不同求解算法以及同一求解算法不同驾驶策略的结果，进一步验证了组合算法的改进效果。 |
| 作者： | 崔超 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 郭进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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