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原文传递电力机车节能与优化操纵研究

论文题名：	电力机车节能与优化操纵研究
关键词：	电力机车;能耗模型;操纵模式;遗传算法
摘要：	本文建立了HXD3型电力机车的能耗模型，并使用同一区段的实际运行数据对其进行验证，提供了一种适用于只有运行数据和线路数据的能耗计算方法。以该模型为基础，使用遗传算法对固定区段进行了编码计算，求取了运行能耗最小的优化操纵方法，并给出牵引--惰行--牵引模式节能的一般性结论。从实践的角度出发，通过实地实验的方法，给出了对于恒速、波动操纵模式定性与定量的对比分析。根据得出的结论，编制了适用于HXD3型电力机车的，集查询分析、操纵培训为一体的软件系统，并使用模糊评判机制对驾驶员打分，以供各路局使用。　　首先，为了实现对任意区段进行分析计算的目的，对HXD3型电力机车能耗组成(基本阻力做功、曲线阻力做功、坡道阻力做功、制动力做功、空转能耗)进行了分析，根据济南铁路局提供的线路数据、实际运行数据，以及《牵引计算规程》建立了能耗模型，并且以东风--济南西区段为例，使用实际运行数据对模型进行了验证，并进行误差分析。　　其次，针对优化操纵的非线性，不连续，多约束等特点，进行了优化方法的对比与选取，以东风--王村区段为例，选定初始种群，约束条件，适应度函数，并使用遗传算法对列车操纵手柄位、工况以及速度值进行编码。经过了选择、交叉、变异等操作，直到适应度值达到最大，最终得到了该区段节能效果最佳的操纵方法。与同一区段下实际运行数据相对比，节能近30％。　　再次，为了对实际操纵方法进行研究对比，以实地实验的形式，对郑旺一沭埠岭区间内低速操纵--高速操纵、锯齿形操纵--平稳操纵，两种操纵模式进行了定性的探讨。之后模拟两种模式的运行曲线，结合己建立的能耗模型，量化的得出了同一编组列车、同一线路、同一距离的情况下，两种操纵模式的节能结论以及变化规律。　　最后，将各线路数据以及实际运行数据导入数据库，同时保留数据原Excel格式，以双数据源的形式，编制了具有运行曲线绘制、基于二分法的快速坐标查询、专家修改评判模块、能耗计算等功能的查询分析系统；同时根据HXD3的操纵特点，设计了联动式手柄操纵的培训平台。以已得出的优化数据为基准，采用模糊综合评判机制，对驾驶员操纵进行评价，使驾驶员形成最优驾驶习惯。
作者：	董晖
专业：	安全技术及工程
导师：	谭南林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文