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基于直流牵引供电计算的地铁列车节能运行优化研究
| 论文题名： | 基于直流牵引供电计算的地铁列车节能运行优化研究 |
| 关键词： | 地铁列车;节能运行;能量交换;能耗分析 |
| 摘要： | 地铁被视为解决城市通勤问题、缓解道路交通拥堵的有效途径，国内不少大城市正致力于修建地铁系统。但是随着运营里程的增加，地铁系统能耗大的问题逐渐凸显出来，如何降低系统能耗成为降低企业运营成本、实现地铁系统可持续发展的关键。地铁系统的总能耗中，牵引能耗占主要部分，因此列车节能运行优化研究是降低地铁系统能耗的一个有效途径。本文旨在建立以牵引变电所能耗最低为优化目标的多列车综合优化模型，并通过某线路的实际数据进行案例研究，验证论文所建模型的有效性，并在此基础上获得能耗最小的列车运行方案。 本文主要研究内容包括以下几个方面: 首先，构建列车区间运行仿真计算模型并设计求解算法。考虑实际线路上存在较长的竖曲线和缓和曲线的情况，针对列车在竖曲线和缓和曲线上的受力情况进行分析，提出在竖曲线和缓和曲线上列车附加阻力计算的改进方法;结合列车运动方程，按“最大牵引-巡航-惰行-最大制动”这一区间运行模式构建列车区间运行仿真模型，并设计相应的实现算法。为探讨不同附加阻力计算方法对于列车运行的影响，采用实际的线路数据进行验证计算与分析。 其次，构建以列车站间运行策略为决策变量、以牵引变电所能耗最小为优化目标的多列车综合优化模型。考虑到列车从牵引供电系统获取能量以及列车之间能量交换的特性，在模型中引入直流牵引供电计算模型，以获得更为准确的列车运行能耗。本文设计粒子群算法求解所构建的多列车综合优化模型。 最后，利用国内某城市地铁的实际线路数据和生产运营数据进行案例研究。案例设置三个比较场景:基于牵引供电计算模型和基于机械能估算模型的比较;改进附加阻力计算方法和既有附加阻力计算方法的比较;既有方案与所建多列车综合优化模型优化方案的比较。计算结果表明，不同多列车运行计算模型和不同附加阻力计算方法对于能耗计算结果的差异比较显著;相比于既有方案，优化方案能够有效地降低地铁牵引变电所能耗。 |
| 作者： | 李磊 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 陈绍宽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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