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原文传递货运列车平稳节能操纵优化研究

论文题名：	货运列车平稳节能操纵优化研究
关键词：	货运列车;节能操纵;平稳操纵;粒子群优化算法;驾驶辅助
摘要：	铁路货物运输作为我国货物运输的主要方式之一，在带来便捷高效的货物运输服务的同时，也带来巨大的能耗，因此，货运列车节能控制问题受到了越来越多的关注。对于货运列车而言，其节能控制研究是在保证货运列车安全、平稳运行的前提下，尽可能降低列车的运行能耗。本文采用理论分析和仿真验证相结合的方法，对货运列车平稳节能操纵问题展开研究，主要研究内容如下: 　　首先，根据列车牵引计算基本原理，建立了货运列车运动学模型和运行能耗评估模型。以运行能耗为目标函数，采用极大值原理对理想线路条件下列车节能运行过程进行了分析，根据伴随变量的取值及其动态变化过程总结出列车节能操纵工况集以及工况切换规则。　　其次，将货运列车运行过程分为几个典型的场景，分别讨论不同场景下的节能操纵策略和平稳操纵策略。采用解析方法和仿真方法对节能操纵问题进行了分析，得出了典型场景下的节能操纵序列，然后结合司机驾驶经验，从列车安全性与平稳性的角度进行分析，最后得出不同阶段列车平稳操纵策略。　　然后，将线路划分为若干区段，对区段上的节能操纵工况序列进行了分析。以巡航速度和节能操纵策略切换点为决策变量，采用粒子群优化算法对货运列车节能操纵问题进行求解。结合典型场景下货运列车的平稳操纵策略，将平稳操纵约束条件加入到粒子群优化算法中，分别采用节能操纵方式和平稳节能操纵方式对该算法进行了验证。　　最后，对货运列车驾驶辅助系统仿真模块进行了开发，该仿真模块可以与仿真驾驶台通信，实现货运列车的模拟驾驶。货运列车驾驶辅助系统仿真模块为用户提供了参数配置、平稳节能运行和查询分析功能。在这些功能的相互配合下，各模块之间通过相关数据的传输，完成列车平稳节能控制模拟驾驶过程。
作者：	张小维
专业：	交通信息工程及控制
导师：	孙绪彬
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