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原文传递列车节能运行算法研究

论文题名：	列车节能运行算法研究
关键词：	剩余平均速度;控制系数;工况选择;寻优策略;列车节能;运行算法;能耗差异
摘要：	能源问题是目前世界各国都在面临的主要问题，也逐渐成为限制地区经济发展的主要因素。在我国能源相对稀缺，环境保护日益受到重视，节能降耗已成为社会可持续发展的基本要求。铁路运输作为陆路运输的主要方式，铁路部门作为国民经济中能耗最大的部门之一，就整体而言，在节能降耗方面还有很大的提升空间。通过优化列车运行操纵，来降低列车运行的能耗是降低铁路运输能耗的一个重要途径。根据之前国内外学者为降低列车运行能耗，提出对列车操纵方法进行优化改进的基础，本文提出了一种新的寻找优化操纵速度曲线的方法——基于运行速度与剩余平均速度相比较，结合线路情况选择操纵工况的寻优方法。　　本文通过对剩余速度的比较，运用牵引控制系数和惰行控制系数变换机车的操纵，改变列车的运行速度，控制运行速度的变化范围。在运行完全程线路后，将仿真运行时间和给定运行时间相比较，当仿真运行时间不符合给定时间的要求时，对牵引、惰行控制系数进行修改，调整机车的牵引、惰行时间，改变运行速度，从而改变总的运行时间。若运行时间超出给定时间过多，则重新计算时，增大牵引控制系数，反之，则减小牵引控制系数。通过多次计算，结合二分法，就可以找一个操纵序列使总运行时间与给定运行时间相接近。通过对变更牵引控制系数的牵引点的位置进行合理的选择，即在需要减少牵引时，在运行阻力大的地方去减少牵引，需要增加牵引时在运行阻力小的减速坡道上进行增加牵引，以保证得到能耗较令人满意的速度曲线。　　最后，为验证本文寻优算法的可行性与正确性，作者以Visual Studio 2012作为平台，编写了能够实现列车仿真运行的程序，并以实际线路区段的数据资料进行验证。在平直道上的仿真得到的结论是:当给定运行时间较紧凑时，有匀速操纵和无匀速操纵的能耗差异，随着给定运行时间的缩小在缩小;当给定时间缩短时，有匀速操纵的速度曲线会退化为无匀速操纵的速度曲线;当给定时间进一步缩短时，惰行段也会减小至无，只剩下两种工况:牵引、制动。在起伏道上验证了算法对于下坡道重力势能的利用情况，结果表明，本算法能很好的利用下坡道的重力势能，可以获得满足时间约束且能耗较低的速度曲线。
作者：	赵远强
专业：	车辆工程
导师：	王自力
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文