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城市轨道交通列车速度曲线与时刻表一体化节能研究
| 论文题名： | 城市轨道交通列车速度曲线与时刻表一体化节能研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;速度曲线;时刻表;动态规划;遗传算法;一体化节能 |
| 摘要： | 近年来，我国城市轨道交通处于大规模的建设和发展阶段，能源消耗总量巨大。因此，探索有效的节能方法，降低能耗，已成为学者们广泛关注的热点问题。列车ATO速度曲线和计划运营时刻表是影响列车牵引能耗的两个主要因素，研究列车速度曲线与时刻表一体化节能的方案，具有重要的理论意义和应用价值。 本文在分析列车电气牵引、ATO系统及运行线路特征的基础上，建立了列车多质点动力学模型和牵引仿真计算模型，实现了列车运行过程中牵引能耗的分析计算。 采用基于动态规划的列车速度曲线优化方法，建立了列车多阶段运行模型、时间和能耗模型。以准点和节能为优化目标，以区间运行时间、限速、加速度和乘客舒适度为约束条件，以列车给定限速和最短运行时间条件下的计算速度两者的较小值为速度上限，构建速度状态空间，求解目标速度曲线。 提出了基于动态规划和遗传算法的ATO速度曲线与时刻表一体化节能的优化方法。在速度曲线优化的基础上，采用最小二乘法，拟合列车在不同区间下运行时间与能耗的关系曲线。建立时刻表优化模型，采用遗传算法对多区间的运行时间进行组合优化，在列车全周转运行时间不变的条件下，使全线的牵引能耗最低。 基于QT平台，设计了地铁牵引节能优化仿真软件的总体架构和各功能模块。 以国内某条地铁线路牵引节能项目为依托，采用本文提出的ATO速度曲线与时刻表一体化节能方案，编制了新的节能时刻表。试验结果表明，采用新编时刻表后，在保证准点率的情况下，该地铁线路的全线牵引节能率达到了10.54%，节能效果显著。 |
| 作者： | 奚永明 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘钊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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