原文传递
路网条件下高速铁路列车运行调整与节能控制协同优化
| 论文题名： | 路网条件下高速铁路列车运行调整与节能控制协同优化 |
| 关键词： | 高速列车;运行调整;节能控制;协同优化;人工蜂群算法;和声算法 |
| 摘要： | 铁路作为我国居民的主要出行方式，其营业里程和旅客异质性需求的逐年增加，对运输组织工作提出了更高的要求。当列车运行发生晚点时，如何在考虑节能的条件下进行运行调整，恢复列车的运行秩序是一个急需解决的问题。在相关理论的基础上，本文对路网条件下高速铁路列车运行调整与节能控制协同优化方法进行研究，建立了列车运行调整与节能控制的协同优化模型，并设计了相应的求解算法。研究内容如下： （1）列车运行调整与运行控制理论分析。在既有研究的基础上，围绕高速列车运行调整和列车运行控制的相关理论，对高速列车运行调整与节能控制的联系与冲突、协同优化研究的可行性进行了分析，分析得出：列车运行调整为列车区间运行控制指定车站的到发时间；列车区间运行控制方案为运行调整方案指明了具体实施过程中的列车牵引方案，二者相互影响、相互制约。 （2）建立路网条件下的高速列车运行调整与节能控制协同优化模型。以列车加权总晚点时间最短为优化目标，建立列车运行调整模型。采用基于区间限速的列车工况确定策略确定列车区间运行工况，以列车区间运行能耗最小为优化目标，以列车运行距离、时间和列车限速等为约束条件，建立高速列车节能优化数学模型。采用单位能耗时间价值系数将列车节能控制模型目标函数的单位转化为分钟，最后通过线性加权将双目标转化为单目标优化模型，实现协调优化的目的。 （3）算法设计。根据文中建立的模型，从协同优化的角度出发，设计了相应的优化算法。针对列车运行调整模型，设计了改进的人工蜂群算法；针对列车节能优化模型，设计了改进的和声算法。协同优化算法在一定程度上能够解决算法收敛速度慢、容易陷入局部最优解的缺点。针对列车运行调整规模过大而导致算法求解速度慢甚至求解不出满意解的问题，提出了路网划分策略，将单个路网划分为多个路网，分多次求解的方案。 （4）算例分析。文中采用京沪高速铁路和胶济铁路形成的铁路网对模型和算法进行验证。将列车运行调整和节能控制模型的优化结果与以晚点时间最少为优化目标的求解结果进行对比，发现前者能耗显著降低，实现了在恢复列车运行秩序的前提下尽可能节能的目标。最后，采用本文设计的列车安全追踪距离模型与算法验证了协同优化方案的可行性。 |
| 作者： | 马阳阳 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 孟学雷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
