基于優(yōu)化粒子群算法的列車節(jié)能策略研究

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1、萬方數(shù)據(jù)北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄3．5本章小結(jié)．????．．????．????．??．314．基于優(yōu)化粒子群的列車節(jié)能優(yōu)化??????????．．334．1整體仿真準(zhǔn)備流程?????????????．334．2優(yōu)化準(zhǔn)備階段設(shè)計?????????????．344．3列車的節(jié)能運行優(yōu)化????????????．．384．4列車的運行時間優(yōu)化??．??????????．404．5線路運行仿真?．?????????????．424．6本章小結(jié)????????????????435．列車節(jié)能優(yōu)化仿真與結(jié)果????????????．．445．1仿真案例1?????．?．????????．．

2、445．2仿真案例2???????????????．485．3本章小結(jié)????????????．．???．526．總結(jié)與展望???．．．．．．．．?????????．．?．546．1總結(jié)???．??．．???．?．??????．．546．2展望???????．．?????????．．54參考文獻(xiàn)??????????????????．．56圖索引??????????．．????????．．60表索引???????????????????．61作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果????????62獨創(chuàng)性聲明??????????????????63學(xué)位論文數(shù)據(jù)集???．??????

3、???????．64Vll萬方數(shù)據(jù)北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文引言1．1研究背景與現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化的大力推進(jìn)，城市交通客運量每年都在大幅地增長。特別是在一些特大城市，單純采用常規(guī)公共交通系統(tǒng)己無法滿足城市發(fā)展的實際需求，因此在運輸效率有更高需求的城市軌道交通進(jìn)入快速發(fā)展階段。城市軌道交通具有單位能耗低、舒適、安全、快捷等方面的優(yōu)勢。預(yù)計到2016年，我國在建軌道交通的城市將達(dá)到31個，運營里程將突破2400公里【11。未來我國的城圈將逐漸形成城市中心區(qū)采用地鐵、輕軌，城區(qū)與郊區(qū)及衛(wèi)星城間采用市域鐵路，即“內(nèi)軌外鐵”的布局模式，由此構(gòu)成城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的基本框架。為保

4、障城市軌道交通安全、高效、準(zhǔn)點、節(jié)能的運行，列車自動控制系統(tǒng)作為城市軌道交通系統(tǒng)的“大腦和神經(jīng)”，是必不可少的。列車自動控制系統(tǒng)(簡稱：列控系統(tǒng))能有效防止線路上運行的列車“二冒一超”現(xiàn)象的發(fā)生，可實現(xiàn)對列車的間隔防護(hù)和速度防護(hù)，并在保證列車安全的前提下提高軌道交通的運輸能力并可大大降低能耗。隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)的發(fā)展，以軌道電路為車地傳輸方式的傳統(tǒng)列車自動控制系統(tǒng)己逐漸被基于通信的列車自動控制系統(tǒng)(CommunicationBasedonTrainControlSyStem。簡稱CBTC系統(tǒng))所取代。在國外，法國巴黎地鐵已開通的3號線及5號線、倫敦地鐵北線Hig

5、hgate至HighBarnet段、美國紐約地鐵Canasie線及Flushing線、新加坡的東北線、迪拜的紅線及綠線地鐵采用的是CBTC系統(tǒng)對列車運行進(jìn)行控制。國內(nèi)自2008年以來，新建和改造的地鐵線路采用CBTC系統(tǒng)的軌道交通線路條數(shù)己達(dá)30多條線路，CBTC系統(tǒng)目前己成為國內(nèi)外城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)的首選。同時，據(jù)世界鐵路研究所預(yù)測，到2016年全球?qū)⒂?00多個城市的居民數(shù)量超過百萬，環(huán)境污染將持續(xù)加重，人力成本不斷攀升，而提高城市交通運載效率，同時盡可能地降低能耗并解決勞動緊張的情況，成為目前城市軌道交通面臨的一大問題[2】。以北京為例，2008年北京軌道交通線網(wǎng)規(guī)

6、劃用電為6．5億度，約占北京市用電總量的1％；到2015年北京軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃用電為13．9億度，約占北京市用電總量的1．2％，年耗電量增幅平均達(dá)12％13】。根據(jù)我國《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》(草案)，“十二五”期間，“單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低16％和17％”。英國鐵路技術(shù)發(fā)展白皮書于2007年明確提出萬方數(shù)據(jù)北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文引言未來30年要實現(xiàn)單位鐵路運輸能耗減半以及碳排放量減半的目標(biāo)【4】o因此，如何降低軌道交通運行能耗，己成為保持城市軌道交通高速、可持續(xù)發(fā)展必須解決的重要問題。城市軌道交通系統(tǒng)運營過程中能耗的主要形式即為用電能耗，基

7、本不消耗其他形式的能源。文獻(xiàn)[5]中對城市軌道交通的用電情況進(jìn)行了相關(guān)分析與統(tǒng)計，軌道交通能耗主要用于以下幾個方面：牽引供電、通風(fēng)空調(diào)、電扶梯、照明、給排水系統(tǒng)等方面如圖1．1所示。其中，列車的牽引用電、各種動力輔助設(shè)備和照明設(shè)備的用電占較大部分，特別是牽引供電的能耗最大。在CBTC系統(tǒng)中，ATO作為列車自動控制系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng)，主要是用于實現(xiàn)地面控制中心對于車輛的運行控制，即利用地面信息實現(xiàn)對列車驅(qū)動、制動的控制，以實現(xiàn)列車的安全、準(zhǔn)點、節(jié)能運行。由于使用ATO