基于動態(tài)客流的城市軌道交通列車牽引能耗仿真及優(yōu)化.pdf

1、近年來，隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，我國城市軌道交通線路運營里程和客運量迅猛增長，同時也帶來了巨大的電能消耗和運營成本，具體可分為車站能耗和列車牽引能耗，其中列車牽引能耗占比約50％左右，優(yōu)化潛力較大。因此，從運輸組織層面出發(fā)，在考慮動態(tài)客流特性的條件下進(jìn)行列車牽引能耗仿真及優(yōu)化研究，具有十分重要的意義。
　　本文基于動態(tài)客流設(shè)計開發(fā)了城市軌道交通列車牽引運行仿真與能耗分析系統(tǒng)V1.0，進(jìn)行牽引能耗仿真和優(yōu)化研究，并對廣州地鐵2號

2、線進(jìn)行了仿真優(yōu)化案例分析。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)城市軌道交通列車牽引能耗計算模型
　　結(jié)合列車牽引計算基本理論和數(shù)學(xué)建模思想，分析列車運行過程中的受力情況及各種力的計算方法，進(jìn)行列車運行工況分析和建立基于時變客流的運動學(xué)方程，并設(shè)計一般節(jié)時策略和節(jié)能牽引策略兩種列車運行策略，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了列車牽引能耗計算模型。
　　(2)城市軌道交通牽引運行仿真與能耗分析
　　在列車牽引計算理論以及列車仿真牽引過程建

3、模的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了城市軌道交通列車牽引運行仿真與能耗分析系統(tǒng)V1.0。首先介紹需求分析、仿真環(huán)境、功能模塊設(shè)計以及系統(tǒng)界面的設(shè)計。然后，運用該系統(tǒng)進(jìn)行仿真案例分析，對比了一般節(jié)時策略和節(jié)能牽引策略下的仿真結(jié)果，驗證了節(jié)能牽引策略的節(jié)能效果以及該仿真系統(tǒng)的功能和可靠性，并通過基于動態(tài)客流的城市軌道交通列車牽引能耗分析，揭示動態(tài)客流和列車牽引能耗線性擬合關(guān)系。
　　(3)基于動態(tài)客流的城市軌道交通節(jié)能列車編組方案優(yōu)化研究
　

4、　本章以反映動態(tài)客流特征的AFC數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別對客流分布的時間特征和空間特征以及區(qū)間滿載率進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)可以從城市軌道交通列車編組方案入手，在能夠滿足客流需求、保證列車運行安全和乘客在車舒適度的前提下，進(jìn)行列車編組方案優(yōu)化，同時優(yōu)化列車牽引能耗。然后，通過城市軌道交通列車編組方案概述，了解列車編組分類和傳統(tǒng)確定方法。最后，以乘客廣義出行費用和列車牽引能耗為優(yōu)化目標(biāo)，分別建立了固定編組方案優(yōu)化模型和多編組方案優(yōu)化模型，并設(shè)計了線性加權(quán)和