高速列車(chē)節(jié)能優(yōu)化操縱方法的研究.pdf

1、我國(guó)高速鐵路的發(fā)展面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的局面，在帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益，方便旅客出行的同時(shí)，巨大的能源消耗也成為了不可忽視的重要問(wèn)題。高速列車(chē)的節(jié)能優(yōu)化操縱不僅對(duì)于列車(chē)的準(zhǔn)點(diǎn)節(jié)能運(yùn)行有著重要的意義，同時(shí)對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)也有著深遠(yuǎn)的影響。
　　本論文主要研究高速列車(chē)的離線優(yōu)化問(wèn)題。離線優(yōu)化需要滿足準(zhǔn)點(diǎn)性的要求，同時(shí)綜合考慮線路斷面、設(shè)施、限速、動(dòng)車(chē)組性能等約束條件，最終實(shí)現(xiàn)列車(chē)節(jié)能優(yōu)化曲線與操縱序列的生成。離線優(yōu)化這一過(guò)程通常

2、花費(fèi)較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，因此，快速而精確的計(jì)算高速列車(chē)的節(jié)能優(yōu)化曲線是本論文的主要研究目標(biāo)。
　　首先，根據(jù)高速列車(chē)的牽引計(jì)算原理和動(dòng)車(chē)組的特性曲線確定了本論文所采用的牽引計(jì)算模型，并對(duì)節(jié)能優(yōu)化這一工程問(wèn)題建立了最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。采用極大值原理對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析，得到了高速列車(chē)節(jié)能優(yōu)化的控制工況集合，總結(jié)了恒速工況的應(yīng)用條件與協(xié)態(tài)變量的變化規(guī)律。
　　基于最優(yōu)化模型的建立，本論文依據(jù)極大值原理的經(jīng)典結(jié)論結(jié)合分類(lèi)討論的研究方法，分別總

3、結(jié)了無(wú)限速約束和有限速約束條件下控制工況的最優(yōu)切換策略。最優(yōu)切換策略表包含了5種控制工況之間的所有可能切換，其中有9種協(xié)態(tài)變量連續(xù)的切換和12種協(xié)態(tài)變量正跳變的切換。
　　在以上理論分析的基礎(chǔ)上，本論文將最優(yōu)化問(wèn)題中的“間接法”和“直接法”相結(jié)合，提出了準(zhǔn)點(diǎn)節(jié)能搜索算法。通過(guò)提出“典型節(jié)能區(qū)間”的概念，分析了典型節(jié)能區(qū)間的可行解范圍和能耗特性。然后針對(duì)整個(gè)優(yōu)化區(qū)間確定了準(zhǔn)點(diǎn)節(jié)能優(yōu)化搜索算法的算法流程。
　　在論文的最后，采用