列車節(jié)能優(yōu)化操縱理論及應(yīng)用研究.pdf

1、列車的運(yùn)行是在一個(gè)復(fù)雜多變的環(huán)境下，由多種因素共同作用的結(jié)果。在中國(guó)列車的運(yùn)行控制主要依靠機(jī)車駕駛員的經(jīng)驗(yàn)及操作技術(shù)水平。盡管鐵路運(yùn)輸?shù)膯挝荒芎闹鹉杲档停芎目偭恳廊痪薮?。因此，研究列車?jié)能優(yōu)化操縱對(duì)于鐵路行業(yè)的節(jié)能減排具有重大意義。本文從列車的區(qū)間運(yùn)行控制和停車制動(dòng)控制兩方面研究了列車節(jié)能優(yōu)化操縱問題，在保證列車運(yùn)行安全的前提下，建立了以能耗、正點(diǎn)、停車準(zhǔn)確為目標(biāo)的多目標(biāo)列車節(jié)能優(yōu)化操縱模型，提出并改進(jìn)了模型的優(yōu)化算法，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試

2、驗(yàn)。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1.以列車運(yùn)動(dòng)過(guò)程為基礎(chǔ)，研究了列車運(yùn)行過(guò)程中所受力的情況，分析了列車運(yùn)行能耗的主要形態(tài)，通過(guò)理論分析和專家經(jīng)驗(yàn)指出保持列車區(qū)間運(yùn)行速度的均衡性和減少不必要制動(dòng)是降低列車運(yùn)行能耗的關(guān)鍵。建立了以能耗、運(yùn)行時(shí)間和停車準(zhǔn)確度為目標(biāo)的列車運(yùn)行過(guò)程優(yōu)化模型。
　　2.以遺傳算法為基礎(chǔ)研究列車優(yōu)化操縱問題，并對(duì)優(yōu)化算法進(jìn)行改進(jìn)。首先針對(duì)列車運(yùn)行環(huán)境和操縱狀態(tài)的不同，提出了基于混合編碼的并行

3、遺傳算法，同時(shí)，為了加快算法的收斂速度，將機(jī)車駕駛員經(jīng)驗(yàn)作為約束信息，融入到解的更新過(guò)程中，引導(dǎo)算法的尋優(yōu)過(guò)程向最優(yōu)解區(qū)域運(yùn)動(dòng)。將模擬退火算法用于求解列車優(yōu)化操縱模型，經(jīng)驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果能夠滿足列車運(yùn)行控制要求。
　　3.研究了列車節(jié)能操縱的相關(guān)方法，提出了將模擬退火算法結(jié)合遺傳算法求解多目標(biāo)列車優(yōu)化操縱問題的方法，實(shí)際操縱列車與優(yōu)化模型仿真對(duì)比結(jié)果表明，該算法具有較好的靈活性，不僅能適應(yīng)不同的線路狀況，同時(shí)，在滿足安全、準(zhǔn)點(diǎn)、停車

4、準(zhǔn)確的前提下，也能有效降低列車運(yùn)行能耗。
　　4.分析研究了列車的制動(dòng)過(guò)程及操作要求，指出列車制動(dòng)的關(guān)鍵是合理選擇制動(dòng)的初始點(diǎn)和緩解點(diǎn)，以及同時(shí)滿足線路約束和避免二次制動(dòng)的前提下盡可能減小列車動(dòng)能損失。探討了列車制動(dòng)的控制變量及約束條件，建立了停車制動(dòng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。仿真結(jié)果表明，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制列車制動(dòng)，能夠在保證安全、平穩(wěn)的前提下，實(shí)現(xiàn)列車的一次制動(dòng)停車，有效避免了二次制動(dòng)停車的控制方式，從而有利于降低列車運(yùn)行能耗。<