貨運列車節(jié)能操縱控制優(yōu)化方案研究.pdf

1、我國人口眾多，對能源的需求量也越來越大，在目前開發(fā)利用新能源與提高能源利用率短期內(nèi)無法取得突破性進展的情況下，節(jié)能減排就顯得尤為重要。在所有國民經(jīng)濟部門中，鐵路運輸部門是最大的耗能部門之一，而據(jù)不完全統(tǒng)計，機車牽引所消耗的能源大約可以占到鐵路運輸總能耗的65％-75%，這其中貨運列車機車又以其載重高、運輸距離遠、運行線路復雜等原因在整個機車牽引能耗中占有很大的比重，因此研究貨運列車機車節(jié)能問題具有很深刻的意義。以此為背景，本文從貨運列車

2、機車運行過程中的能耗為研究對象，引入遺傳算法對貨運列車節(jié)能操作問題進行尋優(yōu)，給出能耗最小的操作方案，為司機的實際操作過程提供指導。
　　本文以貨運DF4B型列車為研究切入點，通過研究列車機車在運行過程中的受力情況，并結(jié)合牽引計算和能耗計算的有關(guān)方法，運用啟發(fā)式的智能算法，計算出貨運列車節(jié)能操縱控制策略并對其進行優(yōu)化。本文的主要內(nèi)容如下：首先，通過分析國內(nèi)外在列車節(jié)能操縱方面的研究成果，指出現(xiàn)有貨運列車節(jié)能操縱研究的局限性主要表現(xiàn)在

3、算法過于理論化和成果通用性差兩個方面，在此基礎(chǔ)上通過介紹遺傳算法相關(guān)理論，分析了用遺傳算法解決貨運列車節(jié)能操縱問題的可行性，為下文理論研究提供算法支持，并通過研究貨運列車在運行過程中能量消耗的影響因素及其受力情況，給出貨運列車運行過程中的牽引計算與能耗計算方法，為后續(xù)貨運列車機車節(jié)能操縱方案的研究提供理論支持；其次，在對貨運列車運行過程中能量消耗的影響因素與列車節(jié)能操縱優(yōu)化原則進行分析的基礎(chǔ)上，通過機車手柄位的確定、停車制動計算、確定坡

4、道均衡速度、確定調(diào)整坡道、確定調(diào)整坡道控制集合等步驟建立貨運列車節(jié)能操縱控制策略及優(yōu)化模型；最后，通過設(shè)計一種具有自適應性的遺傳算法對上述貨運列車節(jié)能操縱控制優(yōu)化模型進行尋優(yōu)，并運用實例證明了該模型及算法的有效性。本文在列車節(jié)能基本原則的指導下，通過確定機車經(jīng)濟手柄位、停車制動設(shè)計、確定坡道均衡速度、確定區(qū)間內(nèi)所有調(diào)整坡道的控制集等建立貨運列車機車節(jié)能操縱優(yōu)化模型，并設(shè)計了相應的遺傳算法對其進行尋優(yōu)。
　　在本文的研究過程中，運用