電力機車節(jié)能與優(yōu)化操縱研究.pdf

1、本文建立了HXD3型電力機車的能耗模型，并使用同一區(qū)段的實際運行數(shù)據(jù)對其進行驗證，提供了一種適用于只有運行數(shù)據(jù)和線路數(shù)據(jù)的能耗計算方法。以該模型為基礎，使用遺傳算法對固定區(qū)段進行了編碼計算，求取了運行能耗最小的優(yōu)化操縱方法，并給出牽引--惰行--牽引模式節(jié)能的一般性結論。從實踐的角度出發(fā)，通過實地實驗的方法，給出了對于恒速、波動操縱模式定性與定量的對比分析。根據(jù)得出的結論，編制了適用于HXD3型電力機車的，集查詢分析、操縱培訓為一體的軟

2、件系統(tǒng)，并使用模糊評判機制對駕駛員打分，以供各路局使用。
　　首先，為了實現(xiàn)對任意區(qū)段進行分析計算的目的，對HXD3型電力機車能耗組成(基本阻力做功、曲線阻力做功、坡道阻力做功、制動力做功、空轉能耗)進行了分析，根據(jù)濟南鐵路局提供的線路數(shù)據(jù)、實際運行數(shù)據(jù)，以及《牽引計算規(guī)程》建立了能耗模型，并且以東風--濟南西區(qū)段為例，使用實際運行數(shù)據(jù)對模型進行了驗證，并進行誤差分析。
　　其次，針對優(yōu)化操縱的非線性，不連續(xù)，多約束等特點，

3、進行了優(yōu)化方法的對比與選取，以東風--王村區(qū)段為例，選定初始種群，約束條件，適應度函數(shù)，并使用遺傳算法對列車操縱手柄位、工況以及速度值進行編碼。經(jīng)過了選擇、交叉、變異等操作，直到適應度值達到最大，最終得到了該區(qū)段節(jié)能效果最佳的操縱方法。與同一區(qū)段下實際運行數(shù)據(jù)相對比，節(jié)能近30％。
　　再次，為了對實際操縱方法進行研究對比，以實地實驗的形式，對鄭旺一沭埠嶺區(qū)間內低速操縱--高速操縱、鋸齒形操縱--平穩(wěn)操縱，兩種操縱模式進行了定性的

4、探討。之后模擬兩種模式的運行曲線，結合己建立的能耗模型，量化的得出了同一編組列車、同一線路、同一距離的情況下，兩種操縱模式的節(jié)能結論以及變化規(guī)律。
　　最后，將各線路數(shù)據(jù)以及實際運行數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)庫，同時保留數(shù)據(jù)原Excel格式，以雙數(shù)據(jù)源的形式，編制了具有運行曲線繪制、基于二分法的快速坐標查詢、專家修改評判模塊、能耗計算等功能的查詢分析系統(tǒng)；同時根據(jù)HXD3的操縱特點，設計了聯(lián)動式手柄操縱的培訓平臺。以已得出的優(yōu)化數(shù)據(jù)為基準，采用