城轨车辆介入式控制装置设计与应用

在降本增效的大趋势下,城市轨道交通的能耗问题日益突出。文章通过分析城轨车辆的牵引/制动控制方式及区间运行工况,提出一种列车自动驾驶模式下车辆介入式控制装置,可减少列车牵引时长,增加惰行控制,达到降低列车牵引能耗的目的。     

考虑人工驾驶的动车组列车节能运行优化

铁路运输中列车牵引能耗是主要的能源消耗.为有效减少列车牵引能耗,首先应用无制动保持速度的驾驶策略,考虑人工驾驶的特点和列车驾驶员实现驾驶命令时存在的不确定性,以列车运行时间和牵引能耗为目标,在满足一定的停站精度、线路条件等约束条件下,提出基于仿真的列车节能运行模型.然后应用模糊非支配排序遗传算法求解列车节能运行方案和最优能耗曲线.最后以广州东-东莞线路CRH1A型动车组为仿真实例,列车牵引能耗可降低7.8％,验证了模型的可行性和实用性.     

列车牵引能耗计算方法

针对列车牵引能耗既有计算方法缺乏统计标准和能耗预测手段,通过分析机车性能、线路属性等因素对列车牵引能耗的影响,提出新的能耗计算方法。算法步骤是:客车按照车次、货车按照机车交路确定列车运行经路;按照列车起停、运行、惰行及空转、出入段及调车、上坡5种牵引过程,分别计算各区段的列车牵引能耗;按照列车径路累加各区段的能耗值,并换算为油、电的消耗量,最终计算出能耗费用。据此开发列车牵引能耗计算软件系统,以宝成线、丰台机务段为例进行能耗计算及影响因素分析,以DJ4和SSJ3为例进行新型机车牵引能耗的预测。结果表明,应用此计算方法和系统能够及时掌握列车牵引能耗的变化。     

长沙地铁2号线能耗分析

为降低地铁运营能耗成本,根据长沙地铁2号线试运营期间的能耗情况,分析了牵引能耗和动力照明能耗的特点,对已采用的节能技术和措施进行了综述,肯定了列车再生制动、车站空调优化控制等节能措施在实际运营中的效果,同时介绍了再生电能吸收利用系统等下一步的节能方案。     

厦门地铁1号线优化运行图牵引节能效果分析

为降低厦门地铁1号线运营能耗成本,通过优化列车运行图适当降低地铁运营平峰、低峰期间的列车技术速度,在保证运营要求和服务质量的前提下实现车辆牵引能耗的减少,并对优化后实际产生的车辆牵引节能效果和对乘客服务的影响进行分析,可为降低车辆牵引能耗相关工作的开展提供借鉴和参考。     

基于滚动优化的地铁列车节能运行协同控制方法

针对地铁列车节能运行问题,提出基于滚动优化的列车协同控制方法,将系统整体最优问题分解为基于时间推进的局部优化问题。考虑列车每次停站时同一供电分区内其它列车的操纵方案,实时计算下一站间运行净能耗最小的操纵方案。在计算操纵方案时,对传统的列车4阶段操纵策略进行改进,允许列车在运行途中进行2次牵引,减小列车牵引能耗并提高再生能的利用率。结果表明:相比列车基于传统4阶段的个体最优控制策略,采用本文提出的列车协同控制方法在不同发车间隔下均可提高再生能利用率并节约列车运行净能耗,平均节能率达8.37%。     

高速列车节能运行优化控制方法研究

高速列车节能运行控制对高速列车节能降耗至关重要。基于现代最优控制理论,考虑列车再生制动能量反馈,建立高速列车在定时约束条件下最小能耗计算模型,利用极小值公式推导得到最佳控制原则为最大牵引、匀速、惰行及最大制动这4种运行方式组合。在此基础上,依据高速列车牵引特性和阻力特性曲线,提出一种列车节能运行控制方法,基于此方法求解得到列车运行能量消耗最低所对应的最大速度值,从而计算得出整个运行过程中列车运行能量消耗最小时最大牵引、匀速、惰行及最大制动的转换点。为验证所提方法的有效性,以京津城际CRH3型动车组为例,采用本文所提出的节能运行控制方法,列车运行能耗比试验测试值降低了约14%。研究结果为高速列车节能运行控制提供了依据。     

考虑服务水平的城市轨道交通牵引能耗研究

轨道交通牵引能耗除了受敷设方式、车型、操纵方式等因素影响外,还与列车满载率、开行间隔等服务水平有关。为明晰服务水平与牵引能耗之间的关系,在保证服务水平的前提下给列车节能开行方案合理编制提供参考,以轨道交通线路牵引能耗为研究对象,建立考虑服务水平的牵引能耗模型,并分析一定服务水平下线路的节能潜力。在定性分析服务水平与能耗关系的基础上,提取面向能耗评估相关的服务水平指标并进行等级划分;基于服务水平指标与能耗强度的相关性分析结果,选取环境温度和满载率作为基于支持向量回归的牵引能耗模型的输入,并应用北京地铁历史数据对模型进行标定与验证;以服务水平为约束条件,对线路的节能潜力进行分析。研究结果显示,与既有统计模型相比,提出的模型测算精度较高,平均绝对百分误差为1.5%;在保证服务水平的条件下,优化不同时段列车开行间隔可降低6.04%的牵引能耗。     

广州地铁2号线列车牵引系统以及制动电阻能耗试验及结果分析

介绍了广州地铁2号线列车牵引系统和制动电阻能耗试验,并结合广州地铁1号线列车牵引系统和制动电阻能耗试验结果对比分析广州地铁1号线、2号线列车制动电阻能耗差异原因,找出降低广州地铁1号线列车制动电阻能耗方法.     

考虑再生制动能量利用的高速列车节能最优控制仿真研究

高速列车采用电空复合制动,具有综合制动的特性。为求解高速列车准点运行的节能最优控制问题,将电力再生制动工况和空气制动工况从综合制动特性中分离,建立适用于描述高速列车节能控制的运动学模型;将列车牵引传动系统效率和电力再生制动能量利用率引入能耗函数,并应用庞特利亚金极大值原理分析实现高速列车节能最优控制的必要条件,得到完整的高速列车节能最优控制工况集,推导牵引恒速、电力再生制动恒速和综合制动恒速这3种恒速控制工况下最优保持速度与电力再生制动能量利用率、牵引传动系统效率之间的定量关系,从而提出能够满足高速列车准点运行的节能优化控制算法。通过案例仿真,验证了算法的正确性。