一种考虑列车运行图的高速铁路牵引供电系统再生能量评估方法

基于动车组的负荷特性和再生制动特性,定量分析牵引供电系统再生能量的传输规律;在建立牵引供电系统动态数学模型的基础上,通过初始化参数考虑列车运行图、辨识各个设备消耗的再生功率、计算再生能量消耗情况,提出高速铁路牵引供电系统再生能量的评估方法,并以某高速铁路区段实例进行验证。结果表明:提出的方法能定量评估牵引供电系统各类供电设备以及系统全线24h内的再生能量消耗情况,从而验证了动态数学模型和评估方法的有效性。     

一种考虑能量管理的混合动力列车节能运行综合优化方法

研究一种采用接触网与车载电池的双源混合动力动车组列车,提出了一种运行控制策略与能量管理的综合优化方法。以全局等效能耗最小为目标,首先描述了混合动力列车功率流模型,列车运动学模型和车载电池模型,构建了速度曲线和能量管理综合优化模型。针对列车运行过程具有空间分段、状态量连续、约束有差异的特点,将综合优化模型转化为多阶段混合动力列车运行策略与能量管理综合优化模型,引入自适应伪谱法进行求解。最后通过一段混合供电制式线路进行仿真验证,结果表明,此算法能够根据列车运行需求和约束限制计算出列车优化速度曲线、车载电池充放电时机与电流大小,实现2种供电制式的混合运行,提高整车的电能利用效率,从而达到节能的目的。     

车载储能低地板有轨电车牵引传动系统设计与应用

为实现低地板有轨电车在路口无接触网运行,设计开发了一种列车车载储能牵引传动系统.对车辆技术要求、列车牵引特性计算和设计、牵引传动系统主电路设计、牵引传功系统设计、列车车载储能装置能量管理策略等进行了介绍,并采用装车试验进行了验证.试验表明,该牵引传动系统可有效对列车车载储能装置进行能量管理,以及对列车车载储能装置的充放电电压及电流进行限制,可高效地利用整车在制动过程中的再生制动能量,提高了能量的利用率.     

基于再生能量利用的城市轨道交通节能时刻表的研究

再生能量在城市轨道交通系统中同一供电区间内相邻列车之间的可传递性已经在实践中被证实,为了提高再生能量利用率,针对城市轨道交通列车“行车密度高、站间距离短、日周期性强”的特点,本文提出了一种时刻表的优化方法.首先,分析再生能量在相邻列车间的传递过程,构建时刻表优化模型,通过调整列车在车站的停站时间使得制动列车产生的再生能量能够更多的供给牵引列车使用,从而提高再生能量的利用率.其次,设计遗传算法求解时刻表优化模型,得到优化的时刻表.最后,基于北京地铁亦庄线的线路数据做算例分析,结果表明该方法使得再生能量的利用量提高了48％.     

考虑跨线列车的高速铁路能力最大化合理利用研究

分析目前高速铁路能力利用的优化方法,基于高速铁路物理网引入时间维度构建高速铁路时空网,且将跨线列车列入研究对象,列车的停站作业和跨线作业分别用带有时间权重的停站弧和跨线弧来表示。在现有列车开行方案的基础上,考虑列车最小间隔时间等约束,建立整数规划模型,通过优化生成高速铁路本线和跨线列车的时刻表和部分列车的停站方案来实现高速铁路的能力利用优化,旨在最大化列车开行数和最小化列车总运行时间。使用交替方向乘子法(ADMM)求解模型,提高了求解效率。最后以京沪高速铁路为例,对其能力利用进行优化。     

基于经济效益的高速铁路列车开行方案评价及调整

高速铁路列车开行方案优劣直接影响高速铁路的市场经济效益,而列车开行方案评价是优化开行方案的基础.为优化运输组织、提高经济效益,从营运能力、盈利能力和服务能力3个方面构建高速铁路列车开行方案评价指标体系,引入后退法思想筛选指标,构建基于决策偏好的超效率DEA评价模型确定列车开行方案经济效益评分,利用投影原理构建基于投入要素限制的调整优化模型,优化调整DEA无效的列车开行方案.以京沪高速铁路为例,结果表明,该方法能较好地反映高速铁路列车开行方案资源利用和产出效率,能为高速铁路列车开行方案优化提供理论指导和决策依据.     

高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统设计与实现

列车追踪间隔与高速铁路列车运营密切相关,通过列车追踪间隔仿真系统能够检验列车牵引特性、线路条件等因素对列车追踪间隔时间的影响,对研究列车追踪间隔时间优化及列车技术作业方案设计提供有效的帮助。文章介绍了高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统的设计,使用列车间隔时间标准化计算方法,结合列车牵引计算、车站以及线路等数据,通过原型系统的开发,实现了列车运行曲线与列车追踪间隔时间的计算与仿真。具体介绍了系统结构,功能设计及数据结构,以一个实际数据为例对系统的功能以及技术可行性进行了验证。实验输出数据基本符合我国实际情况,该系统能够作为列车追踪间隔相关研究的可靠工具。     

提高铁道车辆能效的系统技术

研发高效设备并通过设备和子系统间的协同效应降低总能耗是铁路系统节能化的有效方法。为了实现智能运行和车辆系统的高效化,基于车载设备与铁路系统之间的相互协同研发出铁路车辆能量管理系统(EMS)。研发的应用实例包括优化运行的列车自动运行系统(ATO),以及基于EMS和再生制动能量回收的车辆节能系统。     

高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用研究

高速铁路客运调度计划与列车席位管理关联紧密,为了解决目前客运系统与调度系统独立建设导致的信息交互不畅、岗位协同性较低等问题,保证运力资源与出行需求的精确匹配,提出高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互方案。通过生产信息数字化管理、调度命令自动化执行模式研究及开行计划安全卡控等技术手段,设计包含计划下达、命令执行、席位自动调整、执行反馈在内的自动交互应用,实现调度业务域与客票业务域上下工序间的流程贯通、数据融合及专业协作,保证列车席位调整和列车开行计划调整的安全性和及时性,为适应高速铁路客运作业在市场竞争中不断提高服务质量和服务水平的发展要求提供支撑。     

基于云计算的列车调度指挥系统构建方案及其可行性研究

为突破列车调度指挥系统体系结构在部署灵活性、资源利用率和维护成本方面的技术瓶颈，通过分析列车调度指挥系统优化需求，设计了基于云计算的列车调度指挥系统构建方案，对系统资源分配策略进行了探讨，并从模型适用性、系统可扩展性、资源利用率、维护成本和系统能耗方面分析了云计算列车调度指挥系统的可行性。分析结果表明，列车调度指挥系统能够较好的适用于云计算。     

高速铁路牵引供电系统

1外部电源——能量源头为高速列车提供能量的源头来自电力系统,通过牵引变压器实现从电力系统到牵引供电能量的转换。一般普通铁路,所接入的电压等级为110 kV,而高速铁路牵引供电系统所接入的电压则为220 kV,为高速铁路供电提供更加完备的保障。     

高速铁路智能调度集中系统构想及关键技术

我国高速铁路调度集中系统已达到较高信息化和集成化水平，是高速铁路高效调度指挥、列车有序运行的关键支撑，但其智能化程度依然不高，存在列车运行计划调整效率较低、非正常情况下过度依赖人工操作、应急处置响应不够迅速、列车与调车作业协同困难等问题。针对高速铁路行车调度指挥现实需求，提出高速铁路智能调度集中系统构想，通过构建高速铁路行车信息大数据共享平台，实现车、机、工、电、辆等专业部门间信息共享和业务协同，可由计算机自动完成列车运行计划调整，实现列车运行图执行模拟与分析，以及列车和调车进路智能安全卡控；初步探讨基于物联网、大数据和云计算的信息共享及智能分析、列车运行计划的协调与优化、列车运行计划执行模拟与分析、不同等级列车共线运行条件下自恢复和自适应机制、基于可信动态感知的调度智能协同等关键技术，以期推动高速铁路调度集中系统的智能化发展。     

基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法研究

定义存在于高速铁路列车运行图运行线间的使列车无法在适当功率下运行的软冲突问题,该问题使用既有列车运行图规划方法难以有效解决。分析软冲突形成的机理及其影响,论证牵引供电与列车群一体化仿真计算方法能较好解决软冲突问题,即利用牵引供电计算实现列车运行图软冲突的检测,基于该检测结果进行列车仿真运行调整,从而实现对软冲突的剔除。一体化仿真方法不仅能实现高速列车运行图软冲突的疏解,同时也能得出列车运行过程的操纵策略,并解决了交流牵引供电仿真计算中的某些难点问题。选用我国某一高速铁路线路为例,验证基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法。     

城市轨道交通新能源技术应用研究

为了支撑轨道交通系统绿色环保的可持续发展需求,在光伏发电及储能方面展开研究。设计城轨交通系 统用分布式光伏-储能供电系统方案,研究多系统、高可靠度的供电模式和源储荷多能源耦合下的能量管理策略。 面向光伏储能接入单个牵引变电所,提出一种基于深度强化学习的能量管理与优化方法。该方法使用深度 Q 网络 对列车负荷、光伏单元和储能单元功率输出等状态信息进行训练学习,通过训练好的代理对直流牵引网进行能量 管理,解决光伏发电系统难以适应城轨列车启停频繁、工况多变,以及多能源系统引入后带来的供电稳定性、容 量配置和能量管理等问题,有效提升城市轨道交通系统的绿色能源利用率,降低变电所输出能耗。     

高速列车运行安全性与桥梁防撞墙受力分析

根据列车脱轨能量随机分析理论,实现高速铁路无砟轨道桥梁上的高速列车脱轨全过程分析,计算高速列车抗脱轨安全系数。在不考虑列车纵向冲击,仅考虑列车脱轨摇摆力作用下,推导出高速铁路桥梁防撞墙受力计算公式。结果表明:高速列车在设计车速下的抗脱轨安全系数为2.0以上,脱轨摇摆力为630kN,防撞墙所受到的撞击力为33 002.4kN。鉴于高速铁路无砟轨道桥梁上的高速列车运行安全性完全有保障,且即使有意外情况发生,防撞墙亦无法防止列车脱轨后冲出桥面,因此,建议取消防撞墙。     

南广线能力利用分析及建议

在我国高速铁路飞速发展的新形势下,要安全、高效地做好高速铁路运输组织工作的前提之一,是研究确立高速铁路通过能力计算的准确计算方法;由于传统的铁路通过能力概念和计算方法已不能适应高铁客专运营要求,本文以南宁铁路局所管辖的高铁线路南广线的区段为例,对影响通过能力的因素进行了深入分析,提出要重点从提高能力利用率、合理安排列车停站方案、优化运行图方式等三个方面科学、合理铺画列车运行图,以促进高速铁路运输效率和效益的不断提高。     

高速铁路通过能力利用状态评估方法研究

通过能力利用率是评估高速铁路通过能力利用状态的重要指标。首先基于相同和不同速度等级列车运行组计算停站、越行导致的额外占用时间;其次,考虑列车运行过程的动态、不确定性特征,在分析低层次、高层次晚点传播的基础上计算平均缓冲时间;第三,在时间维度上,将追踪列车间隔时间、额外占用时间、缓冲时间之和作为列车占用总时间,以列车占用总时间与列车运行图有效开行时间带的比值计算通过能力利用率;最后,以京广高速铁路为例进行验证。所提出的通过能力利用状态评估方法能够体现列车停站方案、运输服务质量等对通过能力利用率的影响,更好地反映运力资源运用效率。     

“复兴号”17辆编组动车组列车总线网段扩展的设计研究

近年来,我国高速铁路营业里程与铁路运力持续上涨。为应对铁路列车复杂度与综合性的巨大变化,对动车组进行多功能车辆总线(MVB,Multifunction Vehicle Bus)、绞线式列车总线(WTB,Wire Train Bus)网段的改进,通过分析测试数据,验证了传统动车组扩展MVB及WTB网段的可行性。网段的扩展,可提高传统动车组的运力,显著提高客运列车的利用率。     

混合动力有轨电车列车控制和管理系统软件测试平台设计

针对燃料电池和超级电容混合动力有轨电车的列车控制和管理系统(TCMS)软件测试需求,运用Control Build仿真软件搭建了适用于燃料电池和超级电容混合动力列车的TCMS软件测试平台。该平台在具有列车电路和常用子系统仿真功能上,采用拟合方法搭建了燃料电池模型、超级电容模型、动力电池模型和列车能量流动模型,为TCMS软件进行混合动力能量管理和整车能量管理提供测试环境,提高了燃料电池超级电容有轨电车TCMS软件测试的范围和效率。     

基于复杂网络的高速铁路列车服务网络特征

基于复杂网络理论,构建我国高速铁路列车服务网络,阐述复杂网络的指标在列车服务网中的实际意义,对比分析Space L和Space P 2种网络构建方式下高铁列车服务网络的基本特征,并引入旅行时间和服务频率2种权重计算介数,实现对铁路车站枢纽影响力的量化评估。利用Space P方式构建考虑换乘服务理念的局部网络,针对列车接续关系及其特征,提出对接续关系的修正表达与网络构建方法。以武汉站为核心的局部网络为例,通过对比修正前后网络特征的变化,验证修正表达方法的有效性。研究结果显示表明:现行列车开行方案下,每个高速铁路车站平均与52.3个车站有列车直接通达,任意2个车站间平均通过1.1次换乘可以到达。部分车站的可达性、枢纽影响力、服务频率特征不匹配。论文提出的网络构建方法与特征分析结论对高铁列车服务网络性能的综合评价与优化调整具有参考意义。