基于多目标仿真技术的牵引节能优化关键算法及应用研究

城市轨道交通供电系统中牵引供电能耗受列车运行策略、运行时刻表编制和线路断面设计等多种因素影响.利用多列车仿真技术开发了一套牵引能耗仿真分析模型和多车牵引供电模型,研究了单车驾驶策略和基于运行时刻表的多车协同牵引节能优化技术.基于合肥轨道交通1号线列车运行数据的仿真结果表明,该优化技术效益较为明显,综合节能效果可达5％.     

洛阳地铁运营节能措施研究

目前城市轨道交通系统能耗较大,带来了巨大的运营成本和经济压力。研究洛阳地铁列车运行控制、通风空调、动力照明等系统节能措施,为地铁运营节约能耗、降低成本提供改进意见,也为后续线路建设及设备选型提供参考。     

节能技术在城市轨道交通车辆牵引传动系统中的应用

牵引传动系统是城市轨道交通车辆的重要耗能系统,节能技术在牵引传动系统中的应用对于城市轨道交通未来的发展意义重大。通过结合城市轨道交通列车能耗仿真软件对车辆能耗构成进行分析,提出牵引传动系统的主要节能措施,并重点介绍碳化硅功率器件、永磁同步牵引传动、中高频大功率DC-DC辅助变流和DC600V直流供电等节能技术的现状和应用特点,以期为节能技术在城市轨道交通牵引传动系统中的应用提供参考和借鉴。     

城市轨道交通节能措施研究

城市轨道交通能耗大且逐年增长，节能降耗目标明确且潜力较大，降低能耗可以减少运营成本和碳排放，具有显著的经济效益和社会效益。文章在分析城市轨道交通能耗构成及其影响因素的基础上，介绍了供电节能、车站节能、线路规划节能、运输组织模式节能和车辆节能的主要措施，重点分析了非晶变压器、车辆轻量化、永磁牵引技术、驾驶控制策略等对车辆能耗影响较大的一些重要因素，指出了城市轨道交通节能的主要方向，供电侧采用非晶变压器提高电压转换效率，车站采用变频通风空调系统、节能照明器具和控制系统，车辆节能措施采用降低列车自重、永磁牵引技术、三电平辅变技术、高频辅变技术和车载变频热泵空调技术，运输组织采用合理的技术速度和节能驾驶策略。     

列车牵引节能技术研究

城市轨道交通因其单位运行能耗低、运营效率高、车体容量大、乘坐安全系数高、行车密度大、快速准时等优势在国内公共交通领域得到快速发展。经过测算对比,在同等运力条件下,城市轨道交通人公里能耗相当于公共汽车的 1/3、小汽车的 1/9,因此城市轨道交通是当前最为节能的绿色交通工具。但随着运营里程的快速增长、建设规模的不断扩大,其总量能耗仍然巨大且不断攀升,其中牵引能耗的成本支出占总能耗支出的 40% 以上,节能潜力巨大。文章以郑州市轨道交通 1 号线为例,采用灰狼算法,对单车节能控制策略进行优化设计,优化列车运行曲线,并对优化后产生的列车牵引节能效果进行分析,为城市轨道交通降低列车牵引能耗相关工作的开展提供借鉴和参考。     

城市轨道交通节能线路设计研究

在城市轨道交通中,能耗主要包括牵引能耗和动力能耗两部分,影响牵引能耗的因素主要包括车型、车辆启动和制动方式、车辆最高速度、线路条件、季节因素等.通过数据调查和牵引计算模拟,分析站间距、敷设方式、平曲线半径、节能坡的坡度与坡长、节能坡与站台端部的距离、节能坡组合方式等因素对列车牵引能耗的影响,提出节能线路设计的一般原则,并对节能坡的节能效果进行分析.     

城市轨道交通列车牵引节能策略优化

对国内外列车牵引节能策略的研究成果进行综合梳理,总结近年来在牵引节能领域普遍认可的3种策略,并对其中2个应用效果显著的策略进行展开分析。通过利用列车制动再生能量转换为牵引能量供同一供电分区的其他列车使用,是较为普遍的节能措施,但由于各条城市轨道交通运营线路的基建设施情况复杂、列车运行图多为固定版本,故在实际应用中,节能效果有局限性。未来可以考虑基于智能感知技术对客流需求进行短时预测,根据客流预测计算生成满足需求的最优节能列车运行图,通过实时感知客流、动态调整运行图的运营模式,最大程度减少牵引能耗。     

地铁车辆能耗分析及节能措施研究

以当前地铁车辆运行能耗的现状为出发点,从牵引净能耗和辅助能耗两方面分析了地铁能耗的主要构成和线路设计中的信号控车、节能坡、节能供电等关键影响因素。针对列车能耗现状分析,分别从减小列车质量和提升关键系统效率等方面提出节能措施,分析了高频辅助变流器、变频空调和智能照明等新技术应用可带来的节能效果,从而为地铁运营节能优化和地铁车辆应用选型提供参考和借鉴。     

基于列车运行仿真和SVR组合的地铁新线牵引能耗预测方法

新线牵引能耗预测可用以辅助线路的规划设计及列车选型,进而实现牵引节能.地铁新线牵引能耗受线路条件、列车属性等因素的综合影响,传统的仿真方法简化多种参数,而大数据预测方法忽略列车物理运动过程,均难以保证新线牵引能耗的预测效果.因此,提出一种将列车运行仿真与支持向量回归(SVR)相结合的组合预测方法预测地铁新线牵引能耗,并采用交叉验证方法及遗传算法对SVR参数进行寻优.研究结果表明:仿真与SVR相结合的组合预测方法优于单一预测方法,在95％的置信水平下,地铁新线牵引能耗预测精度可达90％.     

基于列车运行仿真和SVR组合的地铁新线牵引能耗预测方法

新线牵引能耗预测可用以辅助线路的规划设计及列车选型,进而实现牵引节能.地铁新线牵引能耗受线路条件、列车属性等因素的综合影响,传统的仿真方法简化多种参数,而大数据预测方法忽略列车物理运动过程,均难以保证新线牵引能耗的预测效果.因此,提出一种将列车运行仿真与支持向量回归(SVR)相结合的组合预测方法预测地铁新线牵引能耗,并采用交叉验证方法及遗传算法对SVR参数进行寻优.研究结果表明:仿真与SVR相结合的组合预测方法优于单一预测方法,在95％的置信水平下,地铁新线牵引能耗预测精度可达90％.     

城市轨道交通列车定时节能优化方法研究

针对城市轨道交通启停频繁的运行特点,从降低牵引能耗的角度出发,应用"四阶段"最优运行策略,得到各个阶段牵引能耗的计算公式。以牵引距离为自变量,将运行距离和线路条件等作为约束条件,设计了单列车站间牵引能耗计算方法。在此基础上,以牵引能耗值和运行时间误差的权重和作为目标函数,采用遗传算法进行优化,得到最优的牵引距离,从而得到各个阶段的运行距离,达到定时节能的目的。通过限制最大加速度值达到同时降低牵引能耗值和提高乘客舒适度的目的。通过算例在MATLAB软件中进行仿真分析,与实测值相比,定时节能优化情况下可节能22.45%;兼顾舒适度情况下,可节能21.99%。从仿真图可以看出,优化结果减少了工况转换次数,曲线更平滑。     

基于动态客流的城市轨道交通列车牵引能耗分析

城市轨道交通客运量的不断增长使得能源消耗越来越大,在此背景下,从动态客流层面研究城市轨道交通列车牵引能耗对实现城市轨道交通可持续发展具有重要意义。首先建立一个基于动态客流的城市轨道交通列车牵引能耗算法流程,通过研究动态客流对列车牵引能耗的影响,初步得到动态客流和列车牵引能耗的耦合机理。以广州地铁某线路区段为例,利用城轨列车运行计算模拟实验系统进行算例分析,以动态客流为x变量,牵引时分为y变量,牵引能耗为z变量,并利用Matlab对570组模拟实验数据进行多项式拟合,并对动态客流进行灵敏度分析。分析结果表明,列车牵引能耗随着客流的增大呈线性增长关系。     

城市轨道交通列车节能控制策略研究

以广州地铁信号系统所控制的列车为例,根据城轨列车运行过程中的受力情况构建单列车的运动方程,依据单列车的运动方程构造哈密尔顿函数、共轭函数、互补松弛函数,研究了列车运行过程的数学模型和模型成立的条件。由此得出单列车运行过程中的最节能控制策略。针对最快速度列车运行控制策略和最节能列车运行控制策略,分别在列车运行仿真环境和广州7号线进行了对比实验,结果表明,最节能列车控制策略能够减少能量消耗14.8%,同时,显著提高列车运行平稳性。     

高速列车应急自走行辅助驾驶研究

当牵引供电网发生故障,高速列车应急自走行系统受车载储能装置容量限制,特别是在线路条件复杂时,如何操纵列车实现就近停车变得异常困难。为了解决高速列车应急自走行系统的速度曲线规划问题,进行了应急自走行辅助驾驶装置的功能设计和系统结构设计。根据列车应急运行的特点,设计了应急自走行优化算法。以CR400BF复兴号动车组列车运行于国内某高速铁路线路为例进行仿真,仿真结果表明,该装置可在能量受限的情况下规划列车自走行的运行速度曲线,与司机巡航驾驶相比实现了良好的节能性;同时,基于节能优化操纵策略,采用不同的牵引目标恒速速度进行仿真,仿真结果表明,根据线路条件选择合适的牵引目标恒速速度,对于车载储能装置容量受限的高速列车应急自走行驾驶具有重要的指导意义。     

长沙市轨道交通2号线列车能耗分析

以长沙市轨道交通2号为例,分析了列车空载工况和载客工况下的能耗情况,结果表明根据列车能耗系统的实时统计数据核实列车能耗的方式是可靠的。在此基础上,计算分析了列车运行过程中乘客总体重的能耗,与列车自重能耗相比,列车自重能耗在列车总能耗中占很大的比重,因此:合理地降低车辆自重将成为今后车辆设计的重要课题,根据线路客流量特点制定大小交路时刻表将成为城市轨道交通运营公司降低运营成本的研究方向。     

基于牵引计算的储能式轨道交通列车牵引负载特性与模型技术研究

阐述了储能式轨道交通列车的牵引计算数学模型,对列车牵引负载特性进行了分析。通过构建列车牵引负载仿真模型得到了列车运行工况曲线,为列车的正向设计提供了参考依据。     

超长轨道交通线分期建设及运营方案分析探讨

随着城市的快速发展,许多城市想通过一条或几条轨道交通线路解决城市内的各种交通需求,故在线网规划阶段就将线路设计为超长线路,超长线路不仅会增加项目的建设成本,而且会对运营组织、服务效率、运营效益等带来较大影响,合理制定超长线路的分期建设及运营方案可以减少其带来的诸多弊端。超长轨道交通线路分期建设方案应以城市总体规划为依据,结合解决现状交通问题、引导城市发展、完善轨道交通网络、车辆段及停车场规划用地布局等因素进行统筹分析论证后确定。超长轨道交通线路运营方案的确定应以客流预测结果为基础,分析线路两端客流量及出行特征,综合考虑列车满载率、能耗、运营成本等因素。     

利用再生制动能的列车运行优化方案

为降低城市轨道交通系统能耗,本文对城市轨道交通列车运行能耗与再生制动能利用现状进行了分析,建立了面向节能的多列车运行方案优化模型。模型采用上海轨道交通16号线线路数据,结合列车时刻表,通过混合遗传算法进行求解,得出再生制动能利用情况最优的列车运行方案。     

基于节能运营的城轨交通纵断面优化设计

城市轨道交通工程建成投入运营后,节能运营就成为运行、维护和管理的重点。因此,在设计阶段就应考虑线路纵断面设计对今后节能运营的影响。此文在以工程造价最低线路纵断面设计的基础上,论述节能运营的线路纵断面二次优化设计,把列车运行能耗作为目标函数,对纵断面内的变坡点在约束范围内进行必要的的调整,使运营能耗极小化,达到节能的目的...     

轨道车辆变频空调机组在轨道交通中的节能分析

从采用先进的变频技术和热泵供暖技术2个方面介绍轨道车辆变频节能空调机组节能原理。在上海轨道交通5号线上,选取列车进行了安装测试,介绍轨道车辆变频节能空调机组的实际应用效果,为变频空调在轨道交通列车中的推广应用提供一定的借鉴作用。