基于免疫粒子群算法的地铁列车节能优化研究

在综合考虑地铁列车动力学特性、线路条件、区间限速以及准点运行等条件的基础上,建立基于再生制动能量利用的多约束能耗模型。通过免疫粒子群组合算法求解列车能耗模型,得到列车节能操纵工况序列及各工况转换点,最终求得列车站间运行的最低能耗。为验证该方法的有效性,以南宁地铁1号线为仿真实例,计算得出优化后的列车能耗降低6.62%。     

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。     

基于再生制动能量利用的地铁列车时刻表设计方法研究

结合线路参数、列车运行工况以及时刻表等因素,分析了同一供电区段内列车再生制动能量的利用情况,建立基于再生制动能量利用与运行时刻表设计的多车节能优化模型。通过引入浓度免疫算法,调整列车时刻表中发车间隔、停站时间、运行时间等要素并优化列车操纵工况,求解出实际线路下的节能运行时刻表及多车节能驾驶策略。结合南宁地铁1号线某供电区段的仿真数据证明,采用优化的节能运行时刻表在满足正点运行的前提下,提高再生制动能量的利用率达11.4%,降低列车运行的总能耗达16.9%。     

城市轨道交通列车再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律仿真分析

当前,城市轨道交通钢轨电位过高引起的钢轨电位限制装置频繁动作、轨旁设备打火、杂散电流泄漏量增大等现象严重,对乘客人身安全及线路杂散电流水平有较大影响,而针对多列车动态运行过程汇总再生制动能量穿越时钢轨电位分布规律尚待进一步研究.对城市轨道交通供电系统动态运行过程中钢轨电位分布规律进行研究,建立系统供电-回流-列车全模型下钢轨电位动态分布模型.分析了多区间多列车并列动态运行情况下再生制动列车回馈至牵引网功率被其他供电区间列车利用情况下钢轨电位的变化情况.研究分析表明,系统多列车动态运行时,再生制动能量穿越情况对钢轨电位影响较大.     

城市轨道交通追踪列车定时节能操纵优化

研究在给定站间运行时分前提下的城市轨道交通追踪列车节能操纵优化模型,模型以两列车在两站间运行的总能耗最小为目标,通过同时优化前行列车和追踪列车的操纵策略以提高再生制动能的利用。在一定的制动停车距离、线路平纵断面和限速条件下,将站间区间划分为若干个子区间,建立两列车在各个子区间的运行工况序列选择模型,通过遗传算法优化两列车在每个子区间的牵引力使用系数、末速度和运行时间,提高列车牵引时对再生制动能的利用率。算例表明,在给定的站间区间上,本文模型在保证正点前提下比单列车定时节能算法的能耗降低5.8%。当区间存在陡下坡时,两列车在途中运行过程中比在进出站过程中协同利用再生制动能效果更显著。     

列车节能运转系统的设计

列车在区间运行时,司机如何有效地运用"牵引运行"、"惰力运行"、"再生制动"等驾驶手段与列车运行中的节能有密切关系。文章从列车运转能量的测定与评价入手,论述怎样减少列车运转能耗,实现主电路系统高效化及选择电动机容量,简要地介绍了节能运转系统的设计方法。     

基于再生制动的地铁列车开行策略研究

当今节能减排、低碳发展已成为地铁交通网络化综合化发展的重中之重。着眼于再生制动技术在多列车节能运行过程中日益突出的效用,将如何提高多列车运行的再生制动能量利用率作为研究重点,利用地铁列车发车间隔与停站时间的可控性,提出一种基于再生制动的地铁多列车节能运行策略模型,并给出一种有效求解此类问题的算法以及设计出一种解析解方程可快速求解此类问题。最后以北京地铁线路亦庄线为例,验证优化模型的可靠性与算法的高效性。结果表明:在保证该线14站13区间列车准点运行的情况下,采用多列车节能运行策略优化模型后,列车平均再生制动能量利用率提高0.15左右,运行总能耗降低5.01%。将本文的研究成果应用于平峰期间多列车节能运行上具有一定的指导意义。     

无线传能/储能混合动力有轨电车运营能耗需求研究

为降低有轨电车的运行能耗,基于列车牵引计算模型,对无线传能/储能混合动力有轨电车在不同运行工况下的能耗进行分析。首先通过机车动力学模型和线路数据建立列车牵引计算模型,然后分析不同最大加/减速度、最大运行速度(匀速运行时的速度)和载客量对每公里能耗和平均功率的影响,最后讨论不同充电倍率下的能量回收率。仿真结果表明:最大运行速度对车辆每公里能耗和平均功率影响最大,载客量次之,而最大加速度的影响最小;锂电池在20C充电时能够回收所有制动能量。     

列车自动运行牵引策略在载荷变化时对准点性的影响分析

地铁列车自动运行(ATO)系统应保证列车在不同载荷下的区间运行时间均能满足准点性要求。研究了ATO系统两种牵引控制策略(按当前载荷下的最大牵引力控制、按AW3(超常荷载)下的最大加速度控制)在不同的载荷下对准点性能的影响,并分别在最大能力运行场景和节能运行场景下对两种牵引控制策略下的区间运行时间进行了对比。计算结果表明,按AW3下的最大加速度控制这一牵引策略在载荷变化时的区间运行时间波动更小,且其波动范围小于2%,可满足ATO对准点性的严格要求。     

城轨8A编组列车救援模式车钩受力控制方法探讨

城市轨道交通8A编组列车,采用空车(AW0)列车救援超载(AW3)故障列车在线路坡度变化大或在较大坡道上突然实施紧急制动时,车钩存在断裂风险。为了解决列车救援工况下车钩受力过大的问题,分析影响车钩受力的主要因素,提出救援工况下控制列车车钩力的具体方法,并在具体线路上对8A编组列车进行现场AW0列车救援AW3故障列车验证,结果证明对车钩受力的控制方法是安全可行的。     

基于可靠度的列车多部件预防性机会维修策略研究

针对现行轨道车辆检修模式存在过维修和欠维修等问题,提出基于可靠度的列车多部件预防性维护策略。引入故障率递增因子和役龄递减因子,采用维修与更换相结合的维护方式,依据可靠性要求确定单部件最佳预防性维修周期及维修次数。通过分析部件之间维修的经济相关性,在单部件最佳预防性维修周期基础上,通过二次抛物线插值法优化机会维修可靠度阈值,使总维护费用最少,从而得到最优机会维修可靠度。研究结果表明:相比于传统列车维修策略,运用提出的预防性机会维修策略,在保障列车可靠性的同时可减少入库检修次数,节省维护费用,保证了列车运行的安全性和维修的经济性。     

岩石相似材料骨料密实级配的定量评判研究

为得到岩石相似材料骨料密实级配的定量评价指标,基于二维颗粒填充理论、颗粒级配曲线及混凝土密实级配研究成果,提出判断相似材料骨料密实级配情况的量化指标,并通过配制4种不同骨料级配的灰岩相似材料,开展不同砂胶比条件下的物理力学试验佐证该量化指标。研究结果表明:建立以细骨比大于界限细骨比、不均匀系数Cu>5与曲率系数Cc=1～3判断骨料达到密实级配的方法是切实可行的;针对灰岩相似材料,骨料级配对相似材料力学性质和变形性质的影响规律不会因胶凝材料的含量变化而改变。     

宽窄接缝与CA砂浆耦合伤损对无砟轨道-简支梁桥结构受力性能影响

基于弹性地基梁体理论,考虑宽窄接缝与轨道板之间界面开裂与CA砂浆脱空耦合伤损,建立伤损状态下的CRTS Ⅱ型板式无砟轨道-简支梁桥结构有限元模型,分析宽窄接缝与CA砂浆不同伤损型式和不同位置耦合伤损尺寸在正温度梯度荷载作用下对无砟轨道-简支梁桥结构受力及变形的影响。研究结果表明:宽窄接缝与CA砂浆耦合伤损较宽窄接缝界面开裂或CA砂浆脱空单一伤损型式对结构受力与变形更为不利;当耦合伤损面积超过0.975 m×0.765 m,长度超过0.975 m或宽度超过0.51m时,轨道板拉应力超过其抗拉强度,影响结构的正常使用;随耦合伤损尺寸的增加,轨道板和CA砂浆的垂向位移均显著增大,底座板和桥梁的垂向位移呈微弱减小趋势;宽窄接缝与CA砂浆耦合伤损位于轨道板板边对结构受力和变形影响最大,耦合伤损位于板端次之,耦合伤损位于板角影响最小。     

基于GMS软件的基坑降水数值模拟

在现场降水试验数据基础上,建立适用于南宁盆地的三维渗流数学模型,对车站深基坑降水过程进行数值模拟。模拟结果与实测值吻合较好,证明该模型适用于南宁特殊地层基坑的降水设计。对基坑水位降深随时间发展的规律以及地下连续墙对降水井涌水量的影响进行预测,得到以下结论:距地下连续墙越远,涌水量越大,水位降深越小;地下连续墙越长,隔水效果越好,水位降深越大;车站出入口位于地下连续墙中部时,水位降深受地下连续墙影响最大。     

从数字看效益 中国地方铁路飞跃发展

2008年4月8日至11日，中国地方铁路工作会议在广西南宁召开，铁道部计划司、中国铁路投资公司、中国地方铁路协会及中国各省、市地方铁路局领导，共计170余人参加了会议。大会听取了中国地方铁路协会华茂嵬会长作的《抓住机遇、开拓进取，进一步开创和谐地方铁路建设新局面》的工作报告，报告总结了2007年中国地方铁路完成任务情况，分析、部署了2008年中国地方铁路面临的新形势和新任务，     

南宁轨道交通运营安全隐患排查治理体系研究

基于南宁轨道交通运营安全隐患排查工作实施需求,开展对城市轨道交通运营期安全隐患排查治理的体系研究,分析城市轨道交通运营期隐患特点,建立隐患分级治理模式、职责分配制度、隐患标准数据库和考核奖励机制,以治理理念为基础打造安全共同体。同时,结合体系研发基于移动互联网的信息化系统,最终形成一套完整的城市轨道交通运营安全隐患排查治理方法,以达到控制隐患并降低事故发生率、减少事故损失的目的。治理方法已在南宁轨道交通1号线、2号线中使用,可供我国其他城市借鉴和推广。     

南宁市都市圈市域铁路布局规划研究

市域铁路是市域和区域中短途客运铁路网络的重要组成部分,与区域快速铁路和城市轨道交通互为补充,主要承担市域或区域较小规模走廊的客运交通。为应对区域交通城市化的发展,改变南宁市目前对外交通组织的区域间城镇交通联系模式,规划建设合理的南宁都市圈市域铁路网,实现城市公共交通组织模式向区域间城镇延伸和拓展。     

南宁枢纽总图与北部湾经济区铁路建设布局的综合研究

研究目的：通过对南宁市及北部湾经济区产业布局的综合研究，提出适合广西自治区经济发展的南宁铁路枢纽总图规划和北部湾经济区铁路建设布局。 研究方法：根据南宁市及北部湾经济区城市规划、产业布局规划、枢纽现状和路网规划，综合分析研究南宁铁路枢纽总图与北部湾经济区铁路建设布局。 研究结论：北部湾经济区铁路建设布局与南宁枢纽综合研究是北部湾经济区经济发展、城市群建设和铁路运输生产力布局的必然要求，最终确定枢纽衔接3条干线、3条城际铁路，6个行车方向，客运形成环型通道，货运形成以南环为主的“T型”通道，客货分线的“环＋T型”枢纽格局。     

柳州南编组站综合自动化系统初步设计方案

编组站综合自动化系统SAM在西安局新丰镇编组站成功运用了4年,目前正准备在南宁铁路局柳州南编组站规划设计实施应用。介绍南宁铁路局柳州南编组站现状和编组站综合自动化(SAM)设计思路,以及柳州南编组站(SAM)系统初步设计方案。     

南宁地铁1号线列车自动运行模式下列车停车精度优化设计

以南宁地铁1号线ATO(列车自动运行)模式下列车停车精度为研究对象,以停车精度的统计数据为依据,通过对ATO制动力和电空制动配合两个方面进行分析,找出了停车精度不准的根本原因。进行了ATO模式停车精度的优化设计,并在实际运营线路上进行了测试验证。测试结果表明,南宁地铁1号线ATO模式下列车停车精度的优化设计方案可行,列车停车精度得到了较大的提高。