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。     

城市轨道交通列车区间节能运行优化方法

提出了城市轨道交通列车区间运行的节能驾驶策略,分析了能耗节约量与区间运行时分增加量的关系。通过解析方程,分析了列车区间运行的节能效果。通过实例验证了惰行进站策略的节能效果优于降速行驶策略。利用动态规划的方法,在城市轨道交通服务水平的约束下,求解了全线路能耗节约量与列车旅行时间的关系,便于运营管理部门制定更节能的列车运行计划。     

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。     

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。     

城市轨道交通增购列车时机及方案研究

轨道交通列车增购须经特定的审批程序,且采购周期长、购置费用高,必须本着节约成本和提高效率的 原则,合理制定购车时机和方案。在充分考虑增购列车的必要性和迫切性、审批程序和采购周期、能力适应和经 济效益的基础上,提出增购列车目标年和工作时机的确定方法,明确增购列车规模计算及方案设计研究的方法和 注意事项,并指出方案必须通过相关系统能力验算方可成立。最后,以郑州市轨道交通 1 号线为例,验证该论证 方法的系统性和完整性。     

一种城市轨道交通节能优化控制算法设计

城市轨道交通系统能耗包括列车牵引、通风空调、电梯、给排水等设备产生的能耗,其中列车牵引能耗占轨道交通系统总能耗40%以上,最大化地降低列车牵引能耗成为了日益关注的问题。主要针对复杂路况下列车的运行控制,设计出一套基于递归思想的优化算法,能够得到在特定时间、路况等约束条件下的最优行驶控制策略,能够有效降低牵引能耗。同时研究了多列车运行时,如何通过协同控制最大化利用制动再生能量的问题,并给出了相关的解决方案。     

城市轨道交通列车运行节能策略研究

建立了列车动力学模型,选择采用多种群遗传算法和PID(比例积分微分)跟踪策略研究城市轨道交通列车运行节能策略。分析了不同遗传算子对多种群遗传算法的影响,确定了各遗传算子选取的原则及最优取值范围,给出了基于多种群遗传算法的列车节能策略。建立了基于MATLAB软件的仿真系统,并采用实际线路数据进行了仿真,验证了所提出的列车节能策略的有效性。     

城市轨道交通列车紧急自牵引方案研究

目前,城市轨道交通列车的行驶完全依赖于外部电力供应,这就限制了断电情况下列车移动的灵活性。提出了基于车载储能装置的运营列车在外部供电瘫痪的紧急情况下的自行牵引移车方案,并对系统架构、储能装置的设计及列车运行工况等进行了分析。该方案可极大地提高列车移动的灵活性,将会在紧急救援中发挥积极作用。随着储能技术、电力电子技术日益成熟及其成本的降低,自牵引技术将会在列车上逐步得到实际应用。     

城市轨道交通虚拟编组列车优化运行方案研究

虚拟编组技术通过车-车无线通信实现车辆“虚拟连接”。虚拟编组列车车辆间无机械车钩连挂装置,在运行过程中可以进行动态连挂和解编操作,能够基于客流变化实现灵活的运输模式。本文以缩短乘客旅行时间和提高列车运输效率为目标,提出虚拟编组列车运行方案的优化方法,并基于实际城市轨道交通线路早高峰客流OD(original-destination)数据给出优化设计结果。虚拟编组优化运行方案与现行方案的仿真结果表明,虚拟编组优化方案在保证运输效率的同时,可以有效缩短乘客旅行时间,提升轨道交通客运服务质量。     

有轨电车线站布置及交通组织设计

有轨电车通常采用地面线路,线路位置、车站选址等对城市交通运输的影响很大,同时也直接关系到有轨电车的运营安全和效益.介绍了有轨电车车站、线路布置形式,从行人交通组织、乘客交通组织、路口交通组织、路段交通组织等方面对有轨电车的交通组织设计进行研讨.在设计过程中,首先要根据城市道路网规划,深入研究、合理确定有轨电车的线路走向及其在道路断面中的位置,结合沿线客流情况确定车站分布、布置原则,选择车站位置及结构形式.     

轨道交通列车节能运行组织措施探讨

轨道交通已成为各城市的能耗大户,降低能耗是轨道交通可持续发展的重要组成部分。结合工程和运营实践,围绕列车运行,从行车组织、进出站运行控制、停站时间调整、列车运行控制等多方面、多角度对可能的列车运行节能措施进行总结提炼。结合当前轨道交通运营技术的创新发展,提出将不对称运行图编制、单向加车、精细化行车组织、利用配线接发车、合理的运营裕量取值等纳入到措施中,为轨道交通工程建设和运营提供参考。     

城市轨道交通噪声监测方案

结合北京地区具体环境状况和北京地铁5号线环保验收调查工作,根据噪声传播的理论经验,提出城市轨道交通噪声监测方案的布设原则,包括敏感点监测、降噪设施监测、传播规律监测、厂界监测等,给相关项目工作和交通噪声治理工作提供参考。     

城市轨道交通灵活编组运营组织研究

研究目的:近年来,随着城市轨道交通的发展,一些城市开始建设旅游线。城市轨道交通旅游线路的客流构成复杂,随季节和日间的波动大,不同旅客对出行服务的需求不同。本文针对旅游线路客流的上述特点,对列车编组进行了研究,提出了灵活编组的运营方案,对其技术可行性和优缺点进行了分析。研究结论:通过研究得出:(1)针对轨道交通线路的客流波动,有变化地开行不同编组的列车,既能保证列车满载率,减少空跑,同时又能提高发车频率和服务水平,并可在一定程度上节省运营成本;(2)推荐采用在车辆段进行列车解编的方式;(3)通过对车辆和信号实现技术进行研究,灵活编组的运营组织方式是可行的;(4)灵活编组的运营组织方案对客流变化较大的城市轨道交通线路具有重要意义,既可以很好地满足旅客出行需求,又可节省运营成本,具有较高的推广价值。     

基于乘客候车时间的行车考核指标研究

乘客候车时间是乘客时间成本的重要组成部分,反映城市轨道交通运营企业的服务水平。相比行车正点率,乘客候车时间能够更好地作为城市轨道交通企业服务水平和自身运行状况的最主要考核指标。本文在已知站间客流分布和列车到站时刻基础上,提出乘客候车时间的计算方法,并分析了乘客候车时间指标的应用。该研究对城市轨道交通运营企业优化考核指标体系具有重要意义,并为乘客候车时间计算提供参考。     

城市轨道交通运营客流交通状态评价

客观评价客流交通状态对于改善城市轨道交通运营服务水平、提高运营管理效率具有重要意义。在定义城轨运营客流交通状态的基础上,以乘客流的均衡程度和顺畅程度为准则,构建了客流交通状态的三层评价指标体系;根据某城市地铁1号线运营实际客流数据,计算各评价指标,并用层次分析法对客流交通状态进行评价。评价结果与实际情况相吻合,验证了城轨运营客流交通状态评价体系的合理性,能够为城市轨道交通运营管理提供理论支持。     

基于剩余交通需求的城市轨道交通需求预测方法

为使城市轨道交通资源被充分利用,以提高城市轨道交通的运营效益,提出了城市轨道交通规划中应采用基于剩余交通需求的城市轨道交通需求预测方法:根据常规交通方式的预测和道路的设计通行能力,求出以客流量表示的各常规交通路段的交通供给;然后根据“四阶段预测法”的交通量分配步骤中的多路径分配法,将城市总交通需求分配到城市常规交通路网上,得到城市总交通需求在各常规交通路段上的分配;再求出交通需求与交通供给之差,即得剩余交通需求;最后根据剩余交通需求进行轨道交通规划。     

城市轨道交通综合联调的现场组织与管理简

城市轨道交通是一项复杂而庞大的系统工程,在完成各系统的建设、施工、安装以及系统内部调试之后,需进行综合联调,对各主要系统之间的性能匹配情况进行评估和优化,对各系统之间的接口功能进行检验验证,为线路开通试运行和试运营提供技术保障。综合联调是城市轨道交通新建线路从建设施工时期逐步过渡到运营维护时期的重要阶段。文章介绍了综合联调现场管理的内容范围、组织机构、现场接管、工作流程等方面的内容,为相关单位进行城市轨道交通综合联调的现场组织与管理提供有益的借鉴。     

基于 Dueling DQN 算法的列车运行图节能优化研究

通过优化地铁时刻表可有效降低地铁牵引能耗。为解决客流波动和车辆延误对实际节能率影响的问题,提出列车牵引和供电系统实时潮流计算分析模型和基于 Dueling Deep Q Network(Dueling DQN)深度强化学习算法相结合的运行图节能优化方法,建立基于区间动态客流概率统计的时刻表迭代优化模型,降低动态客流变化对节能率的影响。对预测 Q 网络和目标 Q 网络分别选取自适应时刻估计和均方根反向传播方法,提高模型收敛快速性,同时以时刻表优化前、后总运行时间不变、乘客换乘时间和等待时间最小为优化目标,实现节能时刻表无感切换。以苏州轨道交通 4 号线为例验证方法的有效性,节能对比试验结果表明：在到达换乘站时刻偏差不超过 2 s和列车全周转运行时间不变的前提下,列车牵引节能率达 5.27%,车公里能耗下降 4.99%。