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。     

城市轨道交通列车节能运行模式的研究

能耗在城市轨道交通的运营成本中占据着很大的比重,节能已经成为日益关注的焦点问题。着重分析了实现列车节能运行的运行模式,提出了相应的节能运行优化算法。采用移动闭塞技术的列车控制系统是节能的有效途径。     

城市轨道交通车辆运行节能方法优化

根据牵引计算和节能优化控制策略,对城市轨道交通车辆的运行节能方法进行优化。基于上海地铁2号线的实际运行条件,应用优化算法对列车运行特性曲线和能耗进行计算,然后与实际测试数据进行对比分析。结果表明,列车采用两次制动的混合优化算法比采用一次制动的混合优化算法的节能效率要高。     

城市轨道交通列车再生制动能量利用系统方案对比分析

城市轨道交通列车再生制动能量利用系统包括再生制动能量回馈系统、再生制动能量储存系统和混合型再生制动能量利用系统。回馈型系统可实现交流电网与直流母线的能量双向流动;储能型系统是将列车多余制动能量存储到储能单元中,起动时再将能量释放出来供列车使用,储能元件有超级电容、蓄电池及飞轮;混合型系统是回馈型和储能型的组合,其功能及性能兼具2种系统的特点。3种系统方案各有特点,均可实现列车制动能量回馈利用,减少电网能耗,不仅在节能环保方面有重要意义,对于整个城市轨道交通行业降低运营成本将具有重大影响。     

城市轨道交通ATO模式下列车节能运行研究

能耗已经成为城市轨道交通中日益关注的焦点问题。重点分析实现节能的方法,提出ATO模式下列车节能运行设计。     

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。     

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。     

浅析城市轨道交通列车再生制动能源的转化和利用方案

对城市轨道交通工程中列车再生制动能量吸收和转化方式进行了深入地分析,对各种形式的能量吸收和转化方式的实际应用、技术现状、研发和生产能力进行了调研,对工程设计中列车再生制动能量利用方案的设计有实际指导意义。     

城市轨道交通再生制动能量储存利用

对城市轨道交通再生制动能量的储存利用提出一种新型设计方案。     

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。     

城市轨道交通再生制动能源利用分析

城市轨道交通列车在运行中会产生大量的再生制动能源,因此,有必要对其进行深入分析研究。结合国内某城市轨道交通线路的具体情况,对列车设置车载式制动电阻和列车取消车载式制动电阻两种情况下,正线牵引变电所均设置再生能量吸收装置和间隔设置再生能量吸收装置进行对比分析,得出正线牵引变电所均设置再生能量吸收装置的推荐方案。     

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。     

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。     

城市轨道交通列车能耗优化研究

针对城市轨道交通列车能耗问题,提出了一种基于剩余平均速度比较法的能耗计算方法,建立了列车能耗模型,并对该模型在GUNPLOT环境中进行了仿真,表明剩余平均速度比较法在列车区间运行中能很好地节省能耗,为列车的能耗优化提供了依据。     

城市轨道交通列车全自动运行系统的列车唤醒休眠方法研究

以提高城市轨道交通列车运营管理自动化水平、降低列车使用能耗为主要目标的列车远程唤醒休眠功能,主要包含休眠后的列车位置持续获取及监督、列车唤醒命令获取等。在分析现存系统实现方式的优缺点基础上,提出一种全新的列车唤醒休眠系统的实现方案。利用此系统可以代替既有应答器传输单元、车载测速单元实现休眠时车辆位置的持续获取与实时监督,并借助此系统的双向通信机制代替WLAN(无线局域网)或LTE(长期演进)接收来自控制中心的ATS(列车自动监控)唤醒命令。本系统可适用于既有轨道交通列车全自动运行改造项目及新建列车全自动运行项目,在实现列车远程唤醒功能的同时,简化了列车休眠的车地设备设计,提高了休眠列车的定位精度,降低了列车休眠时的功耗。     

基于蚁群算法的城市轨道交通列车节能运行优化模型仿真分析

对城市轨道交通列车的开行模式、牵引控制特性、驾驶策略优化算法等进行了综合分析,基于蚁群算法建立了优化求解模型匹配的列车最优运行速度曲线,采用OPENTRACK软件对优化结果进行了仿真分析,验证了列车节能运行策略的可行性及算法优化的有效性。     

城市轨道交通列车故障运行模拟计算研究

建立了城市轨道交通车辆在坡道上的运动学模型和力学模型,并计算出列车在AW0、AW2和AW3工况下的牵引力,进而对列车故障工况下的运行进行模拟,得出了结论。     

城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用

介绍了城市轨道交通车辆再生制动能量回收利用方式中的消耗型、储能型和逆变回馈型三种系统方案,并比较分析了三种系统方案的经济技术性。重点分析了逆变回馈型车辆再生制动能量回收利用方案。采用逆变回馈型车辆制动能量回收装置,在技术成熟度、国产化水平、经济效益等方面均适合我国城市轨道交通工程建设运营的发展需要,是工程应用的方向。在确定车辆制动能量回收装置设置方案时,应进行经济技术比较,以确定合理的设置方案,保证社会效益与经济效益均优。