基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法

为了实现城市轨道交通的节能运行,提出基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法。首先构建列车均质棒动力学模型和节能优化目标函数,利用极大值原理推导出列车节能运行工况。然后重点分析列车运行时间和运行方式对能耗的影响。在对典型方案仿真分析的基础上,提出通过陡坡时的基于等效平均速度法的运行策略,以及目标速度改变时合理利用惰行的运行策略。最后通过目标速度追踪的方法得到速度曲线,实现城轨列车的节能运行。利用上海地铁3号线的数据对本文提出的算法进行验证,结果表明相较实际运行情况,本文提出的算法可以降低25.39%的运行能耗,同时求解得到的速度曲线更加平缓,更适合城市轨道交通的实际运行情况。     

列车追踪间隔时间的分解及影响分析

综合考虑列车性能、线路条件、信号系统、运输作业等影响列车追踪间隔时间的因素,深入分析列车追踪间隔时间的构成,将其分解为列车性能运行时间、线路条件附加运行时间、信号附加运行时间和其他附加运行时间,给出各运行时间及其对列车追踪间隔时间贡献率的定义。以CR400BF型动车组及其运行参数为例,采用仿真计算软件计算不同运行速度、不同坡度、不同闭塞分区长度等组合条件下各运行时间对列车追踪间隔时间的贡献率,定量分析各因素及其组合对不同列车追踪间隔时间的影响。对于区间追踪间隔时间和通过追踪间隔时间,运行速度较低时主导因素为信号系统,运行速度较高时主导因素为列车性能;对于出发追踪间隔时间和到达追踪间隔时间,主导因素为线路条件。     

城市轨道交通列车折返能力仿真系统设计与实现

城市轨道交通列车折返能力与城市轨道交通线路运输能力密切相关，通过列车折返能力仿真系统能够检验牵引特性、线路条件和停站时间等因素对列车折返能力的影响，对研究提高折返能力提供有效的帮助。文章介绍了城市轨道交通列车折返能力仿真系统的设计与实现过程，结合列车牵引计算、设备选型、线路条件等因素，该系统实现了对列车折返过程中速度曲线与折返时间的计算与仿真。以郑州轨道交通某折返站为例，对该系统的功能及技术可行性进行了验证，验证结果基本符合我国实际情况，该系统能够作为城市轨道交通列车折返能力相关工作的辅助工具。     

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。     

城市轨道交通列车运行自动调整的优化模型及算法研究

针对城市轨道交通列车运行的特点，以发车时间、停站时间、区间运行时间、追踪间隔为约束条件，以列车总晚点时间和总晚点数目为综合优化目标，构建城市轨道交通列车运行自动调整模型。采用改进的遗传算法对该模型进行求解。并对实例进行仿真测试验证，仿真结果表明，此模型和算法可以满足自动运行调整的需要。     

城市轨道交通超长线路速度目标值选择浅析

目前国内正在设计和施工的城市轨道交通超长线路越来越多,通过对国内城市轨道交通超长线路分布概况、列车速度目标值等相关数据进行统计分析,总结超长线路速度目标值选取要考虑的因素及注意事项,为相关领域内的设计者和决策者提供参考。     

城市轨道交通运行图优化策略的研究

在城市轨道交通中,线路的运输能力和运营质量是整个运营中考虑的最重要的因素。提出一种运行图优化策略,通过建立闭塞运行的时间模型获取列车追踪间隔、弹性时间等时间参数的最优解,得到满足运营质量下的最大运输能力。最后在加入列车运行中随机产生延迟因素的情况下进行列车仿真运行试验,仿真结果证明该运行图优化方法能够提高运输能力。     

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。     

城市轨道交通列车运行噪声估算方法探讨

列车运行噪声是高架线路声屏障、地下线路活塞风井消声器的设计输入条件。通过列车运行噪声影响因素分析,建立了列车运行噪声估算的简化模型,推导了城市轨道交通列车在不同运行条件、不同运行速度时的运行噪声估算方法。     

城市轨道交通列车折返能力综合优化分析

随着城市轨道交通运营间隔不断缩短,列车编组的加长,如何提升折返能力成为制约城市轨道交通运营能力的关键因素之一。提出一种针对城市轨道交通列车折返能力综合优化的方法,首先对列车折返过程进行分析,依照列车的不同运行状态对折返过程进行重新归纳,然后提出基于列车不同运行状态的折返能力综合优化分析图,最后根据该分析图对列车折返过程进行初步优化,并通过仿真验证结果表明该分析方法的有效性。     

基于多列车能量优化的列车速度控制策略

在城市轨道交通运营线路上,普遍采用较为简单的方式处理列车运行速度等级,进行节能控制,然而列车的运行速度等级、列车数量以及线路长度对于列车的能耗有着密不可分的关系,仅从各城市轨道交通线路设置列车运行速度等级的合理性上进行研究并不完整。本文从能耗的角度,对运行速度等级、列车的数量以及线路的长度进行了相应的研究,并给出了计算依据。     

基于免疫退火遗传算法的城市轨道交通列车节能运行策略

为降低城市轨道交通列车站间运行能耗,提出了一种基于免疫退火遗传算法(IAGA)的列车节能运行策略.在区间运行时间固定的情况下,该策略能实现列车能耗的最小化.IAGA算法通过免疫补充和建立疫苗库缩短算法收敛时间,并借助退火机制避免算法提前进入早熟状态.求解模型以寻找列车站间运行工况转换点为约束,牵引能耗最小为目标,建立列车节能运行策略.以实际线路数据和车辆参数为基础,对单区间及三站两区间的节能策略进行仿真验证.结果表明,在保证站间列车定时运行的情况下,与传统遗传算法相比,IAGA算法具有更快的收敛速度,其计算的策略可使单区间列车运行能耗降低10.2％,三站两区间列车运行总能耗降低16.0％.     

城市轨道车辆牵引仿真平台的研究

分析了城市轨道车辆牵引计算的动态数学模型,以及牵引仿真计算的若干技术问题及处理.设计开发了基于Visual Basic 2008的城市轨道车辆牵引仿真平台.通过对城市轨道车辆运行进行仿真,提供对城市轨道车辆、运行线路、列车负载和列车运行控制策略的模拟,来获得机车车辆的运行速度、能耗、牵引电机电流等参数,以及针对仿真结果...     

上海轨道交通2号线列车运行能耗仿真及优化

基于上海轨道交通2号线列车运行的主要技术参数,从节能角度建立仿真模型,利用OPENTRACK软件对列车不同运行等级下的牵引能耗进行仿真模拟,从运行时分和能源消耗两个方面综合考虑速度目标值的选取,通过构建模糊综合评判模型,建立城市轨道交通列车目标速度的选取方法。最后,对仿真结果进行分析,根据仿真结果提出了优化节能运行的一种方式。     

城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究

城市轨道交通系统具有列车运行间隔小、站间距离短、车站线路布置比较简单等特点，一旦列车发生运行延误，其传播的速度快、影响范围大。本文在分析城市轨道交通列车运行延误发生的随机性特征的基础上，指出城市轨道交通列车运行延误具有直接性、快速性和双向性的特点以及基于这些特点的列车运行延误传播的两种表现形式，然后运用系统仿真的理论与方法，建立了基于列车运行图的城市轨道交通列车运行延误的仿真模型，通过设计合理的列车运行延误统计指标和仿真分析方案，以某城市轨道交通线路为背景进行仿真分析。通过仿真分析发现，列车运行延误及其传播主要与能力利用率、缓冲时间、备车数量以及辅助线数量等因素有关，并且这些参数之间应该保持一定的合理匹配关系。     

从地铁列车运行控制角度进行的能耗控制分析

介绍了从信号控车角度对列车速度调整模型进行的研究和优化,总结了如何在满足列车调整需要的情况下实现节能和环保。结合在为西南交通大学做城市轨道交通仿真软件时的研究,用成都一号线的实际线路数据以及仿真软件对介绍的能耗计算模型进行定量的仿真,并简单介绍了如何通过仿真结果对节能设计进行反复优化。     

基于单质点模型的城市轨道交通列车动力学仿真

城市轨道交通的建设发展需要实时、准确、快速地计算出列车在各种不同条件下的运行效果并予以评价,因此迫切需要对城市轨道车辆运行过程进行实时仿真模拟来完成牵引计算的任务。根据城市轨道交通列车运行实时仿真计算的要求,对单质点模型的特点进行研究和改进分析,建立列车动力学单质点改进模型,修正坡道简化、列车模型、工况自动选取等算法,加入列车本身的参数和线路参数,并建立仿真运算平台,最后对改进模型进行仿真验证分析以及时间复杂度分析,证明单质点改进模型在计算效率和计算精度上都达到较高的水平。     

基于改进DE的城轨列车节能速度曲线研究

采用改进交叉策略的差分进化（DE，Differential Evolution）算法，研究城轨列车节能优化的速度曲线生成。该算法以起点到目标停车点的距离和工况状态值作为个体基因，基于改进交叉策略，结合工况转换原则，对变异后的个体基因进行有效化处理。建立末速度、停车位置误差、运行时间和牵引能耗的评价模型，在满足安全运行和舒适度要求下生成最优列车自动运行（ATO，Automatic Train Operation）速度曲线。经数据仿真测试，牵引能耗为28.8 kw·h。生成的速度曲线，在准时到达的前提下，具有较好的节能效果，对城市轨道交通的列车节能优化运行研究具有一定的参考价值。     

城市轨道交通的旅行速度与列车拥挤度

从满足乘客出行需求的角度阐述城市轨道交通列车旅行速度、拥挤度两项指标的重要意义,并以当前我国典型的一线、二线城市轨道交通旅行速度、拥挤度的指标水平和提升过程为实例,分析这两项指标的计算方法、核心要素以及相互关系,从而提出新线开通运营前合理确定和开通运营后不断提升这两项核心指标的具体方法和措施:从优化司机站务人员站台作业标准流程、减少车辆开关门时间和同步延时时间、缩小列车区间运行时间余量等方面提高旅行速度;在开通初期可以通过增加上线列车数、中期可以通过提高旅行速度和折返效率的方法来降低列车拥挤度,而后期则需要研究采用大小交路套跑、上下行不对称运输、平行线路建设、新车增购等方式来从根本上降低列车拥挤度,不断提高乘客服务水平。     

高峰期城市轨道交通线路通过能力的研究

通过对城市轨道交通列车实际运行不确定性的分析，提出城市轨道交通追踪列车间隔时间是由最小列车间隔时间和平均必要缓冲时间两部分组成。应用概率论和排队率，给出城市轨道交通高峰期线路通过能力的动态不确定型计算方法，使城市轨道交通系统能不断适应列车晚点的变化。