城市轨道交通多车协作节能控制方法研究

本文设计了一种多车协作利用再生能量的节能方法,提出时隙-能量格的再生能利用模型,可分析同一供电分区内双向任意多车、多次牵引/制动的再生能利用。基于该模型,制定统一的调度控制一体化节能策略,通过选择列车站间运行曲线,调整站间运行时间、站停时间和发车间隔,寻找列车牵引总净能耗的全局最优值。本文利用北京亦庄线、昌平线的线路和列车参数,通过仿真对比现有调度控制一体化节能方法,验证本文所提方法的有效性。仿真结果表明,本文方法在不同站间距和发车间隔条件下,再生能利用率明显提升,牵引总净能耗均明显优于现有方法,有较强的实用性。     

高速铁路行车调度节能运行图编制方法研究

针对高速铁路行车调度节能需求的现状,以列车在区间运行效率最高和总能耗最低为优化目标,提出以区间运行时间和停站时间为输入变量,对能耗成本和运行时间进行优化,建立节能运行图编制模型.通过仿真实验,结果表明在列车运行图编制中,考虑适当地增加列车运行时间和优化停站方案时,可以节省很多列车运行能耗.     

面向节能的高速列车牵引控制辅助方法研究

高速列车节能优化是提升我国高速铁路综合效益及现代化水平的重要方向。从高速列车牵引控制入手,提出一种面向节能的列车牵引控制辅助方法,运用独立于现有列车车载设备的结构及运行方式,自主实施状态检测和辅助计算,通过辅助信息与司机的牵引控制行为交互。对该方法所需的系统结构及仿真条件下的运行机制进行介绍,并给出实验室仿真系统设计及仿真分析。该方法的提出与应用将为提升我国高速列车的环境效益与服务水平提供支持与保障。     

基于大数据的地铁列车能耗仿真和节能操纵

介绍了地铁车辆大数据特性,建立了列车多质点运动学模型和能耗模型,开发了一套基于大数据的地铁列车能耗仿真算法,并进行了实际线路仿真模型和算法验证;探讨了列车牵引特性下的节能操纵问题,提出了能满足列车安全、平稳、定时约束等要求的节能操纵方法。仿真结果验证了该方法的可行性。     

基于惰行节能规律的列车运行仿真研究

通过总结列车制动前惰行的节能规律,提出了列车定时节能的仿真算法。该算法综合考虑了不同制动段前惰行节能效果与延长运行时间的关系,从节能的角度确定了列车减速过程中的惰行位置和制动位置。仿真实例证明该算法可以节能10.55%,说明了该算法的合理性。     

城市轨道交通列车自动运行仿真系统

介绍列车自动运行仿真系统(SATM)中数据库存储模块、列车自动监控核心部件、列车运行仿真和列车调度终端系统的功能特点,给出该系统结构框架.     

基于遗传算法的高速铁路行车调整模型

高速铁路采用“高中速列车共线运行”的运输模式,其行车调度具有高实时性和整体性两大特点。以列车计划运行图为优化目标,给出运行图之间的距离定义,建立列车运行调整数学模型,给出列车的发车时刻、股道数量、列车在区间的运行时分、追踪运行间隔时间、维修天窗时间5个约束条件表达式。按照遗传算法的原理,采用罚函数的方法对数学模型中的约束条件进行处理并建立适应度函数,采用整数编码方法对个体进行编码,并定义交叉算子和变异算子。基于遗传算法的调整算法流程开发列车运行调度仿真子系统。仿真结果表明:使用该模型可大大减轻调度人员的工作量,彻底摒弃了在计算机上手工拖动运行线确定列车运行时刻的调整方式,提高了列车运行调整的科学性。该模型已应用在高速铁路综合调度仿真系统中。     

地铁列车节能运营速度的探讨

成都地铁为节能降耗,根据线路基本概况、列车主要参数和操纵模式,对成都地铁1号线列车运行速度与能耗关系进行仿真计算,计算结果是运行速度越低,则节能效果越好,但列车运行时间会相应加长,因此针对高峰期及平峰期的不同时段,选择合适的最高运行速度,则能达到既节能又快捷运行的效果.     

基于交换式以太网安全通信协议的模型和仿真研究

在基于通信的列车控制系统中,区域控制中心ZC(Zone Controller)子系统负责向列车发布移动授权,对于保障列车安全高效运营具有重要作用。为提高ZC的可靠性,设计中通常会使用冗余结构,其内部的安全通信协议就成为系统成败的关键。本文介绍构建于UDP协议之上的ZC内部安全通信协议的设计与实现,利用OP-NET网络仿真工具对该协议进行建模,并模拟VxWorks实时操作系统的多任务调度环境,构建基于交换式以太网的通信性能仿真研究平台。根据ZC的实际运行情况,对通信过程进行仿真,分析了发送窗口对报文最大时延的影响。仿真结果表明,适当的发送窗口数量可以兼顾通信效率和时间精度。     

列车运行调整问题的无延迟调度算法研究

将列车运行调整问题归并为工业制造系统中的工件调度问题,并建立了相应的数学模型。求解时首先利用大系统理论将数学模型分解成若干子问题,利用工件调度中的无延迟调度方法快速求得各子问题的近似最优解。然后在此解的基础上,利用模糊数学方法定义列车在车站停车的相对代价,并以此为标准进一步优化列车在车站的越行或会让方案,即可得到满意的调整方案。     

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。     

混合动力有轨电车列车控制和管理系统软件测试平台设计

针对燃料电池和超级电容混合动力有轨电车的列车控制和管理系统(TCMS)软件测试需求,运用Control Build仿真软件搭建了适用于燃料电池和超级电容混合动力列车的TCMS软件测试平台。该平台在具有列车电路和常用子系统仿真功能上,采用拟合方法搭建了燃料电池模型、超级电容模型、动力电池模型和列车能量流动模型,为TCMS软件进行混合动力能量管理和整车能量管理提供测试环境,提高了燃料电池超级电容有轨电车TCMS软件测试的范围和效率。     

高速铁路调度指挥仿真实验平台的设计与实现

随着高速铁路在我国大规模建设并投入运营,培养和培训适应高铁运输组织的技术和管理人才尤为重要。通过分析实际高速铁路列车运行调度指挥业务流程和应急处置过程得出高速铁路调度指挥仿真实验平台功能及结构,建立仿真平台系统数据流图、系统数据模型及仿真流程,设计平台数据库及子系统模块划分,采用SQL Server数据库、Microsoft Visual Studio 2010 C#开发平台,实现了列车运行调度指挥业务过程的仿真及各岗位操作综合训练。平台应用于学生实验、实践教学及调度人员调度指挥及应急处置模拟演练培训,提高学生和调度人员的行车调度技能与指挥决策能力。     

基于多目标遗传算法的地铁列车定时节能算法研究

针对地铁列车定时节能复杂多目标优化问题，建立以节能和准时为优化目标的列车定时节能模型，采用多目标遗传算法求出一组最优驾驶策略解。该方法通过具体分析列车行驶过程中的不同受力状态，充分考虑限速、最大加速度、定点停车等约束条件，采用分解协调的思想将复杂的多目标优化问题分解成多个阶段子问题，通过线性加权和多次迭代，求出最优解。最后通过算例和仿真结果表明该算法的有效性。     

列车运行三维动态视景仿真

列车运行的三维视景仿真可在设计阶段把新车外观和内饰展现给用户,并为线路规划、列车运行调度等提供依据。对列车运行视景仿真方案进行分析的基础上,建立了地形地貌、轨道、建筑物及车辆的三维视景模型。从提高动态仿真效率和渲染速度的角度出发,采用基于图形与图像的混合建模方法和LOD与纹理映射技术,实现了列车运行的三维动态视景仿真,达到具有较高逼真度的视景效果。     

基于地铁编组列车运行数据拟合的牵引能耗模型研究

城市轨道交通进入网络化运营阶段后,其运输需求呈现快速增长、结构复杂等特征,运输组织优化需求不断增加,根据客流规律合理组织运力显得十分必要。在行车密度、大小交路调整手段的基础上,为了提升高峰期列车载客能力,降低平峰期列车空载数量,实现节能与便捷的统一,提出灵活编组手段对运输组织进行优化。在节能方面,列车牵引能耗占有较大比重,为了在运能优化及节能之间找到平衡点,需对灵活编组列车牵引能耗进行分析,作为协调便捷性及经济性的参考依据。本研究通过分析历史运营数据,形成一定的能耗规律,采用多因子拟合的方法建立灵活编组列车能耗模型,并通过迭代法逐渐逼近不同编组列车实际能耗情况。     

突发事件下的列车运行图稳定性分析

由于列车在运行过程中受突发事件的影响不能保证完全按列车运行图行车,本文提出列车运行图稳定性指标,引入元胞自动机（CA）模型对列车运行进行仿真,计算列车运行图稳定性指标,以京沪高速铁路为例进行列车运行仿真,通过列车实绩运行图,得到列车运行图稳定性与突发事件的发生概率及列车运行最大速度之间的关系,设计列车在某突发概率情况下为保证列车运行图的稳定性而采用的最大运行速度。提出了一种新的列车运行图稳定性的分析方法,得到的在不同条件下的列车最大允许速度,对列车运行图的编制及日常列车运行调度工作具有重要意义。     

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。