考慮三軌電壓的列車節(jié)能優(yōu)化控制算法研究

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1、學(xué)代碼：密級(jí)公如又逍乂華考慮三軌電壓的列車節(jié)能優(yōu)化控制算法研究作者姓名宋曉美學(xué)科專業(yè)交通信息工程及控制培養(yǎng)院系電子信息工程學(xué)院二零一五年三月碩士學(xué)位論文考慮三軌電壓的列車節(jié)能優(yōu)化控制算法研究作者：宋曉美導(dǎo)師：唐濤教授北京交通大學(xué)年月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，提供閱覽服務(wù)，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁

2、盤(pán)。學(xué)?？梢詾榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻(xiàn)傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：嶺簽字曰期：年屮月簽字曰期：年月寧校代碼：密級(jí)：公開(kāi)北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文考慮三軌電壓的列車節(jié)能優(yōu)化控制算法研究作者姓名：宋曉美學(xué)號(hào)：導(dǎo)師姓名：教授：唐濤職稱學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科專業(yè)：交通信息工程及控制研究方向：列車運(yùn)行控制北京交通大學(xué)年月致謝感謝我的導(dǎo)師唐濤教授，唐老師平時(shí)工作比較忙，但在整個(gè)研究生學(xué)習(xí)階段，唐老師對(duì)我們學(xué)習(xí)科研方面的嚴(yán)格要求，在論文的各

3、個(gè)階段的悉心指導(dǎo)，使我不斷進(jìn)步。能夠在唐老師的指導(dǎo)下攻讀碩士，可以說(shuō)是我的幸運(yùn)，唐老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使我終身受益。在此，向唐老師表示衷心的感謝。感謝我的項(xiàng)目指導(dǎo)老師，步兵老師、荀徑老師，二位老師指導(dǎo)我完成實(shí)驗(yàn)室的科研工作，在學(xué)習(xí)上和生活上都給予了我很大的關(guān)心和幫助。步兵老師在科研工作中的嚴(yán)格要求使我收獲頗豐，荀徑老師對(duì)于我的論文提出了寶貴的意見(jiàn)，在此向二位老師表示衷心的謝意。在實(shí)驗(yàn)室工作及撰寫(xiě)論文期間，感謝王洪偉、宿帥、楊欣、孫文哲、丁奕等師兄師姐給予我的幫助，在我撰寫(xiě)論文期間給予我的建議，

4、幫助我順利的完成論文，感謝你們?cè)诳蒲泻凸ぷ魃蠈?duì)我的幫助；感謝陳宇坤、曹冰清、高志遠(yuǎn)、南迪等同學(xué)，我深深感受到了你們對(duì)我的關(guān)懷，感謝你們?cè)诳蒲泻晚?xiàng)目中對(duì)我的支持給予我的幫助。另外也感謝我的父母和家人，你們一直在我的身后默默關(guān)心和鼓勵(lì)我，分享我的快樂(lè)，化解我的憂愁，使我在十余年的求學(xué)路上不會(huì)感到孤獨(dú)，你們的支持是我前進(jìn)的動(dòng)力。最后，祝愿所有的老師、同學(xué)和家人工作順利，身體健康！北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘耍摘要摘要：隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展面臨交通需求不斷增長(zhǎng)的內(nèi)部挑戰(zhàn)和節(jié)能減排的外

5、部壓力。一方面，為了滿足持續(xù)增長(zhǎng)的運(yùn)輸需求，城市軌道交通中列車追蹤間隔被不斷壓縮，線路上運(yùn)行列車密度不斷加大。這將直接導(dǎo)致軌道交通線路能耗的增加。另一方面，環(huán)境污染已經(jīng)引起全世界的關(guān)注，使得人們更加重視節(jié)能環(huán)保問(wèn)題。本文從節(jié)能的角度出發(fā)，主要研究基于單車節(jié)能駕駛策略的多車協(xié)同控制再生制動(dòng)能利用，并提出基于三軌電壓實(shí)時(shí)調(diào)整列車運(yùn)行狀態(tài)的算法，可在保證列車準(zhǔn)點(diǎn)的條件下通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整列車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)能的最大化利用。論文具體研究?jī)?nèi)容如下：相關(guān)理論及方法的研究。結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析單車節(jié)能優(yōu)化駕駛和再生制動(dòng)

6、的原理，以及三軌電壓對(duì)再生制動(dòng)能產(chǎn)生的影響。對(duì)比分析了能耗計(jì)算方法的優(yōu)劣，提出了本文的能耗計(jì)算模型，為下文模型的節(jié)能效果分析提供評(píng)判依據(jù)。列車節(jié)能優(yōu)化控制算法研究。論文分析了列車運(yùn)行約束及列車運(yùn)行過(guò)程受力情況，建立了考慮車長(zhǎng)的列車節(jié)能優(yōu)化控制模型，并提出了一種基于給定能耗值的速度曲線數(shù)值求解算法，以滿足列車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整的需要。列車運(yùn)行策略調(diào)整算法研究。結(jié)合列車節(jié)能優(yōu)化控制算法建立了列車節(jié)能優(yōu)化控制和牽引供電的綜合模型，并全面分析了再生制動(dòng)能利用的場(chǎng)景，綜合考慮了列車運(yùn)行約束及列車車站追蹤間隔的限制，提

7、出了考慮三軌電壓的列車運(yùn)行策略調(diào)整算法，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整列車運(yùn)行狀態(tài)，充分利用再生制動(dòng)能量。論文建立了基于元胞自動(dòng)機(jī)的列車到站時(shí)間預(yù)測(cè)模型，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)列車運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整后的到站時(shí)間，評(píng)估前后兩列車車站追蹤間隔，作為列車運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整的判定條件。最后，以北京地鐵亦莊線現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)為例，驗(yàn)證模型的可行性和有效性，并仿真研究綜合模型的節(jié)能效果。結(jié)果表明：在站區(qū)間線路下個(gè)列車運(yùn)行全部準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行的情況下，列車運(yùn)行能耗降低采用本文所提方法，可連續(xù)優(yōu)化多個(gè)列車的運(yùn)行過(guò)程。關(guān)鍵詞：駕駛策略；再生制動(dòng)；列車優(yōu)化控制；牽引供電北京交通大

8、學(xué)碩士學(xué)位論文：，北京交通人學(xué)碩士學(xué)位論文：北京交通人學(xué)碩士學(xué)位論文目錄目錄弓研究背景與意義國(guó)內(nèi)外石開(kāi)究現(xiàn)狀節(jié)能駕駛策略研究現(xiàn)狀再生制動(dòng)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究的薄弱環(huán)節(jié)本文主要框架相關(guān)理論及方法列車區(qū)間運(yùn)行再生制動(dòng)原理北京地鐵亦莊線再生制動(dòng)策略再生制動(dòng)能利用條件能耗計(jì)算方法基于機(jī)械功率的方法基于電功率的方法基于電氣計(jì)算的方法本文能耗計(jì)算模型本章小結(jié)列車節(jié)能優(yōu)化控制算法列車節(jié)能優(yōu)化控制模型單車運(yùn)行約束列車運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)列車節(jié)能優(yōu)化