基于GSO算法的列车运行节能操纵优化研究

【摘要】：铁路作为我国重要的交通运输方式,具有客货运周转量大的特点,极大地促进了国民经济的发展。然而随着铁路规模和运输量的增加,铁路能耗日益增大,带来了一定的能源问题和环境问题。从可持续发展的角度来看,研究列车运行节能问题具有重大意义。 列车运行能耗是铁路能耗的主体,也是研究铁路节能问题的关键。列车运行过程中,操纵方式对运行能耗的影响最大。为有效降低列车运行能耗,可从研究列车操纵方式入手,通过智能优化算法寻求合理的节能优化操纵方式。论文在分析列车牵引计算模型和列车运行能耗计算模型的基础上,对列车节能运行的基础理论进行了深入探讨,重点分析了列车节能操纵优化问题的基本方法。 论文借鉴了国内外已有研究成果,对基于GSO算法的列车节能操纵优化进行了研究,将GSO算法与操纵工况序列相结合,通过优化计算确定列车操纵工况关键转换点最优位置,在满足运行速度、时间以及距离等约束条件下,达到列车节能操纵优化的目的。论文结合实际优化问题,对GSO算法列车节能操纵优化模型进行了分析和建立,并对求解过程中的关键步骤进行了优化,使算法获得更好的优化性能。最后编程完成了优化模型的仿真系统。通过具体的运行实例计算,分析验证了算法的有效性,列车节能操纵离线优化效果良好。 【关键词】：列车运行能耗 节能操纵 操纵工况序列 GSO算法
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U268.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.1.1 选题背景10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文研究的主要内容与方法12-13
• 第2章 列车运行能耗与节能策略13-25
• 2.1 列车牵引计算模型13-16
• 2.1.1 列车运行合力分析13-16
• 2.1.2 列车牵引计算电算模型16
• 2.2 列车运行能耗计算模型16-19
• 2.2.1 列车能运行耗主要构成16-17
• 2.2.2 能耗计算方法17
• 2.2.3 基于能耗曲线的能耗计算17-19
• 2.3 列车运行能耗的影响因素19-22
• 2.4 列车节能操纵策略22-24
• 2.4.1 列车运行模式22-23
• 2.4.2 列车节能操纵策略23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 GSO算法节能操纵优化方法25-36
• 3.1 节能操纵优化问题25
• 3.2 基于操纵序列表的节能优化25-28
• 3.2.1 工况序列表26-27
• 3.2.2 工况序列表的制定27-28
• 3.3 操纵序列与GSO算法结合的节能优化28
• 3.4 GSO优化算法设计28-35
• 3.4.1 GSO算法描述29-31
• 3.4.2 GSO算法实现流程31-32
• 3.4.3 GSO算法性能分析32
• 3.4.4 GSO算法实例计算32-35
• 3.4.5 GSO算法总结35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 GSO算法节能操纵建模与优化36-43
• 4.1 优化模型建立36-40
• 4.1.1 决策变量与适应度函数36
• 4.1.2 模型约束36-39
• 4.1.3 模型参数设定39-40
• 4.2 模型求解与优化40-42
• 4.2.1 模型求解流程图40-41
• 4.2.2 求解关键步骤优化41-42
• 4.3 本章小结42-43
• 第5章 GSO算法节能操纵优化模型仿真43-51
• 5.1 仿真系统功能分析43
• 5.2 仿真系统结构图43-44
• 5.3 仿真模块设计与实现44-47
• 5.3.1 线路数据44-45
• 5.3.2 列车数据45-46
• 5.3.3 操纵策略46-47
• 5.3.4 列车运行仿真47
• 5.4 优化结果分析47-50
• 5.5 本章小结50-51
• 结论51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-56

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