基于列车节能控制的时刻表建立及自动调整方法研究

【摘要】：城市轨道交通具有高效性以及客运量大等诸多特征,能够大大缓解城市的交通压力,因此,近些年来,轨道交通在世界各地迅速发展。由于环境污染和能源消耗问题越来越引起大众的关注,节能也成为城市轨道交通的一个发展目标和方向。 本文给出了基于单车节能和再生制动能约束条件以及其它相关节能措施的节能时刻表建立方法,并制定了不同节能约束条件下的时刻表能耗计算方法,同时给出了节能时刻表发生扰动情况下,既满足列车晚点快速恢复又满足节能的时刻表在线自动调整策略。本文的内容包括： (1)时刻表节能方法研究。对不同线路条件下运行的列车受力分析,得到列车站间运行时间公式,制定前后相邻列车和相同车站进出站列车场景下再生制动能利用的列车发车控制方法,给出综合利用单车节能和再生制动能制定时刻表的基本思路和约束条件,得到不同节能控制策略下的列车能耗计算方法。另外,引入时间裕度和二级同步思想,实现再生制动能更大程度利用,使单车节能控制策略制定更为灵活,增加时刻表的鲁棒性。 (2)节能时刻表模型的建立和编制。建立能量流动模型,说明线路电力拓扑图、列车供电方式以及能量流动过程,综合考虑上述节能优化方法建立节能时刻表模型,并以节能时刻表模型为基础,编制实际节能列车时刻表。 (3)节能时刻表在线自动调整。线路出现扰动后,根据扰动类型归纳列车影响时间和影响范围,并为不同扰动情况制定既满足晚点快速恢复又满足节能的时刻表调整策略,建立故障处理数据库,根据故障类型和影响时间,在数据库中查找与其相符的时刻表调整策略,不仅提升了时刻表在线计算能力,又能满足时刻表调整的节能和快速恢复等要求。 通过仿真结果可以看出：综合考虑单车节能控制策略和再生制动能利用策略设计的节能时刻表与普通时刻表(考虑的单一节能控制策略)相比具有很好的节能效果,对城市轨道交通的节能有很大的意义。 【关键词】：城市轨道交通 单车节能 再生制动 节能时刻表 自动调整
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U292.4;U293.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 列车节能运行控制研究现状12-17
• 1.2.1 单车节能控制策略12-14
• 1.2.2 再生制动能利用控制策略14-15
• 1.2.3 节能时刻表设计15-16
• 1.2.4 时刻表自动调整16-17
• 1.3 论文主要研究内容和各章安排17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 2 节能控制与时刻表结合方法19-36
• 2.1 列车时刻表作用19
• 2.2 列车时刻表类型19-21
• 2.3 时刻表设计中节能控制因素21-22
• 2.4 节能控制因素对时刻表设计约束条件22-35
• 2.4.1 单车节能控制对时刻表设计约束条件22-26
• 2.4.2 再生制动控制对时刻表设计约束条件26-33
• 2.4.3 时刻表中单车节能与再生制动结合及能耗评估33-34
• 2.4.4 时刻表设计中其它节能措施34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 3 节能时刻表模型建立及编制36-48
• 3.1 节能时刻表模型36-45
• 3.1.1 再生制动能利用原理37-38
• 3.1.2 能量流动模型38-39
• 3.1.3 节能时刻表站间运行时间设定39-40
• 3.1.4 节能时刻表模型40-45
• 3.2 节能时刻表编制45-46
• 3.3 本章小结46-48
• 4 扰动情况下节能时刻表自动调整48-57
• 4.1 时刻表扰动程度划分和调整策略48-49
• 4.2 时刻表在线自动调整性能指标49-50
• 4.3 满足节能和快速恢复的时刻表在线自动调整方法50-56
• 4.3.1 节能时刻表在线自动调整特点50
• 4.3.2 故障类型及晚点时间描述50-51
• 4.3.3 节能时刻表调整基本思想51-53
• 4.3.4 典型场景节能时刻表调整方法53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 节能时刻表仿真验证57-62
• 5.1 开发环境介绍57
• 5.2 软件功能介绍57-59
• 5.2.1 软件子模块划分57-58
• 5.2.2 软件运行流程58-59
• 5.3 仿真场景描述59
• 5.4 仿真结果分析59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 6 结论与展望62-64
• 6.1 工作及总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-69
• 图索引69-70
• 表索引70-71
• 作者简历71-73
• 学位论文数据集73

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