基于多目标人工蜂群算法的列车节能运行优化方法研究

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随着我国城市化进程的加快,城市轨道交通已经开始作为公共交通的重要组成部分,对应的能耗需求也日益增加,因此对列车运行节能技术的研究有很重要的现实意义。在分析了众多国内外学者已有研究成果的基础上,本文做了如下工作:(1)首先分析城市轨道交通供电系统,建立直流牵引供电模型;研究列车运行中的受力情况,建立列车运行受力模型及运动方程,并进行列车牵引能耗计算。(2)其次分析单列车的优化运行策略与操纵原则,建立单列车的定时节能优化模型;阐述动态规划算法并分析求解规则,求解单列车定时节能优化模型;基于广州地铁七号线的数据进行仿真,得到列车优化后的最优运行曲线及操纵序列,并进行优化前后的能耗对比,验证算法的有效性。(3)然后阐述牵引变电所的能量转化与再生制动能量的利用原理;研究运行截面图法计算直流牵引供电模型的方法,得到列车牵引能耗的计算流程;建立多车多目标节能优化模型,采用多目标人工蜂群算法进行求解,将求解得到的时刻表数据代入运行截面图法计算流程,得到牵引能耗数据;基于广州地铁七号线和九号线的数据进行仿真,得到优化前后的列车牵引能耗,并进行对比,验证算法的有效性。(4)最后基于广州地铁七号线和九号线的时刻表优化结果,进行现场能耗测试,详细阐述测试方案,分别给出能耗测试结果,并分析测试与仿真结果存在差异的原因。
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