基于多種群遺傳算法的高速列車節(jié)能操縱研究.pdf

1、截至2016年底，我國高速鐵路運營里程超過2.2萬公里，占世界高速鐵路運營總里程的60％以上，位居全球第一。2016年國家鐵路發(fā)送旅客達(dá)27.7億人，其中動車組發(fā)送14.43億人，占比超過52％。在動車組旅客發(fā)送量中，高速鐵路發(fā)送旅客人數(shù)為11.8億人次，占比超過81％，高速鐵路已經(jīng)成為旅客出行首選。隨著我國對高鐵技術(shù)的不斷研究，2017年9月，由我國自主研制的高鐵動車組“復(fù)興號”在京滬高鐵上正式運營，標(biāo)志著我國高速鐵路在歷史上又邁向了

2、一個新階段。
　　隨著高速鐵路運營里程的延長和運量的增加，隨之帶來的能源消耗也逐漸提高。本文借鑒國內(nèi)外對列車節(jié)能運行研究，結(jié)合高鐵列車運行特點，建立高速鐵路單列車節(jié)能操縱優(yōu)化模型和多列車追蹤運行節(jié)能優(yōu)化模型，設(shè)計針對模型特點的多種群遺傳算法。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)介紹高速鐵路列車運行基本理論。分析高速鐵路列車區(qū)別于普通鐵路列車和城市軌道交通的特點，總結(jié)了高鐵列車過電分相的過程和再生制動能利用過程，并從高速鐵路基礎(chǔ)

3、設(shè)施、運營組織和司機操縱分析對高速鐵路列車能耗的影響，通過對高速鐵路列車進行受力分析，建立相應(yīng)的運動學(xué)模型。
　　(2)建立高速鐵路單列車節(jié)能操縱優(yōu)化模型。結(jié)合高速鐵路列車線路條件和動車組操縱特點，建立以列車能耗為目標(biāo)的函數(shù)，以列車操縱序列為控制變量，考慮列車準(zhǔn)時、停車準(zhǔn)確、限速、和電分相影響以及工況轉(zhuǎn)換和手柄級位持續(xù)時間約束，并通過多種群遺傳算法進行求解。
　　(3)建立高速鐵路多列車追蹤運行的節(jié)能操縱優(yōu)化模型。充分考慮前

4、車對后車限速的影響，考慮再生制動能量的利用，建立多列車追蹤運行的節(jié)能操縱優(yōu)化模型，同時提出當(dāng)前行列車因為某些原因?qū)е滤俣冉档?，影響到追蹤列車安全運行時，追蹤列車在影響結(jié)束后剩余區(qū)間的重新優(yōu)化操縱。
　　(4)案例設(shè)計和仿真結(jié)果分析。通過MATLAB軟件仿真單列車節(jié)能運行，并在單列車基礎(chǔ)上，考慮前車動態(tài)限速影響和再生制動能量利用，對多列車追蹤運行進行仿真。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化方案中單列車運行能耗比司機實際操縱方案降低了16.35％，追