城市軌道交通調(diào)度與控制一體化方法的研究.pdf

1、城市軌道交通作為一種現(xiàn)代化交通工具具有安全舒適、快捷方便、運(yùn)量大的特點(diǎn)，為緩解城市交通擁擠發(fā)揮積極作用。但是在城市軌道交通迅猛發(fā)展的同時(shí)，能源消耗過(guò)大的問(wèn)題日益突出，而且由于客流的不可預(yù)測(cè)性等，列車(chē)晚點(diǎn)時(shí)常發(fā)生，城市軌道交通需要進(jìn)一步減小能源消耗和提高準(zhǔn)點(diǎn)率。
　　本文應(yīng)用最優(yōu)化理論研究了基于再生能量利用的城市軌道交通調(diào)度與控制一體化方法，提出了多車(chē)之間的再生制動(dòng)能利用策略，建立了調(diào)度與控制一體化模型，在優(yōu)化列車(chē)運(yùn)行圖的同時(shí)優(yōu)化站

2、間速度曲線(xiàn)，并設(shè)計(jì)粒子群算法對(duì)模型求解，從而解決節(jié)能和晚點(diǎn)調(diào)整問(wèn)題。本論文的研究成果豐富了列車(chē)節(jié)能優(yōu)化理論，對(duì)城市軌道交通節(jié)能運(yùn)營(yíng)有一定的借鑒意義。論文的研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究了列車(chē)調(diào)度和列車(chē)控制與節(jié)能的關(guān)聯(lián)性。基于列車(chē)節(jié)能控制機(jī)制分析了列車(chē)運(yùn)行能耗與列車(chē)控制策略的關(guān)系，基于再生制動(dòng)的原理及其能饋式的能量吸收機(jī)制分析了再生制動(dòng)能與列車(chē)調(diào)度的關(guān)系。
　　(2)提出了多車(chē)之間的再生能利用策略。與當(dāng)前再生能利用策略相比，首

3、先本文研究了多車(chē)之間的再生能利用情況，而不局限于前后兩輛車(chē);其次本文分別研究了短站間距和長(zhǎng)站間距的再生能利用情況，使得該策略可以適用于不同的站間距長(zhǎng)度;再次本文擴(kuò)大再生能利用范圍到整個(gè)區(qū)間，而不局限于進(jìn)出站階段。
　　(3)基于所提出的再生制動(dòng)能利用策略建立了調(diào)度與控制一體化節(jié)能模型，靜態(tài)優(yōu)化列車(chē)運(yùn)行。該模型屬于整數(shù)規(guī)劃模型，目標(biāo)在于使得制動(dòng)列車(chē)產(chǎn)生的再生制動(dòng)能最大程度地被同一供電區(qū)間內(nèi)的牽引列車(chē)使用，并降低列車(chē)牽引所需能量，實(shí)現(xiàn)

4、牽引系統(tǒng)凈能耗的全局最優(yōu)。
　　(4)提出了調(diào)度與控制一體化調(diào)整方法。在列車(chē)晚點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，靜態(tài)優(yōu)化方案可能不再是節(jié)能的，此時(shí)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。一方面通過(guò)縮短旅行時(shí)間來(lái)改善晚點(diǎn)情況，另一方面通過(guò)節(jié)能運(yùn)行策略來(lái)優(yōu)化牽引系統(tǒng)凈能耗。其中由于牽引能耗與旅行時(shí)間相互制約，本文求取了能耗和時(shí)間的Pareto最優(yōu)解。
　　本文仿真以北京亦莊線(xiàn)和昌平線(xiàn)為例，基于粒子群算法對(duì)模型求解，其中仿真結(jié)果表明:基于亦莊線(xiàn)線(xiàn)路數(shù)據(jù)的調(diào)度與控制一