基于二次速度曲線優(yōu)化的高速列車節(jié)能操縱策略研究.pdf

1、近年來，高速列車由于其安全、舒適和快速的特性得到了越來越多的關注。然而，隨著列車運行速度的提高和運行距離的延長，巨大的能源消耗是不可忽視的，因此如何有效地減少高速列車的運行能耗成為國內外學者研究的重要課題。列車在運行過程中的能耗主要用于牽引加速和克服各種運行阻力，不同的操縱方法會直接導致能量消耗的不同并反映在列車運行速度曲線上。而在沒有大量硬件設備的條件下，通過優(yōu)化運行速度曲線來構建列高速列車運行的節(jié)能操縱策略并采用計算機仿真驗證，成為

2、研究這個優(yōu)化課題的有效方式。
　　本文在動態(tài)模型構建中充分考慮了高鐵列車特性和運行的地理條件，建立了精確的符合實際的列車模型。本文節(jié)能操縱策略的新穎之處是提出了離線全局優(yōu)化和在線局部優(yōu)化的二次速度曲線尋優(yōu)方法，不同于單一的全局速度優(yōu)化或者將局部優(yōu)化與全局優(yōu)化結合的一次速度優(yōu)化過程，這兩次列車運行速度的優(yōu)化過程是相互獨立并且在依次進行的，有更加良好的節(jié)能效果。在列車速度離線優(yōu)化中，采用優(yōu)化組合技術作用于子區(qū)間和區(qū)間速度碼的組合，并通

3、過遺傳算法進行全局速度優(yōu)化問題的求解;而在列車實際運行時，預測控制被用于進行在線速度調整來深化全局尋優(yōu)的結果，充分利用了線路坡道的坡度優(yōu)勢，結合列車操作模式完成更精確的局部速度優(yōu)化。因此在固定時間和距離約束的條件下，可以獲得一條更加節(jié)能的速度運行軌跡。
　　本文以CHR3型列車組為研究車型，基于實際線路數據進行了兩個仿真實例，將采用本文二次速度優(yōu)化節(jié)能操縱策略獲得的仿真結果和一般節(jié)能策略、一次全局優(yōu)化策略及其他學者的節(jié)能操縱策略獲