面向乘客的多目标城市轨道交通列车节能运行图优化

发布时间：2022-08-10 10:10

　　城市轨道交通以其运量大、速度快、能耗低、准时、安全等特点,在城市交通中起着骨干网络的作用,在城市经济中和社会发展中发挥着不可替代的作用。由于城市轨道交通单位能源消耗对比公共汽车、小汽车存在较大优势,因此在大城市的交通建设中得到了快速发展。但是,随着轨道交通投入的增加,规模的不断扩大,增加了运行成本和排放,能源消耗问题日渐凸显。因此,关注城市轨道交通乘客输送能力的同时,也应注重改进节能减排措施,促使建立环境友好型轨道交通系统,对建设可持续型社会做出贡献。本文主要针对城市轨道交通列车节能运行图优化问题,考虑城市轨道交通系统中的电力供应特性、乘客需求特性及列车线路特性,以提高系统的服务能力和降低运营成本为目标,协同优化多列车的到、发时刻及列车运行速度曲线,分别建立多目标非线性列车节能优化模型,同时改进算法以提高计算效率。详细地,本论文的主要创新点如下:（1）列车运行速度曲线的精细化数学计算模型构建。分析了城市轨道交通线路区间限速特性,通过划分不同限速区段及其距离,引入了加速-惰行-制动和加速-巡航-惰行-制动的列车运行模式,解析了列车惰行时间、运行时间、区段距离间的数学函数关系。在此基础上,... 

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 速度曲线优化
        1.3.2 运行图优化
    1.4 论文主要内容与结构
        1.4.1 论文主要内容
        1.4.2 论文主要结构
    1.5 本章小结
2 考虑多阶段限速的列车节能运行图优化
    2.1 问题描述
        2.1.1 基本假设
        2.1.2 符号说明
    2.2 数学模型
        2.2.1 速度曲线优化
        2.2.2 列车运行能耗计算
        2.2.3 模型约束
        2.2.4 一体化列车节能运行图优化模型
    2.3 算法流程
    2.4 实例分析
        2.4.1 灵敏度分析
        2.4.2 结果分析
    2.5 本章小结
3 考虑乘客等待时间的多目标列车节能运行图优化
    3.1 问题描述
        3.1.1 基本假设
        3.1.2 符号说明
    3.2 模型构建
        3.2.1 速度曲线优化
        3.2.2 列车运行能耗计算
        3.2.3 再生制动能量利用系数
        3.2.4 乘客等待时间计算
        3.2.5 模型约束
        3.2.6 双目标规划模型
    3.3 算法流程
    3.4 实例分析
        3.4.1 灵敏度分析
        3.4.2 结果分析
    3.5 本章小结
4 考虑乘客旅行时间的多目标列车节能运行图优化
    4.1 问题描述
        4.1.1 基本假设
        4.1.2 符号说明
    4.2 模型构建
        4.2.1 目标函数
        4.2.2 列车运行约束
        4.2.3 乘客旅行时间
        4.2.4 再生制动能量利用率
        4.2.5 双目标函数模型
    4.3 算法流程
    4.4 实例分析
        4.4.1 实验准备
        4.4.2 结果分析
    4.5 本章小结
5 考虑快慢车的列车节能运行图优化
    5.1 问题描述
        5.1.1 基本假设
        5.1.2 符号说明
    5.2 数学模型
        5.2.1 乘客特性分析
        5.2.2 能耗特性分析
        5.2.3 滚动越行站选择策略
    5.3 算法流程
    5.4 实例分析
        5.4.1 乘客结果分析
        5.4.2 能耗结果分析
    5.5 本章小结
6 结论
    6.1 研究总结
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]北京市城市轨道交通能耗现状及节能措施建议[J]. 戴华明,李照星,宋杰.  铁路技术创新. 2016(04)
[2]城市轨道交通能耗影响因素及测算研究[J]. 袁宏伟,孔令洋.  都市快轨交通. 2012(02)
[3]地铁列车节能运行的两阶段优化模型算法研究[J]. 丁勇,刘海东,栢赟,周方明.  交通运输系统工程与信息. 2011(01)
[4]基于遗传算法的列车节能运行惰行控制研究[J]. 马超云,丁勇,杜鹏,毛保华.  铁路计算机应用. 2010(06)
[5]地铁列车节能运行惰行控制研究[J]. 马超云,毛保华,梁肖,丁勇.  交通信息与安全. 2010(02)
[6]路网中的列车节能操纵优化方法研究[J]. 付印平,高自友,李克平.  交通运输系统工程与信息. 2009(04)
[7]基于遗传算法的列车节能控制研究[J]. 李玉生,侯忠生.  系统仿真学报. 2007(02)
[8]列车节能运行的算法及实施技术研究[J]. 王峰,刘海东,丁勇,陈善亮,毛保华.  北方交通大学学报. 2002(05)

博士论文
[1]基于近似动态规划的城轨列车运行一体化调整方法研究[D]. 阴佳腾.北京交通大学 2018
[2]运营中断条件下城市轨道交通乘客出行行为建模与客流诱导优化研究[D]. 尹浩东.北京交通大学 2017
[3]面向节能的城市轨道交通列车运行图优化研究[D]. 杨欣.北京交通大学 2016
[4]列车追踪运行与节能优化建模及模拟研究[D]. 付印平.北京交通大学 2009



本文编号：3673446