多列車協(xié)同控制節(jié)能優(yōu)化方法的研究

【摘要】：摘要：伴隨著我國(guó)城市軌道交通運(yùn)輸事業(yè)的迅猛發(fā)展,城市軌道交通作為現(xiàn)代人出行的主要交通工具,在人們的生活中扮演著重要的角色。在全球大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)代背景下,城市軌道交通作為城市公共交通的主干線、客流運(yùn)送的大動(dòng)脈其能耗非常巨大,因此節(jié)能技術(shù)的研究無(wú)疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文從多列車節(jié)能的角度出發(fā),首先研究現(xiàn)有列車節(jié)能優(yōu)化方法,和多列車?yán)迷偕苿?dòng)能的協(xié)同控制方法的限制條件；其次對(duì)博弈論方法進(jìn)行研究,將博弈論的思想與多列車協(xié)同控制節(jié)能優(yōu)化相結(jié)合,通過(guò)博弈得到多列車節(jié)能優(yōu)化的運(yùn)行策略；最后將優(yōu)化前后的運(yùn)行策略進(jìn)行對(duì)比分析,從而驗(yàn)證本文所提出的節(jié)能優(yōu)化策略的優(yōu)越性。本文的應(yīng)用環(huán)境是全自動(dòng)駕駛系統(tǒng),目標(biāo)是通過(guò)調(diào)整多列車的運(yùn)行策略,達(dá)到降低全線列車總體運(yùn)行能耗的目的。 本文研究?jī)?nèi)容具體如下： 1、列車節(jié)能優(yōu)化控制方法及再生制動(dòng)原理的研究。結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析單列車節(jié)能優(yōu)化方法和再生制動(dòng)的原理,以及多列車協(xié)同利用再生制動(dòng)能的方法,為建立多列車協(xié)同控制模型和多列車節(jié)能優(yōu)化控制策略的選取奠定理論基礎(chǔ)。 2、博弈論方法在多列車協(xié)同控制中應(yīng)用的研究。首先對(duì)列車運(yùn)行控制過(guò)程進(jìn)行分析,其次對(duì)博弈論方法進(jìn)行研究,分析博弈論方法對(duì)多列車追蹤運(yùn)行控制的適用性,最后將博弈論的方法應(yīng)用于多列車協(xié)同控制。 3、基于博弈論的列車協(xié)同優(yōu)化控制方法的研究。深入分析多列車追蹤運(yùn)行的節(jié)能優(yōu)化場(chǎng)景,利用博弈論的方法建立多列車協(xié)同控制模型,基于時(shí)刻表約束條件和再生制動(dòng)能的利用條件,選取多列車的節(jié)能優(yōu)化控制策略,實(shí)現(xiàn)全線總能耗降低的目的。 4、能耗統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及節(jié)能效果的驗(yàn)證。利用北京地鐵昌平線的線路數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能耗統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。通過(guò)與昌平線現(xiàn)有列車控制策略的對(duì)比,驗(yàn)證多列車節(jié)能優(yōu)化控制策略的節(jié)能效果,為多列車節(jié)能優(yōu)化駕駛策略提供驗(yàn)證手段。 利用北京地鐵昌平線線路數(shù)據(jù),通過(guò)仿真對(duì)比分析得出,本文提出的多列車節(jié)能優(yōu)化控制策略與昌平線現(xiàn)有控制策略相比,單車平均能耗降低14.44%,再生制動(dòng)能的利用率高達(dá)38.35%。 【關(guān)鍵詞】：列車運(yùn)行控制 再生制動(dòng) 博弈論 軌道交通系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U268.6;U284.48
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 列車節(jié)能優(yōu)化和能耗計(jì)算的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 單列車節(jié)能優(yōu)化研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 多列車節(jié)能優(yōu)化研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 列車能耗計(jì)算研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-19
• 2 列車節(jié)能優(yōu)化原理和能耗計(jì)算方法19-29
• 2.1 單列車節(jié)能優(yōu)化原理19-20
• 2.2 基于再生制動(dòng)的多列車節(jié)能優(yōu)化原理20-25
• 2.2.1 再生制動(dòng)原理21-22
• 2.2.2 多列車協(xié)同節(jié)能優(yōu)化原理22-25
• 2.3 列車能耗計(jì)算方法25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-29
• 3 博弈論方法在多列車協(xié)同控制中的應(yīng)用29-41
• 3.1 列車運(yùn)行過(guò)程分析29-30
• 3.2 博弈論介紹30-36
• 3.2.1 博弈論基本方法31-32
• 3.2.2 博弈論適用模型32-36
• 3.3 多列車協(xié)同控制中的博弈36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 4 多列車協(xié)同控制節(jié)能優(yōu)化模型41-63
• 4.1 單列車運(yùn)行的基本約束41-43
• 4.2 多列車協(xié)同控制的約束43-44
• 4.3 多列車運(yùn)行節(jié)能優(yōu)化模型44-61
• 4.3.1 模型應(yīng)用場(chǎng)景分析44-50
• 4.3.2 節(jié)能優(yōu)化模型的建立50-58
• 4.3.3 利用博弈論選取節(jié)能優(yōu)化策略58-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 5 多列車節(jié)能優(yōu)化模型的仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析63-79
• 5.1 系統(tǒng)介紹63-66
• 5.1.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹64
• 5.1.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)64-66
• 5.2 仿真場(chǎng)景描述66-68
• 5.3 仿真結(jié)果及分析68-76
• 5.4 本章小結(jié)76-79
• 6 結(jié)果與展望79-81
• 6.1 工作和結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 圖索引85-87
• 表索引87-89
• 作者簡(jiǎn)歷89-93
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集93

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