城市軌道車輛運(yùn)行節(jié)能方法優(yōu)化研究

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、城市化進(jìn)程的不斷加快，城市軌道交通將在我國(guó)城市公共交通運(yùn)輸中占有越來(lái)越越重要的地位，城市軌道交通列車對(duì)仿真的要求也越來(lái)越高，然而由于我國(guó)城市軌道交通的建設(shè)才剛剛起步，基于城市軌道交通的模擬軟件很不成熟，現(xiàn)有的軟件主要是基于鐵路牽引計(jì)算的模擬軟件，由于城市軌道列車的運(yùn)行條件和環(huán)境與鐵路的運(yùn)行相差較遠(yuǎn)，因此現(xiàn)有軌道車輛的運(yùn)行特性曲線并不一定是最優(yōu)的運(yùn)行特性曲線，列車的運(yùn)行能耗也并不一定是列車運(yùn)行的最佳能耗。在國(guó)家大力提倡綠色環(huán)保的大趨勢(shì)下，研究城軌列車的運(yùn)行節(jié)能方法是既響應(yīng)了國(guó)家號(hào)召又具有重大現(xiàn)實(shí)意義。目前我國(guó)各大高校和眾多學(xué)者都投入到進(jìn)行的如火如荼的研制城市軌道交通節(jié)能運(yùn)行模擬系統(tǒng)當(dāng)中，本設(shè)計(jì)以上海地鐵二號(hào)線的測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，介紹了城市軌道交通節(jié)能運(yùn)行的理論基礎(chǔ)和優(yōu)化研究。 本文首先研究了城市軌道交通的運(yùn)行受力情況和運(yùn)行線路條件對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程的影響，分別對(duì)各個(gè)條件進(jìn)行分析總結(jié)，建立了運(yùn)行模型。 在此基礎(chǔ)上，根據(jù)列車的牽引制動(dòng)過(guò)程和相關(guān)計(jì)算理論，研究外力變化對(duì)列車運(yùn)行的影響，并深入分析列車的節(jié)能運(yùn)行算法，對(duì)算法進(jìn)行探究和分析。然后根據(jù)相關(guān)的理論和算法，尋求一種更為合理節(jié)能的運(yùn)行方案，并為科學(xué)的設(shè)計(jì)線路、車輛的選型、新車上線試驗(yàn)提供條件和理論依據(jù)，同時(shí)也能降低運(yùn)營(yíng)成本，從而一定程度上緩解我國(guó)能源短缺的現(xiàn)象。 在理論和算法的支撐下，我們對(duì)需求進(jìn)行分析，建立了系統(tǒng)的整體框架模型，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行分析、細(xì)化，開(kāi)發(fā)了城軌車輛運(yùn)行節(jié)能方法優(yōu)化系統(tǒng)，并提出了節(jié)能運(yùn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 城軌車輛運(yùn)行節(jié)能方法優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功后，通過(guò)改變列車的運(yùn)行條件，計(jì)算出列車的牽引能耗，并將得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與軟件的仿真結(jié)果及實(shí)測(cè)上海地鐵二號(hào)線結(jié)果進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證了優(yōu)化方法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：城市軌道交通車輛 牽引計(jì)算 牽引能耗 節(jié)能優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：U268.6;U239.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題的研究背景及意義12-15
• 1.1.1 課題的研究背景12-13
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 課題來(lái)源，研究意義以及論文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 1.2.1 課題來(lái)源15
• 1.2.2 研究意義15-16
• 1.2.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 列車牽引與制動(dòng)理論研究17-37
• 2.1 列車牽引力的力學(xué)分析17-19
• 2.1.1 牽引力的形成17-18
• 2.1.2 牽引力的計(jì)算18-19
• 2.2 列車的運(yùn)行阻力分析19-23
• 2.2.1 列車的基本阻力19-20
• 2.2.2 列車的附加阻力20-23
• 2.2.3 列車的阻力計(jì)算23
• 2.3 列車的制動(dòng)力分析23-26
• 2.3.1 摩擦制動(dòng)24
• 2.3.2 電氣制動(dòng)24-26
• 2.4 列車運(yùn)行狀態(tài)分析26-28
• 2.4.1 列車的運(yùn)行狀態(tài)26-27
• 2.4.2 列車運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)化27-28
• 2.5 列車的運(yùn)行方程28-31
• 2.6 城市軌道交通制動(dòng)距離的計(jì)算31-34
• 2.6.1 空走制動(dòng)距離32-33
• 2.6.2 有效制動(dòng)距離的計(jì)算33-34
• 2.7 列車的最優(yōu)運(yùn)行策略34-36
• 2.7.1 列車限速34-35
• 2.7.2 城市軌道交通列車耗能計(jì)算35-36
• 2.8 本章小結(jié)36-37
• 第三章 城市軌道交通車輛節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)37-53
• 3.1 仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案37-38
• 3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)38-42
• 3.2.1 系統(tǒng)功能模塊38-40
• 3.2.2 系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)40-42
• 3.3 節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)的模型及算法研究42-46
• 3.4 軟件系統(tǒng)介紹46-51
• 3.4.1 登陸界面46-47
• 3.4.2 系統(tǒng)主界面47-48
• 3.4.3 數(shù)據(jù)輸入界面48-50
• 3.4.4 計(jì)算參數(shù)設(shè)置界面50-51
• 3.4.5 輸出圖形窗口界面51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第四章 上海地鐵二號(hào)線的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析53-70
• 4.1 測(cè)試方案53-54
• 4.2 測(cè)試數(shù)據(jù)分析54-62
• 4.2.1 淞虹路到龍陽(yáng)路的測(cè)試數(shù)據(jù)分析54-57
• 4.2.2 龍陽(yáng)路到淞虹路的測(cè)試數(shù)據(jù)分析57-60
• 4.2.3 車輛運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩和速度的變化曲線60-62
• 4.3 能耗的計(jì)算與分析62-68
• 4.3.1 計(jì)算時(shí)采用的參數(shù)和概念62-64
• 4.3.2 能耗計(jì)算與分析64-67
• 4.3.3 能耗計(jì)算結(jié)果分析67-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 算例研究70-81
• 5.1 上海地鐵2號(hào)線車輛及技術(shù)參數(shù)70-72
• 5.1.1 車輛配置70-71
• 5.1.2 列車加速過(guò)程71
• 5.1.3 列車負(fù)載數(shù)據(jù)71-72
• 5.2 軟件系統(tǒng)的仿真結(jié)果72-78
• 5.2.1 列車參數(shù)計(jì)算的輸入窗口73
• 5.2.2 節(jié)時(shí)算法的仿真結(jié)果73-75
• 5.2.3 混合優(yōu)化算法的仿真結(jié)果75-78
• 5.3 計(jì)算結(jié)果分析78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-84
• 6.1 論文總結(jié)81-82
• 6.2 預(yù)期學(xué)術(shù)成果及應(yīng)用價(jià)值82-83
• 6.3 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果87-88
• 致謝88-89

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中國(guó)城市軌道交通年鑒即將截稿    

城市軌道交通減振降噪措施研究進(jìn)展    馮智楷;

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序言    施仲衡;

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心設(shè)計(jì)淺析    付鵬;

《城市軌道交通研究》理事會(huì)    

基于工作過(guò)程的城市軌道交通行車組織項(xiàng)目課程開(kāi)發(fā)    程謙;

前言    黃衛(wèi);

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上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化背景下車輛基地布局及功能特點(diǎn)    朱蓓玲;

項(xiàng)目管理服務(wù)(PM)在我國(guó)城市軌道交通領(lǐng)域的實(shí)踐及意義    于松偉;

后建車站穿越運(yùn)營(yíng)車站施工技術(shù)分析    姚健;潘曉莉;郭海柱;

全國(guó)各城市軌道交通在建線路匯總表    

城市軌道交通日益引人注目    楊小強(qiáng) 喬地

城市軌道交通 2000億蛋糕誰(shuí)來(lái)分食    蔡立輝

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十六局集團(tuán):做強(qiáng)做好地鐵大市場(chǎng)    記者 王立武

水電十四局成為云南首獲“城市軌道交通工程專業(yè)承包資質(zhì)”的施工企業(yè)    記者 付曉海

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優(yōu)先發(fā)展城市軌道交通    記者 亢振洲

我市謀劃城市軌道交通    本報(bào)記者 潘青青

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基于城市軌道交通點(diǎn)線優(yōu)化的運(yùn)營(yíng)組織研究    王婷

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