機車節(jié)能優(yōu)化操縱技術研究

【摘要】：摘要：本文根據機車運行過程中各種阻力做功特點建立了機車能耗模型,提出了一種用機車運行數(shù)據和牽引計算方法的油耗間接檢測思路。建立模型后,結合線路縱斷面特點,用遺傳算法編碼求解機車能耗模型最優(yōu)解。還分析了濟南鐵路局機車實驗數(shù)據并量化節(jié)能優(yōu)化操縱兩個論斷,歸納出貨運、客運列車的優(yōu)化操縱方法,設計機車節(jié)能優(yōu)化操縱評價指導系統(tǒng),編制軟件供鐵路管理部門使用。 首先,針對目前油耗直接檢測的缺陷,根據牽引計算中各種阻力做功特點間接推算出機車能耗,提出了間接檢測油耗的思路。建立機車能耗模型,得到以速度、減壓量為代表的機車運行參數(shù)、以坡道為代表的縱斷面參數(shù)與能耗的對應關系,用濟南西—德州站往返實際運行數(shù)據驗證了模型的準確性和精度。 其次,分析了遺傳算法研究優(yōu)化操縱問題的一種新方法,以信號機所在位置為關鍵控制點,將該點的速度和操縱方式編碼后,對機車能耗模型進行求解,并以京滬線十二里閣—橋南段為例分析了優(yōu)化結果的節(jié)能效果。 最后,使用機車能耗模型和遺傳求解方法,結合實際線路縱斷面特點給出了DF8B貨車、DF4D客車分別在濟南西—德州站、藍村—萊陽站的優(yōu)化操縱方法；結合機車控速和平穩(wěn)操縱方法給出貨、客運列車優(yōu)化操縱的一般結論,普遍適用于起動、停車階段以及長大上、下坡道操縱過程中。 本文建立的機車能耗模型根據列車運行數(shù)據計算能耗,可以間接檢測出油耗；以信號機所在位置為關鍵控制點求解優(yōu)化速度和操縱方式算法、設計的機車節(jié)能優(yōu)化操縱評價指導系統(tǒng)可為后續(xù)研究工作打下基礎。 【關鍵詞】：優(yōu)化操縱 能耗 遺傳算法 油耗間接檢測
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：U268
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 機車節(jié)能優(yōu)化操縱問題的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 當前存在問題總結14-15
• 1.3 優(yōu)化操縱基本理論與問題概述15-16
• 1.4 本文主要研究內容與成果形式16-18
• 2 基于牽引計算的機車能耗模型建立18-34
• 2.1 建立機車能耗模型的理論基礎18-22
• 2.1.1 列車運行過程的力學分析18-21
• 2.1.2 列車牽引計算規(guī)程的應用21-22
• 2.2 機車運行過程能耗模型的建立22-27
• 2.2.1 問題描述與分析22-23
• 2.2.2 模型假設和符號說明23-24
• 2.2.3 機車能耗模型的建立24-27
• 2.3 能耗模型實例驗證27-32
• 2.4 機車能耗模型計算的結論提取32-34
• 3 基于遺傳算法的優(yōu)化操縱模型求解34-52
• 3.1 遺傳算法基本思想與選擇依據34-36
• 3.1.1 遺傳算法基本原理34-35
• 3.1.2 算法適用性分析35-36
• 3.2 模型求解過程的具體實現(xiàn)36-39
• 3.2.1 輸入/輸出參數(shù)的確定36
• 3.2.2 確定目標函數(shù)36-37
• 3.2.3 分析約束條件37-38
• 3.2.4 最優(yōu)解搜索方法38-39
• 3.3 求解機車節(jié)能優(yōu)化操縱模型計算實例39-48
• 3.3.1 線路縱斷面化簡39-41
• 3.3.2 遺傳編碼41-42
• 3.3.3 生成初始種群42
• 3.3.4 計算適應度函數(shù)42-46
• 3.3.5 遺傳算子設計和解碼46-48
• 3.4 優(yōu)化算法結果分析48-52
• 4 機車優(yōu)化操縱技術研究52-70
• 4.1 機車優(yōu)化操縱技術概述52-58
• 4.1.1 機車控速操縱方法研究52-56
• 4.1.2 機車平穩(wěn)操縱方法研究56-58
• 4.2 基于DF8B貨運列車的優(yōu)化操縱技術研究58-63
• 4.2.1 DF8B貨車特性和實際運行線路概述58-59
• 4.2.2 貨運列車機車優(yōu)化操縱方法59-62
• 4.2.3 貨運列車機車優(yōu)化操縱結論推廣62-63
• 4.3 基于DF4D客運列車的優(yōu)化操縱技術研究63-70
• 4.3.1 DF4D客車參數(shù)和實際運行線路概述63-64
• 4.3.2 客運列車機車優(yōu)化操縱方法64-68
• 4.3.3 客運列車機車優(yōu)化操縱結論推廣68-70
• 5 機車節(jié)能優(yōu)化操縱評價指導系統(tǒng)研究70-82
• 5.1 評價指導系統(tǒng)功能簡介與總體設計70-71
• 5.2 評價指導系統(tǒng)各模塊設計與功能71-78
• 5.2.1 運行記錄分析查詢軟件設計71-73
• 5.2.2 機車能耗計算分析軟件設計73-76
• 5.2.3 線路基礎數(shù)據繪制軟件76-78
• 5.3 數(shù)據處理與讀取文件格式78-80
• 5.4 優(yōu)化操縱評價指導實例80-82
• 6 結論與展望82-84
• 6.1 結論82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻84-86
• 作者簡歷86-90
• 學位論文數(shù)據集90

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