2015年全国研究生数学建模大赛优秀论文D题6.pdf

《2015年全国研究生数学建模大赛优秀论文D题6.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、参赛密码（由组委会填写）第十二届“中关村青联杯”全国研究生数学建模竞赛学校西安理工大学参赛队号107000011.余蓉队员姓名2.程帅3.明波参赛密码（由组委会填写）第十二届“中关村青联杯”全国研究生数学建模竞赛题目面向节能的单/多列车优化决策问题研究摘要：铁路运输消耗的总能量巨大，研究列车节能操作运行具有重要的理论意义和实际应用价值。针对问题一：分析了单列车运行过程中的能量转换机制。得到列车的牵引力做功与制动力、阻力做功之间的关系。据此，建立了牵引力做功最小的耗能最低优化模型。考虑到模型约束条件的复杂性，提出了基于模拟-优

2、化思想的模型求解方法：首先，通过模拟方法找到列车的可行运行工况；其次，采用布谷鸟优化算法优化了列车运行工况时间切换点；最后，确定了列车最优运行速度距离曲线。所求结果显示，列车从A6-A7站以及A7J和6.7×107J。6-A8站的最低能耗分别为3.4×10针对问题二：分析了多列车节能优化控制中列车运行时间以及列车制动牵引重叠时间对能耗的影响。首先，基于“列车运行时间与耗能成反比”的基本规律，提出了缩短列车停站时间以及采用单站最优速度距离曲线的基本节能控制策略；其次，通过控制列车发车时间间隔实现了列车牵引制动重叠时间的最大化；

3、最后，建立了多列车能量交换重叠时间最大优化模型，并采用动态搜索方法结合布谷鸟优化算法对该模型进行了求解，分别求得100列和240列列车总耗能最低的发车间隔，进而得到对应的发车时刻图（如图11和图12所示）、列车速度距离曲线图（如图10和图13~14所示）。针对问题三：首先，通过分析列车延误后优化控制问题中尽快恢复正点以及恢复期间耗能最低两个基本目标，建立了列车延误时间最小以及能耗最低的多目标优化控制模型；其次，以单列车从A2到A3站的运行过程为研究对象，以延误10s为模型输入，基于模拟优化方法求解了列车延误后尽快恢复正点运行

4、的最优速度距离曲线（如图15所示）；最后，对于延误时间为随机变量问题，建立了一个随机模拟模型，生成了大量样本数据，以样本数学期望7.5s作为模型输入，重新拟定列车的最优速度距离曲线（如图16所示），并与延误之前的控制方案进行了对比。关键词：列车节能优化；模拟优化；布谷鸟优化算法；动态搜索；多目标优化目录1问题重述............................................................................................................

5、..............-1-2问题假设..........................................................................................................................-2-3符号说明.................................................................................................................

6、.........-2-4问题分析..........................................................................................................................-4-5模型的建立与求解..........................................................................................................-5-5.1单列

7、车能耗最低优化模型......................................................................................-5-5.1.1模型建立........................................................................................................-5-5.1.2模型求解..........................................

8、..............................................................-7-5.1.3结果分析.......................................................................