列车节能运行智能求解算法研究

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1、学校代码：密级：公开硕士专业学位论文列车节能运行智能求解算法研究作者姓名齐永祎工程领域控制工程指导教师周永华教授培养院系电子信息工程学院二零一五年六月力交乂硕士专业学位论文列车节能运行智能求解算法研究作者：齐永祎导师：周永华北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的

2、学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名签字日期年月方日签字日期，？月？曰学校代码：密级：公开北京交通大学硕士专业学位论文列车节能运行智能求解算法研究作者姓名：齐永祎学号：导师姓名：周永华职称：教授工程硕士专业领域：控制工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师周永华教授的悉心指导下完成的，周老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来周老师对我的关心和指导。周老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，对我的科研工作和论文都提出了许多宝贵的意见，在此向周老师表示衷心的谢意。在实验

3、室工作及撰写论文期间，孟月、万阳等同学对我论文中的列车运行控制研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。ii_^摘要轨道交通是公共交通系统的重要组成部分。相对于其它运输方式，轨道交通的能源消耗总量巨大。采取节能运行措施，可以在保证运输效率的前提下，节约运营成本，轨道交通的节能操纵研究也就被赋予了更现实的意义。本文以列车牵引计算知识及机车牵引制动特性为基础，结合国内外学者在列车节能运行方面的研究成果，尤其是列车节能操纵的原理与论断，以及我国轨道交通列车运行现状，设计了列车在站间的节能运行操纵策略。该节能操纵策略是

4、以最大的加速度进行列车牵引控制，并及时地由牵引转入惰行，使列车动能得到充分利用，最大程度地减少站间的不必要制动。在确定了操纵策略后，充分考虑列车运行的准时性与乘客乘坐的舒适性，利用遗传算法与模拟退火算法对列车运行过程进行模拟仿真。对遗传算法过程中的编码过程进行改进，每一群体的子代都通过染色体选择、交叉、变异后生成，并使父代中的有效信息能够更大程度地遗传到子代中，提高进化的效率。在模拟退火算法中对每次扰动产生的新解都进行筛选，并对计算过程中的历史最优解进行记录，与算法结束时的最终解一并输出并进行比较。利用算法对列车在复杂路线运行的惰行点进行计算仿真，并对仿真结果进行比较分析。关键词：轨道交通

5、；节能；遗传算法；模拟退火算法北京交通大学硕士学位论文，，：目录觀弓言研究背景及意义城市轨道交通现状研究意义国内外研究现状国外研究国内研究研究内容及论文结构列车运行及优化操纵基本原理列车运动学原理影响运行的因素列车运行牵引力列车运行阻力列车运行制动力列车模型构造列车运行能耗影响列车运行能耗因素运行能耗计算过程列车节能运行：运行条件对节能运行的影响：列车节能操纵原则本章小结遗传算法研究遗传算法的概述遗传算法的概念基本遗传算法遗传算法的特点节能运行具体求解方法初始种群生成3.2.2遗传操作本章小结模拟退火算法研究模拟退火算法概述模拟退火算法原理准贝丨冷却进度表算法基本步骤模拟退火算法特征算法步

6、骤与流程算法实验步骤算法流程本章小结列车运行仿真计算及结果分析控制参数列车仿真参数算法控制参数算法仿真结果不同路线长度情况复杂坡度轨道的运行不同曲率线路的运行不同限速条件算法比较本章小结总结与展望主要的研究工作研究展望参考文献劍作者简历独创性声明学位论文数据集SJJ：引言研究背景及意义当前，我国很多城市都面临着严重的交通拥堵问题，轨道交通在缓解拥堵、有效利用有限城市空间问题方面有着显著的优势。保护环境、节约能源也是目前的热点问题，轨道交通在这些方面也显示出了积极作用。因此，发展城市轨道交通被视为是解决这些难题的有效措施。中国目前已经建成并开通运营的城市轨道交通超过多公里，而更多的城市正在加

7、入到城市轨道交通建设的队伍之中。城市轨道交通建设是未来城市发展的重要趋势，是促进我国统筹城乡一体化的重要战略举措。城市轨道交通现状城市轨道交通与其它交通方式相比，有运输量大、安全准点的优势，能源消耗量也相对较低，在提倡绿色出行的当今社会，将轨道交通作为城市公共交通系统的主体，是解决现今城市交通问题的主要方式。我国在“十二五”规划中的轨道交通运营里程目标为公里，截止至年末全国城市轨道运营里程已经实现规划总量，并有近个城市的