货运列车节能操纵控制优化方案研究

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1、公开Ｕ２６８．６：中图分类号：密级ＵＤＣ：：本校编号菊＃义遷乂＃硕±学位论文货运列车节能操纵控制化化方案研究论文题目：郭禹０２１２０６５研究生姓違学号：：朱大鹏教授学校指导教臟名；职称；王学硕壬学位安全科学与工程申请学位等级；专业；２０１５年０５月２０１５年０６月：论文提交日期：论文答辩日期独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研充工作和取得的研巧成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰

2、写过的研巧成果，也不包含获得皇州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任。与我何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。１；学位论文作者签名：＞＾签字日期年＾月／日１学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大堂可＆将学位论文的全部或部分内容編入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁

3、盘（保密的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：：斗１施签字曰期：１：《？〇也年月曰签字曰期心１年＾月曰Ｉ占＞＾Ｉ硕士学位论文货运列车节能操纵控制优化方案研究ResearchonOptimizedControlEnergy-SavingSchemeofFreightTrain作者姓名：郭禹学科、专业：安全科学与工程研究方向：交通运输安全系统工程学号：0212065指导教师：朱大鹏完成日期：2015.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州

4、交通大学硕士论文摘要我国人口众多，对能源的需求量也越来越大，在目前开发利用新能源与提高能源利用率短期内无法取得突破性进展的情况下，节能减排就显得尤为重要。在所有国民经济部门中，铁路运输部门是最大的耗能部门之一，而据不完全统计，机车牵引所消耗的能源大约可以占到铁路运输总能耗的65%-75%，这其中货运列车机车又以其载重高、运输距离远、运行线路复杂等原因在整个机车牵引能耗中占有很大的比重，因此研究货运列车机车节能问题具有很深刻的意义。以此为背景，本文从货运列车机车运行过程中的能耗为研究对象，引入遗传算法对货

5、运列车节能操作问题进行寻优，给出能耗最小的操作方案，为司机的实际操作过程提供指导。本文以货运DF4B型列车为研究切入点，通过研究列车机车在运行过程中的受力情况，并结合牵引计算和能耗计算的有关方法，运用启发式的智能算法，计算出货运列车节能操纵控制策略并对其进行优化。本文的主要内容如下：首先，通过分析国内外在列车节能操纵方面的研究成果，指出现有货运列车节能操纵研究的局限性主要表现在算法过于理论化和成果通用性差两个方面，在此基础上通过介绍遗传算法相关理论，分析了用遗传算法解决货运列车节能操纵问题的可行性，为下

6、文理论研究提供算法支持，并通过研究货运列车在运行过程中能量消耗的影响因素及其受力情况，给出货运列车运行过程中的牵引计算与能耗计算方法，为后续货运列车机车节能操纵方案的研究提供理论支持；其次，在对货运列车运行过程中能量消耗的影响因素与列车节能操纵优化原则进行分析的基础上，通过机车手柄位的确定、停车制动计算、确定坡道均衡速度、确定调整坡道、确定调整坡道控制集合等步骤建立货运列车节能操纵控制策略及优化模型；最后，通过设计一种具有自适应性的遗传算法对上述货运列车节能操纵控制优化模型进行寻优，并运用实例证明了该模

7、型及算法的有效性。本文在列车节能基本原则的指导下，通过确定机车经济手柄位、停车制动设计、确定坡道均衡速度、确定区间内所有调整坡道的控制集等建立货运列车机车节能操纵优化模型，并设计了相应的遗传算法对其进行寻优。在本文的研究过程中，运用VC++软件对第五部分的实例进行计算，给出了货运列车在特定区间内最优的节能操纵策略，并与现行情况进行对比，证明了算法的可行性。关键词：节能减排，遗传算法，列车受力分析,控制策略,论文类型：应用研究I货运列车节能操纵控制方案研究AbstractWithamasspopulati

8、on，demandofenergyisalsoincreasing.Therefore,inthecurrentdevelopmentandutilizationofnewenergysourcesandimprovingenergyefficiencycannotbeachievedunderthebreakthroughintheshortterm,theenergy-Savingisparticularlyimportant.Inal