采用遗传算法优化地铁多区间速度曲线和停站时间实现牵引节能的仿真研究

作     者：王勇博 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡文斌

授予年度：2013年

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：地铁 速度曲线 停站时间 仿真 牵引节能 遗传算法 

摘      要：地铁虽然具有定时、人均能耗低等优点,但其总能耗较大,因此系统地分析地铁能耗特性,研究降低能耗的节能方法,可以提高运营效益。 论文主要研究了地铁多区间速度曲线和停站时间优化实现牵引节能,主要研究内容包括以下几个方面：(1)分析地铁列车运行过程中的受力情况,建立适用于地铁列车的单质点运行计算模型;(2)在列车运行仿真的基础上,以定时节能为目的优化列车速度曲线,提出多区间速度曲线两步优化算法,第一步建立寻求列车站间运行的惰行控制点优化模型,第二步是在第一步的基础上,合理分配多个站间的区间运行时间,建立区间运行时间分配模型并设计基于遗传算法的求解算法;(3)在列车运行仿真的基础上,建立全线统一的地铁多导线直流牵引供电系统动态仿真模型,根据全线列车运行图计算多辆列车同时在线路上运行时的各种电气数据;(4)在直流供电系统动态仿真的基础上,提出基于停站时间优化的节能模型,分析列车停站时间对总能耗的影响,采用遗传算法以系统总能耗最小为目标函数,仿真计算出总能耗最小的节能运行图。 论文采用C++语言在Visual Studio2008开发环境下编程实现上述研究目标并利用南京地铁一号线实际的列车、线路、供电系统数据进行了仿真计算,检验了仿真系统的性能。仿真结果表明论文提出的模型及方法是有效可行的,为地铁的供电系统设计及节能优化提供了指导意义和工程应用价值。