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考虑节能的高速列车运行图优化研究

考虑节能的高速列车运行图优化研究

作者：革新兰州交通大学

学位级别：硕士

目前我国“四纵四横”高速铁路网络已经全面建成,“八纵八横”高铁网络正在加密成型,但同时引起的运营能耗及成本逐年持续增加的问题也应引起足够的重视,高铁是现代化“绿色交通”的重要标志,是实现碳达峰、碳中和的关键领域,因此探究... 详细信息

目前我国“四纵四横”高速铁路网络已经全面建成,“八纵八横”高铁网络正在加密成型,但同时引起的运营能耗及成本逐年持续增加的问题也应引起足够的重视,高铁是现代化“绿色交通”的重要标志,是实现碳达峰、碳中和的关键领域,因此探究高速列车节能运营的方法具有重要的现实意义。在国内外学者关于节能运行图已取得研究成果的基础上,本文以高速铁路列车为研究对象,提出了高铁列车运行图的节能优化方法,分别构建了区间运行时分最优分配模型、基于再生制动能利用的列车节能时刻表模型、节能运行图与动车组运用计划协同优化模型,并且在Python环境下分别使用拉格朗日松弛算法、模拟退火算法以及Gurobi求解器求解,最后以宝兰高铁线为背景进行了算例分析。论文的主要研究内容如下:(1)为了降低高速列车从始发站至终到站运行的牵引能耗,研究了针对多列车区间运行时分同步分配的列车运行图节能优化方法。基于高速列车在站间采用的“四阶段”操纵策略构建最优驾驶策略集,以牵引距离和巡航距离为变化因子,以牵引能耗和区间运行时分为计算目标,求解出最优驾驶策略集里牵引能耗与区间运行时分的线性关系。在此基础上构建多列车区间运行时分最优分配的节能运行图模型。模型以牵引能耗最低为目标,考虑了列车总运行时间约束、变量取值范围约束以及安全间隔时分约束。在模型求解方面,选取拉格朗日松弛算法,通过松弛把复杂约束吸收进目标函数之中,从而把原问题分解为各区间可独立求解的子问题,利用次梯度优化的方法得出精确解,实现了多列车区间运行时分同步分配的目标。以宝兰高速铁路为背景进行算例验证,结果表明:通过重新分配区间运行时分,10列车总共节约了595.958千瓦时(k Wh)牵引能耗,平均节能率达到了1.2%;从运行图的层面分析,该算例下通过调整区间运行时分的节能方法对其影响幅度较小,具有较强的现实意义;所提出的模型及算法的计算时间为10 s,针对列车开行对数较多的高速铁路,可有效提高求解效率。(2)高速列车在站间运行时采用“四阶段”驾驶策略,其中牵引阶段和再生制动阶段分别为“耗能”阶段和“产能”阶段,充分利用列车“产能”阶段产生的再生制动能量不仅可以有效降低列车运营能耗,而且可以减小接触网的网压波动。以高速列车首站发车时刻、经停站停站时间为决策变量,考虑了动车组交路约束以及运行图安全约束等,以再生制动能利用量最大为优化目标,构建了高速列车节能时刻表模型。以退火过程中扰动旧解产生新解为切入点,通过添加发车间隔前移破坏算子和发车间隔后移破坏算子,设计出了基于自适应大规模邻域搜索策略的模拟退火算法。最后,以宝兰高速铁路为背景进行实例验证,计算结果表明,在可接受的计算时间内文中提到的时刻表优化模型可以使再生制动能利用率达到49.3%,验证了模型及算法的有效性。(3)从降低牵引能耗、增加再生制动能利用率以及提高动车组使用效率三个角度出发,提出高铁列车节能运行图与动车组使用计划协同优化方法。首先以经停站为断点将列车运行过程划分为多个驾驶区间,通过调整工况转换点的位置得出驾驶区间内牵引能耗与区间运行时分的线性关系,在此基础上以牵引能耗最小化为优化目标,构建多列车区间运行时分最优分配模型,并利用KKT条件求解。其次以列车始发站发车时刻、停站时间以及动车组承接车次选择为决策变量,考虑了变量取值、列车安全运行间隔时间、动车组交路等约束条件,构建时刻表再生制动能利用量与动车组使用效率最大化协同优化模型,该模型为非线性多目标混合整数规划模型,选用Gurobi求解器求解。最后以宝兰高速铁路为背景进行实例验证,计算结果表明:重新分配区间运行时分后所有列车牵引能耗总和降低1.2%,所求解的节能时刻表再生制动能利用率为68.3%,动车组平均使用效率为82.8%,节能效果显著。

关键词：高速铁路列车运行图节能优化拉格朗日松弛算法模拟退火算法 Gurobi求解器

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近代中国爱国主义精神的历史性光大

高校理论战线 2008年第9期 39-45页

作者：史革新北京师范大学历史学院 100875

长期以来,我国各族人民在保卫祖国、建设家园的伟大实践中锻造的爱国主义精神,以其巨大的感召力、向心力和凝聚力,始终维系着中华民族全体成员的意志和信念,成为鼓舞人们不断开拓进取、上下求索,创造中华文明新成就的强大精神动力。鸦... 详细信息

长期以来,我国各族人民在保卫祖国、建设家园的伟大实践中锻造的爱国主义精神,以其巨大的感召力、向心力和凝聚力,始终维系着中华民族全体成员的意志和信念,成为鼓舞人们不断开拓进取、上下求索,创造中华文明新成就的强大精神动力。鸦片战争以后,中国所处的历史条件发生了天翻地覆的变化,传统爱国主义在时代动荡、社会变革的熔炉中得到重铸和更新,升华为近代爱国主义,并以崭新的风貌洗礼了神州大地,鼓舞着中国各族人民进行爱国救亡斗争,成为支撑民族精神大厦的中流砥柱。

关键词：爱国主义民族精神近代变革

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略论清顺治年间程朱理学的涌动

清史研究 2006年第4期 28-35页

作者：史革新北京师范大学历史学院

程朱理学并非普通的学术派别,而是一种集政治性、学术性及伦理教化功能为一体的社会政治学说与意识形态。顺治年间,程朱理学就由于受到统治者的支持而有所发展,不断集结着自己的力量,呈现出复兴之势,为其在康熙朝的鼎盛发展打下基础。... 详细信息

程朱理学并非普通的学术派别,而是一种集政治性、学术性及伦理教化功能为一体的社会政治学说与意识形态。顺治年间,程朱理学就由于受到统治者的支持而有所发展,不断集结着自己的力量,呈现出复兴之势,为其在康熙朝的鼎盛发展打下基础。程朱理学之所以能在清初走向复兴,重要的因素固然由于清朝统治者的大力扶植,然而,它在学术方面的影响与活力,也是不可忽视的因素。

关键词：程朱理学顺治年间理学士人

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甲午战后中日学术文化交流流向转变初探

广东社会科学 2009年第3期 90-98页

作者：史革新北京师范大学历史系教授北京100872

中日两国文化交流的流向在近代发生了戏剧性逆转,日本由昔日的文化接收者后来成为文化输出者。中日文化交流中的这种流向变化始自中日甲午战后。自是时起,中国官民出现了学习日本的热潮,派出留学生、翻译日文书籍为中国吸收西学,进行新... 详细信息

中日两国文化交流的流向在近代发生了戏剧性逆转,日本由昔日的文化接收者后来成为文化输出者。中日文化交流中的这种流向变化始自中日甲午战后。自是时起,中国官民出现了学习日本的热潮,派出留学生、翻译日文书籍为中国吸收西学,进行新的社会变革的重要途径。中日文化交流的流向变化,对中国近代新文化的形成起到重要作用。

关键词：甲午战后中日文化交流戊戌维新日本明治维新

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严复科学民主思想议略

北京师范大学学报（社会科学版） 2005年第2期 72-78页

作者：史革新北京师范大学历史系北京100875

严复的科学观内涵丰富,包括了狭义科学、广义科学、科学方法论以及科学精神等几个不同层面的深刻理解。严复对近代民主思想理论同样作过诸多的介绍和阐发,涉及到天赋人权论、民权说、平等自由说、法制建设学说、社会进化论等方面... 详细信息

严复的科学观内涵丰富,包括了狭义科学、广义科学、科学方法论以及科学精神等几个不同层面的深刻理解。严复对近代民主思想理论同样作过诸多的介绍和阐发,涉及到天赋人权论、民权说、平等自由说、法制建设学说、社会进化论等方面,其理论视野之开阔非当时人所能望其项背。更可贵的是,严复用自己的语言较早提出并阐述了科学与民主并举的思想,成为五四新文化运动高举科学、民主两面大旗的先驱。严复关于科学、民主以及科学与民主并举的思想,表现了他在近代新学方面的高深造诣,标志着国人对科学、民主认识的新高度,为中国近代新文化的形成奠基了重要的思想基础。

关键词：严复科学民主新文化

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也谈企业法律制度的性质

武汉大学学报(哲学社会科学版) 1997年第3期 71-73页

作者：孙革新武汉大学法学院

英国著名经济学家科斯在其代表作《企业的性质》和《社会成本问题》中,引入"交易成本"概念,将西方国家市场经济体制中所形成的企业法律制度界定为:运用行政机制协调生产的手段。这种观点是不正确的。本文结论是:企业最显著的特征应是运... 详细信息

英国著名经济学家科斯在其代表作《企业的性质》和《社会成本问题》中,引入"交易成本"概念,将西方国家市场经济体制中所形成的企业法律制度界定为:运用行政机制协调生产的手段。这种观点是不正确的。本文结论是:企业最显著的特征应是运用价格机制协调生产的其他各种微观生产控制系统的替代物;西方国家市场经济体制中所形成的企业法律制度,仍然是运用价格机制协调生产的手段。

关键词：科斯市场企业交易成本行政成本契约制等级制

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两个不同形象的李鸿章不容混淆

高校理论战线 2003年第6期 50-53页

作者：史革新北京师范大学

电视剧《走向共和》(以下简称《走》)对晚清重臣李鸿章作了精心刻画，塑造出一个与人们以往认识完全不同的李鸿章的新形象，确使观众大开眼界。为了树立李鸿章的高大形象，该剧作者不仅在表现他如何励精图治地办洋务、整顿北洋水师方面... 详细信息

电视剧《走向共和》(以下简称《走》)对晚清重臣李鸿章作了精心刻画，塑造出一个与人们以往认识完全不同的李鸿章的新形象，确使观众大开眼界。为了树立李鸿章的高大形象，该剧作者不仅在表现他如何励精图治地办洋务、整顿北洋水师方面下了很大工夫，而且……

关键词：李鸿章电视剧《走向共和》影视评论历史人物

中国近代史研究的突破和创新——读多卷本《中国通史·近代前编》卷

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回族研究 1999年第3期 69-72页

作者：史革新张林北京师范大学历史系

著名历史学家白寿彝总主编的多卷本《中国通史》以恢弘的气势，向人们展示了中华民族从远古时代至新中国成立前的波澜壮阔的历史画卷，堪称中国通史编撰史上的世纪工程。这部宏篇巨制必将受到广大读者欢迎，它的学术价值、社会影响、深... 详细信息

著名历史学家白寿彝总主编的多卷本《中国通史》以恢弘的气势，向人们展示了中华民族从远古时代至新中国成立前的波澜壮阔的历史画卷，堪称中国通史编撰史上的世纪工程。这部宏篇巨制必将受到广大读者欢迎，它的学术价值、社会影响、深远意义必将随着时间的推移而日益显示...

关键词：中国近代史研究《中国近代史》中国通史编写体例突破和创新新综合体马克思主义史学文献资料近代中国范文澜

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皇太极时期满族对汉文化的吸收

河北学刊 2008年第6期28卷 58-64页

作者：史革新北京师范大学历史学院北京100875

满族入关前,努尔哈赤在政权建设、社会发展的一些方面注意吸收汉文化,开创了"清因明制"的先河。皇太极执政后,继续推行其父吸收汉文化的政策,初步形成政治上推行"武功"与"文治"并举、文化上提倡儒学的治国思路,为入关后清朝实行统治奠... 详细信息

满族入关前,努尔哈赤在政权建设、社会发展的一些方面注意吸收汉文化,开创了"清因明制"的先河。皇太极执政后,继续推行其父吸收汉文化的政策,初步形成政治上推行"武功"与"文治"并举、文化上提倡儒学的治国思路,为入关后清朝实行统治奠定了重要的基础。从历史上看,处于中国封建社会发展后期的汉文化对于清统治者来说,无异于一把利弊相形的双刃剑。其中的某些成分,可以成为其民族崛起的催化剂;而其落后方面,如君主专制、纲常名教等,又使新兴的满族背上了沉重的封建主义的历史包袱。

关键词：努尔哈赤皇太极后金政权满族汉文化