貨運(yùn)列車節(jié)能操縱控制優(yōu)化方案研究.pdf

1、我國(guó)人口眾多，對(duì)能源的需求量也越來(lái)越大，在目前開(kāi)發(fā)利用新能源與提高能源利用率短期內(nèi)無(wú)法取得突破性進(jìn)展的情況下，節(jié)能減排就顯得尤為重要。在所有國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門中，鐵路運(yùn)輸部門是最大的耗能部門之一，而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，機(jī)車牽引所消耗的能源大約可以占到鐵路運(yùn)輸總能耗的65％-75%，這其中貨運(yùn)列車機(jī)車又以其載重高、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、運(yùn)行線路復(fù)雜等原因在整個(gè)機(jī)車牽引能耗中占有很大的比重，因此研究貨運(yùn)列車機(jī)車節(jié)能問(wèn)題具有很深刻的意義。以此為背景，本文從貨運(yùn)列車

2、機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中的能耗為研究對(duì)象，引入遺傳算法對(duì)貨運(yùn)列車節(jié)能操作問(wèn)題進(jìn)行尋優(yōu)，給出能耗最小的操作方案，為司機(jī)的實(shí)際操作過(guò)程提供指導(dǎo)。
　　本文以貨運(yùn)DF4B型列車為研究切入點(diǎn)，通過(guò)研究列車機(jī)車在運(yùn)行過(guò)程中的受力情況，并結(jié)合牽引計(jì)算和能耗計(jì)算的有關(guān)方法，運(yùn)用啟發(fā)式的智能算法，計(jì)算出貨運(yùn)列車節(jié)能操縱控制策略并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。本文的主要內(nèi)容如下：首先，通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外在列車節(jié)能操縱方面的研究成果，指出現(xiàn)有貨運(yùn)列車節(jié)能操縱研究的局限性主要表現(xiàn)在

3、算法過(guò)于理論化和成果通用性差兩個(gè)方面，在此基礎(chǔ)上通過(guò)介紹遺傳算法相關(guān)理論，分析了用遺傳算法解決貨運(yùn)列車節(jié)能操縱問(wèn)題的可行性，為下文理論研究提供算法支持，并通過(guò)研究貨運(yùn)列車在運(yùn)行過(guò)程中能量消耗的影響因素及其受力情況，給出貨運(yùn)列車運(yùn)行過(guò)程中的牽引計(jì)算與能耗計(jì)算方法，為后續(xù)貨運(yùn)列車機(jī)車節(jié)能操縱方案的研究提供理論支持；其次，在對(duì)貨運(yùn)列車運(yùn)行過(guò)程中能量消耗的影響因素與列車節(jié)能操縱優(yōu)化原則進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)車手柄位的確定、停車制動(dòng)計(jì)算、確定坡

4、道均衡速度、確定調(diào)整坡道、確定調(diào)整坡道控制集合等步驟建立貨運(yùn)列車節(jié)能操縱控制策略及優(yōu)化模型；最后，通過(guò)設(shè)計(jì)一種具有自適應(yīng)性的遺傳算法對(duì)上述貨運(yùn)列車節(jié)能操縱控制優(yōu)化模型進(jìn)行尋優(yōu)，并運(yùn)用實(shí)例證明了該模型及算法的有效性。本文在列車節(jié)能基本原則的指導(dǎo)下，通過(guò)確定機(jī)車經(jīng)濟(jì)手柄位、停車制動(dòng)設(shè)計(jì)、確定坡道均衡速度、確定區(qū)間內(nèi)所有調(diào)整坡道的控制集等建立貨運(yùn)列車機(jī)車節(jié)能操縱優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的遺傳算法對(duì)其進(jìn)行尋優(yōu)。
　　在本文的研究過(guò)程中，運(yùn)用