城市軌道交通列車運行與供電聯(lián)合仿真研究.pdf

1、本論文依托“牽引供電計算用高速機車車輛參數(shù)的仿真擬合研究”和“城市軌道交通機車參數(shù)擬合研究與供電特性分析”兩個科研項目，重點研究城市軌道交通列車運行和供電聯(lián)合仿真。通過仿真分析，可以預測區(qū)間運行時間，評估運行能耗和計算供電設備的容量，從而不僅可以節(jié)約前期建設的投資，而且還能降低后期運營的成本，提高城市軌道交通系統(tǒng)的經(jīng)濟和社會效益。因此，開發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權的軌道交通列車運行與供電聯(lián)合仿真系統(tǒng)具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

2、該聯(lián)合仿真系統(tǒng)主要由列車運行仿真(TPS)和供電系統(tǒng)仿真(NS)兩部分組成。列車運行仿真的目的是計算列車運行特性及其能耗；供電系統(tǒng)仿真的目的是解算整個牽引網(wǎng)絡的電壓分布及變電所負荷，它依賴于列車運行仿真中得到的列車位置和能量消耗。 列車運行仿真的核心問題是列車控制算法。本文用帶有非線性約束的微分方程來描述列車運行過程，用牽引力積分形式描述節(jié)能優(yōu)化目標，并將最大值原理應用于模型求解；在確保安全運行，滿足線路的限速約束、機車的性能約

3、束和運行時間約束的條件下，充分利用線路坡道，以能量消耗最小為控制目標，得到列車優(yōu)化控制的策略；然后給出列車節(jié)能控制算法，并利用列車運行仿真平臺驗證了優(yōu)化控制理論與算法的正確性。最后使用模糊邏輯控制對算法進行改進，使其能夠應用于離散級位列車控制。 供電系統(tǒng)仿真部分首先分析了直流牽引變電所的外部特性，確定三段等效諾頓電路為其仿真模型并給出計算方法。然后，介紹了傳統(tǒng)牽引供電方法平均運量法和運行圖截面法，分析了這兩種方法的不足。根據(jù)牽引