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基于遗传算法的列车运行能耗优化算法

陈荣武 刘莉 郭进

陈荣武, 刘莉, 郭进. 基于遗传算法的列车运行能耗优化算法[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(1): 108-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.017
引用本文: 陈荣武, 刘莉, 郭进. 基于遗传算法的列车运行能耗优化算法[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(1): 108-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.017
CHEN Rong-wu, LIU Li, GUO Jin. Optimization algorithm of train operation energy consumption based on genetic algorithm[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(1): 108-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.017
Citation: CHEN Rong-wu, LIU Li, GUO Jin. Optimization algorithm of train operation energy consumption based on genetic algorithm[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(1): 108-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.017

基于遗传算法的列车运行能耗优化算法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.017
基金项目: 

国家自然科学基金项目 60903202

详细信息
    作者简介:

    陈荣武(1971-), 男, 湖南东安人, 西南交通大学工程师, 工学博士, 从事交通信息工程及控制研究

  • 中图分类号: U260.153

Optimization algorithm of train operation energy consumption based on genetic algorithm

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  • 摘要: 研究了CBTC系统中列车控制模型和列车运行调整, 以降低能耗为目标, 对列车在区间的运行控制进行优化组合, 提出了基于遗传算法的能耗优化算法, 根据具体的线路条件, 计算了在不同的运行等级下或不同区间运行时分对应的列车运行速度曲线。以一段2 400m长, 具有典型节能坡设置, 且包含一段60km·h-1区间限速的线路为例, 进行了能耗计算和优化仿真。研究结果表明: 优化之后速度曲线与其对应的运行等级2、3、4的速度曲线相比, 列车牵引能耗减少到原来的62%、58%、60%, 节能效果显著, 算法有效。

     

  • 图  1  列车速度控制模型

    Figure  1.  Control model of train speed

    图  2  运行等级

    Figure  2.  Performance levels

    图  3  线路坡度与区间限速

    Figure  3.  Line grade and inter-station speed restriction

    图  4  P4的仿真与能耗

    Figure  4.  Simulation and energy consumption of P4

    图  5  速度曲线的可行解

    Figure  5.  Feasible solutions of speed curve

    图  6  交叉前x1

    Figure  6.  x1 before crossover

    图  7  交叉前x2

    Figure  7.  x2 before crossover

    图  8  交叉后x1

    Figure  8.  x1 after crossover

    图  9  交叉后x2

    Figure  9.  x2 after crossover

    图  10  190s时的仿真结果

    Figure  10.  Simulation result at 190s

    图  11  213s时的仿真结果

    Figure  11.  Simulation result at 213s

    图  12  243s时的仿真结果

    Figure  12.  Simulation result at 243s

    图  13  能耗比较

    Figure  13.  Comparison of energy consumptions

    图  14  P3的仿真结果

    Figure  14.  Simulation result of P3

    图  15  速度曲线比较

    Figure  15.  Comparison of speed curves

    表  1  仿真线路数据

    Table  1.   Simulation track data

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  • 收稿日期:  2011-10-01
  • 刊出日期:  2012-02-25

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