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基于改进DE的城轨列车节能速度曲线研究

聂莹莹 谢刚 郭彦宏 董渠江

聂莹莹, 谢刚, 郭彦宏, 董渠江. 基于改进DE的城轨列车节能速度曲线研究[J]. 铁路计算机应用, 2020, 29(11): 30-35.
引用本文: 聂莹莹, 谢刚, 郭彦宏, 董渠江. 基于改进DE的城轨列车节能速度曲线研究[J]. 铁路计算机应用, 2020, 29(11): 30-35.
NIE Yingying, XIE Gang, GUO Yanhong, DONG Qujiang. Research on energy saving speed curve of urban rail train based on improved differential evolution algorithm[J]. Railway Computer Application, 2020, 29(11): 30-35.
Citation: NIE Yingying, XIE Gang, GUO Yanhong, DONG Qujiang. Research on energy saving speed curve of urban rail train based on improved differential evolution algorithm[J]. Railway Computer Application, 2020, 29(11): 30-35.

基于改进DE的城轨列车节能速度曲线研究

基金项目: 中国铁路总公司科技研究开发计划课题(N2018G062,K2018G011)
详细信息
    作者简介:

    聂莹莹,在读硕士研究生

    谢刚:谢 刚,在读博士研究生

  • 中图分类号: U231.7 : TP39

Research on energy saving speed curve of urban rail train based on improved differential evolution algorithm

  • 摘要: 采用改进交叉策略的差分进化(DE,Differential Evolution)算法,研究城轨列车节能优化的速度曲线生成。该算法以起点到目标停车点的距离和工况状态值作为个体基因,基于改进交叉策略,结合工况转换原则,对变异后的个体基因进行有效化处理。建立末速度、停车位置误差、运行时间和牵引能耗的评价模型,在满足安全运行和舒适度要求下生成最优列车自动运行(ATO,Automatic Train Operation)速度曲线。经数据仿真测试,牵引能耗为28.8 kw·h。生成的速度曲线,在准时到达的前提下,具有较好的节能效果,对城市轨道交通的列车节能优化运行研究具有一定的参考价值。
  • 图  1  列车受力分析

    图  2  改进DE算法流程

    图  3  种群初始化流程

    图  4  末速度评价模型

    图  5  牵引能耗评价模型

    图  6  停车位置误差评价模型

    图  7  运行时间误差评价模型

    图  8  迭代次数与评价值

    图  9  个体末速度生成流程

    图  10  AC03牵引制动特性曲线

    图  11  100代最优个体评价值

    图  12  最优ATO速度曲线

    图  13  工况距离曲线

    表  1  工况转换规则

    当前工况待转工况
    惰行制动牵引
    惰行——可以可以
    制动可以——禁止
    牵引可以禁止——
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    表  2  工况状态值

    工况惰行制动牵引
    工况值0[1 ~ 5][6 ~ 10]
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    表  3  缩放因子对收敛的影响

    缩放因子取值收敛效果
    (0, 0.3]不收敛
    0.4收敛速度慢
    0.5收敛速度快
    [0.6, +∞)不收敛
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    表  4  线路坡度

    起点/m终点/m坡度/‰
    02303.1
    2304302.9
    43063030.1
    63088030
    8801 2004.05
    12001 8100
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    表  5  线路曲线

    起点/m终点/m曲线半径/m
    181373355
    394609350
    8461 341404
    13961 730704
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    表  6  线路限速

    起点/m终点/m区段限速/km·h-1
    060962
    6091 71075
    17101 81035
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图(13) / 表(6)
出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-01
  • 网络出版日期:  2020-12-04
  • 刊出日期:  2020-12-04

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