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基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究

李娇杨 陈光武

李娇杨, 陈光武. 基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究[J]. 铁路计算机应用, 2021, 30(3): 5-9.
引用本文: 李娇杨, 陈光武. 基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究[J]. 铁路计算机应用, 2021, 30(3): 5-9.
LI Jiaoyang, CHEN Guangwu. Energy saving optimization of high-speed train based on improved genetic algorithm[J]. Railway Computer Application, 2021, 30(3): 5-9.
Citation: LI Jiaoyang, CHEN Guangwu. Energy saving optimization of high-speed train based on improved genetic algorithm[J]. Railway Computer Application, 2021, 30(3): 5-9.

基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究

基金项目: 国家自然科学基金(61863024);甘肃省高等学校科研项目资助(2018C-11,2018A-22)
详细信息
    作者简介:

    李娇杨,在读硕士研究生

    陈光武,教授

  • 中图分类号: U268.6 : TP39

Energy saving optimization of high-speed train based on improved genetic algorithm

  • 摘要: 为有效降低列车运行能耗,针对高速列车行进过程中的能耗优化问题,讨论了列车运行阻力的计算及列车停车点的设置,以此建立以列车能耗最小为优化目标的列车运行优化模型,提出3代逼近搜索的引导机制,改进了传统遗传算法中的算子,同时引入逆转算子提高算法求解能力。以CRH380B型高速列车和合福高铁(合肥—福州)数据为基础进行仿真,列车运行能耗降低了10.7%。仿真结果表明,提出的改进遗传优化算法在高速列车行进过程中,满足列车运行准时性和安全性,且能够有效降低运行能耗。
  • 图  1  列车工况组合

    图  2  列车停车点设置

    图  3  染色体结构

    图  4  列车转换点示意

    图  5  列车特性曲线

    图  6  优化前后列车运行曲线仿真对比

    表  1  3代逼近搜索规则

    第1代++++
    第2代++++
    第3代+++
    下次变异方向保持当前标志位方向回朔保持当前标志位方向更新标志位方向回朔保持当前标志位方向更新标志位方向
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    表  2  列车参数

    参数名称参数值
    列车总重495 t
    列车长度200.3 m
    最大运行速度300 km/h
    单位阻力(0.0257+0.050 7 v+0.000 505 57 v2)kN
    v为列车当前运行时速
    定员510 人
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    表  3  改进前后列车运行数据对比分析

    评价指标优化前指标优化后指标性能比较
    运行时间1430 s1459 s+2%
    能耗6.87×10 9 J6.13×10 9 J−10.7%
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图(6) / 表(3)
出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-03
  • 刊出日期:  2021-03-26

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