面向节能的城市轨道交通列车运行图参数分析

【摘要】：城市轨道交通以其安全、快速、正点及运量大的特点而被各大城市采用,运营里程不断增大。城市轨道交通的迅速发展,缓解了城市交通压力,方便居民出行,然而也带来了巨大的电能消耗。在能源日益紧缺的背景下,对城市轨道交通节能运营进行研究具有重要意义,列车牵引能耗在城市轨道交通总能耗中占有很大比重。既有的城市轨道交通节能研究多在既定的列车运行图下展开,研究重点为节能驾驶,属于操作层面,而在计划编制层面,对综合考虑多种运营需求的节能列车运行图优化方面的研究较少。本文基于此研究现状,结合城市轨道交通的特点,借助计算机仿真技术,开展了面向节能的列车运行图参数特性研究,为面向节能的列车运行图优化研究奠定基础。 首先,本论文在国内外研究的基础上,结合城市轨道交通的特点,对城市轨道交通列车运行计算进行深入研究。介绍了城市轨道交通列车运行计算的动力学基础、列车多质点模型、线路工程数据及限速数据结构,阐述了列车节能、节时驾驶算法。 其次,分析列车运行过程,明确列车运行仿真的目标。在对列车运行仿真系统进行功能、数据等需求分析的基础上,设计了仿真系统的结构体系,构建了路网模型、信号模型、列车追踪运行模型及仿真结果动态显示模型。实现了列车运行仿真系统。 最后,以北京地铁2号线为背景,利用仿真系统计算了在节能驾驶策略下不同区间最大运行速度对应的列车运行时间、列车追踪间隔时间及能耗等运行图参数,并分析各参数在节能运行模式下的关联关系。通过分析发现列车运行能耗随区间最大运行速度的增加而增大,列车追踪间隔时间随区间最大运行速度的增大先减少后增加,调节线路各区间的最大运行速度会对应不同的能耗与追踪间隔时间,为开展面向节能的运行图参数研究提供指导。 【关键词】：城市轨道交通 节能 追踪间隔 列车运行仿真 列车运行图参数
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U292.41
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-21
• 1.1 选题背景12-13
• 1.1.1 选题背景12-13
• 1.1.2 问题提出13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 列车节能运行研究现状13-17
• 1.2.2 列车节能运行既有研究方法总结17-18
• 1.2.3 列车追踪间隔研究现状18-19
• 1.2.4 列车追踪间隔既有研究方法总结19
• 1.3 研究内容和技术路线19-21
• 1.3.1 研究内容19-20
• 1.3.2 技术路线20-21
• 2 城市轨道交通列车运行计算模型21-31
• 2.1 城市轨道交通列车运行计算模型21-26
• 2.1.1 城市轨道交通列车运行过程中力的计算22-23
• 2.1.2 城市轨道交通多质点列车模型23-24
• 2.1.3 线路工程数据描述及限速数据描述24-25
• 2.1.4 城市轨道交通列车运行计算过程25-26
• 2.2 城市轨道交通列车节能运行算法26-29
• 2.2.1 城市轨道交通列车运行策略26
• 2.2.2 城市轨道交通列车节能运行算法26-29
• 2.3 本章小结29-31
• 3 城市轨道交通列车运行仿真系统设计与实现31-52
• 3.1 城市轨道交通列车运行过程分析31
• 3.2 城市轨道交通列车运行仿真系统需求分析31-33
• 3.2.1 城市轨道交通列车运行仿真目标31-32
• 3.2.2 功能需求分析32
• 3.2.3 性能需求分析32-33
• 3.2.4 数据需求分析33
• 3.3 城市轨道交通列车运行仿真系统设计33-37
• 3.3.1 城市轨道交通列车运行仿真功能结构33-34
• 3.3.2 城市轨道交通列车运行仿真推进策略34-35
• 3.3.3 城市轨道交通列车运行仿真系统成分的交互方式35-37
• 3.4 城市轨道交通列车运行仿真主要模块建模37-45
• 3.4.1 城市轨道交通路网建模37-39
• 3.4.2 城市轨道交通信号系统建模39-40
• 3.4.3 城市轨道交通列车追踪运行模型40-45
• 3.5 城市轨道交通列车运行仿真结果动态显示设计45-49
• 3.5.1 仿真结果动态显示的功能45-46
• 3.5.2 仿真结果动态显示建模46-49
• 3.6 城市轨道交通列车运行仿真系统实现与界面设计49-50
• 3.7 本章小结50-52
• 4 城市轨道交通列车运行图参数分析52-66
• 4.1 城市轨道交通列车运行图要素52-56
• 4.1.1 列车运行图要素52-54
• 4.1.2 线路区间运行时间、追踪间隔、能耗、车底数与区间最大运行速度的关联关系分析54-56
• 4.2 实例分析列车运行图参数间的关联关系56-65
• 4.2.1 仿真实验基础数据56-60
• 4.2.2 列车运行仿真结果及运行图参数关联关系分析60-65
• 4.3 本章小结65-66
• 5 结论66-68
• 5.1 论文主要工作66
• 5.2 研究展望66-68
• 参考文献68-71
• 附录A71-72
• 作者简历72-74
• 学位论文数据集7

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基于模块化设计方法的城市轨道交通牵引计算软件研制    李明亮

人大代表、政协委员给城市轨道交通提建议    

“2003中国城市轨道交通国际峰会”成功举行    

城市轨道交通研究2003年总目次    

《城市轨道交通研究》第三届理事会    

发展城市轨道交通的策略分析    顾尚华

“2004《城市轨道交通研究》编委会会议”发言摘录    杨耀

《城市轨道交通研究》第三届理事会    

关于研究城市轨道交通关键技术有关问题的会议纪要    

两岸四地城市轨道交通/捷运发展论坛在京举行 钱永昌会长、周干峙院士致词 通过《首届“两岸四地城市轨道交通/捷运发展论坛”宣言》    本刊记者;

首届《两岸四地城市轨道交通/捷运发展论坛》在京圆满结束    语晰;

为城市轨道交通一体化做出努力    李铁夫;

前言    黄衛;

住房和城乡建设部城市轨道交通专项科技成果推广项目    

“十一五”国家科技支撑计划重点项目“新型城市轨道交通技术”成果简介    

城市轨道交通工程地面施工控制网测量与研究    马尧成;

城市轨道交通供电网络的谐波污染及抑制技术探讨    傅铭;

城市轨道交通环境振动控制体系及优化    和振兴;

城市轨道交通新线试运营基本条件评审的体会与思考    沈秀芳;周国甫;胡维撷;胡章喜;

前言    施仲衡;

城市轨道交通地下线路振动投诉原因剖析及建议    张玮晨;周裕德;祝文英;夏丹;应乐淳;储益萍;

重庆市城市轨道交通管理办法    

拓展城市轨道交通大市场    王健 常玉伟

城市轨道交通市场前景广阔    本报通讯员刘乃森 闫玉玲

城市轨道交通十多年增长近十倍    

向城市轨道交通工程进军    本报评论员

让城市轨道交通更加安全快捷    本报记者 白秀喜 顾宇新

标准为先    林妍

轨道交通建设标准需完善统一    滕学蓓

应优先发展城市轨道交通    记者　许晓楠

城市轨道交通发展迅速    记者　谢然浩

城市轨道交通信息融合与决策方法研究    曹阳

北京城市轨道交通与城市空间整合发展问题研究    张育南

城市轨道交通系统关键技术及相关问题研究    翟维丽

城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析    王玉明

城市轨道交通项目效益分析与应用研究    郝成

考虑服务水平的城市轨道交通换乘问题研究    赵宇刚

城市轨道交通系统型式选择研究    孔令洋

城市轨道交通乘客交通特性分析及建模    曹守华

城市轨道交通地面振动源的频域反演    王福彤

地铁复杂网络的连通脆弱性研究    张建华

基于数据包络分析的城市轨道交通规模效率评价研究    叶佩文

城市轨道交通站出入口空间人性化设计研究    于东

城市轨道交通换乘站综合评价研究    纪雪艳

城市轨道交通试验测试系统设计    韦中利

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城市轨道交通的综合效益评价    穆辉

天津城市轨道交通供电监控系统优化设计    王平瑞

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城市轨道交通对城市发展和环境综合影响后评价    曾智超

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