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城轨列车节能运行控制与优化方法
作者：宿帅 等 著
出版社：北京交通大学出版社
出版时间：2020-12-01
ISBN：9787512143630
定价：¥39.00
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内容简介
《城轨列车节能运行控制与优化方法》紧扣城轨节能减排问题，重点介绍了列车节能运行优化与控制热点问题。《城轨列车节能运行控制与优化方法》通过分析列车运行全过程，阐明了列车运行控制中各个环节与牵引能耗的关系；同时，围绕列车节能驾驶控制、列车运行时分优化、列车节能运行图编制、列车运行调整多目标优化等几个方面，深入介绍了列车节能运行优化与控制的基础理论与应用技术方法，并从系统的角度出发，描述了集成牵引供电、车辆、信号、运行图等多个专业的列车牵引供电能耗仿真与验证平台的搭建，并对未来城轨列车节能运行优化及控制进行了展望。《城轨列车节能运行控制与优化方法》涵盖了列车运行优化与控制方面的国内外研究现状、基础理论、应用技术方法，以及未来的发展趋势，可供从事相关工作的研究学者或者工程技术人员参考。
作者简介
宿帅，北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室副教授，研究方向为轨道交通列车运行优化与控制。 唐涛，北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室主任。 阴佳腾为北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室副教授。 田忠北为英国利物浦大学讲师。
目录
目录
第1章城轨系统的发展及其能耗分析1
1.1城轨系统的发展1
1.2城轨系统的能耗分布4
1.3降低列车牵引能耗的关键问题6
1.4本书章节安排7
参考文献8
第2章城轨列车运行过程与能耗的关系分析10
2.1城轨列车运行过程分析10
2.1.1列车运行图编制10
2.1.2列车站间驾驶11
2.1.3列车运行调整14
2.2城轨列车运行过程与能耗的关系15
2.2.1列车站间驾驶策略与能耗的关系16
2.2.2列车运行图与列车牵引能耗的关系18
2.2.3调度控制一体化节能运行方法19
参考文献21
第3章列车节能驾驶控制22
3.1文献回顾22
3.2列车节能驾驶问题描述及模型建立25
3.2.1问题描述25
3.2.2模型建立25
3.3列车节能驾驶工况及其转换序列27
3.3.1列车节能驾驶工况分析27
3.3.2列车节能驾驶工况转换序列30
3.4列车节能驾驶策略求解33
3.4.1基于Pareto寻优的节能驾驶策略求解33
3.4.2基于强化学习的节能驾驶策略求解38
3.5本章小结48
参考文献49
第4章单车运行时分一体化节能优化54
4.1文献回顾54
4.2多站间运行时分优化分配方法55
4.2.1问题描述55
4.2.2模型建立56
4.2.3模型求解及算法的最优性证明57
4.2.4算例分析61
4.3基于邻车信息的列车运行时分优化方法 62
4.3.1问题描述62
4.3.2模型建立63
4.3.3模型求解65
4.3.4算例分析68
4.4本章小结72
参考文献73
第5章列车运行图一体化节能优化74
5.1文献回顾74
5.2列车运行图节能优化方法75
5.2.1问题描述75
5.2.2城轨列车运行图基本模型75
5.2.3不考虑再生制动的列车运行图模型77
5.2.4模型求解79
5.2.5算例分析80
5.3面向再生能利用的列车运行图优化方法84
5.3.1模型建立84
5.3.2算法设计85
5.3.3算法分析88
5.4列车运行图多目标优化问题91
5.4.1问题描述91
5.4.2数学模型94
5.4.3解决方案102
5.4.4数值实例107
5.5本章小结114
参考文献115
第6章系统能耗评估仿真平台118
6.1引言118
6.1.1问题描述118
6.1.2研究现状118
6.2城轨直流牵引供电系统建模119
6.2.1直流牵引供电系统拓扑结构119
6.2.2牵引变电所模型119
6.2.3列车模型120
6.2.4输电网模型121
6.2.5潮流解析121
6.3系统能耗评估仿真平台124
6.3.1能耗仿真平台结构124
6.3.2能耗分布计算124
6.4能耗分析评估案例125
6.4.1仿真界面及时刻表结果图片125
6.4.2北京地铁亦庄线能耗仿真结果126
6.5本章小结130
参考文献130
第7章北京地铁节能驾驶示范应用132
7.1北京地铁亦庄线ATO节能驾驶132
7.1.1地铁列车ATO系统的控制原理132
7.1.2单车运行控制与能耗评价指标133
7.1.3单车节能优化在实际ATO系统中的应用135
7.2北京地铁亦庄线节能曲线调用141
7.2.1列车节能运行曲线调用判据141
7.2.2ATS系统升级143
7.2.3ATO系统升级147
7.2.4北京地铁亦庄线节能运行曲线的调用测试148
7.3本章小结152
第8章总结与展望153
8.1总结153
8.2展望154
参考文献154
附录A北京地铁亦庄线数据155
第1章城轨系统的发展及其能耗分析1
1.1城轨系统的发展1
1.2城轨系统的能耗分布4
1.3降低列车牵引能耗的关键问题6
1.4本书章节安排7
参考文献8
第2章城轨列车运行过程与能耗的关系分析10
2.1城轨列车运行过程分析10
2.1.1列车运行图编制10
2.1.2列车站间驾驶11
2.1.3列车运行调整14
2.2城轨列车运行过程与能耗的关系15
2.2.1列车站间驾驶策略与能耗的关系16
2.2.2列车运行图与列车牵引能耗的关系18
2.2.3调度控制一体化节能运行方法19
参考文献21
第3章列车节能驾驶控制22
3.1文献回顾22
3.2列车节能驾驶问题描述及模型建立25
3.2.1问题描述25
3.2.2模型建立25
3.3列车节能驾驶工况及其转换序列27
3.3.1列车节能驾驶工况分析27
3.3.2列车节能驾驶工况转换序列30
3.4列车节能驾驶策略求解33
3.4.1基于Pareto寻优的节能驾驶策略求解33
3.4.2基于强化学习的节能驾驶策略求解38
3.5本章小结48
参考文献49
第4章单车运行时分一体化节能优化54
4.1文献回顾54
4.2多站间运行时分优化分配方法55
4.2.1问题描述55
4.2.2模型建立56
4.2.3模型求解及算法的最优性证明57
4.2.4算例分析61
4.3基于邻车信息的列车运行时分优化方法 62
4.3.1问题描述62
4.3.2模型建立63
4.3.3模型求解65
4.3.4算例分析68
4.4本章小结72
参考文献73
第5章列车运行图一体化节能优化74
5.1文献回顾74
5.2列车运行图节能优化方法75
5.2.1问题描述75
5.2.2城轨列车运行图基本模型75
5.2.3不考虑再生制动的列车运行图模型77
5.2.4模型求解79
5.2.5算例分析80
5.3面向再生能利用的列车运行图优化方法84
5.3.1模型建立84
5.3.2算法设计85
5.3.3算法分析88
5.4列车运行图多目标优化问题91
5.4.1问题描述91
5.4.2数学模型94
5.4.3解决方案102
5.4.4数值实例107
5.5本章小结114
参考文献115
第6章系统能耗评估仿真平台118
6.1引言118
6.1.1问题描述118
6.1.2研究现状118
6.2城轨直流牵引供电系统建模119
6.2.1直流牵引供电系统拓扑结构119
6.2.2牵引变电所模型119
6.2.3列车模型120
6.2.4输电网模型121
6.2.5潮流解析121
6.3系统能耗评估仿真平台124
6.3.1能耗仿真平台结构124
6.3.2能耗分布计算124
6.4能耗分析评估案例125
6.4.1仿真界面及时刻表结果图片125
6.4.2北京地铁亦庄线能耗仿真结果126
6.5本章小结130
参考文献130
第7章北京地铁节能驾驶示范应用132
7.1北京地铁亦庄线ATO节能驾驶132
7.1.1地铁列车ATO系统的控制原理132
7.1.2单车运行控制与能耗评价指标133
7.1.3单车节能优化在实际ATO系统中的应用135
7.2北京地铁亦庄线节能曲线调用141
7.2.1列车节能运行曲线调用判据141
7.2.2ATS系统升级143
7.2.3ATO系统升级147
7.2.4北京地铁亦庄线节能运行曲线的调用测试148
7.3本章小结152
第8章总结与展望153
8.1总结153
8.2展望154
参考文献154
附录A北京地铁亦庄线数据155
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