单列车节能运行优化控制方法的现代研究

单列车节能运行优化控制方法的现代研究

摘要以站间时间、距离、速度限制等为约束条件，建立了单列车单区间节能运行优化模型。按“牵引-巡航-惰行-制动”的模式寻找单列车单区间节能运行轨迹，以一定时间步长进行数值计算，通过始末两端速度、位移边界条件等，计算不同离散时间节点的速度、位移和加速度，搜索出能耗最小的一组运行参数。通过该组运行参数，能够获取最小能耗下列车运行轨迹。

關键词节能优化；单区间；运行轨迹

4 仿真结果

经Matlab编程计算，得到最小消耗能量=35967.1453kJ，=60km/h，=39 km/h，列车运行时间为110s，运行距离为1340.9m，初始牵引加速度为0.9，初始制动加速度为1。

速度距离曲线结果如图3所示，速度时间曲线如图4所示.

由图3和图4可知，列车运行分为四个阶段，0～阶段为牵引阶段，～阶段为巡航阶段，～阶段为惰行阶段，～阶段为制动阶段。从红色限速折线可以看出，列车在整个运行过程中始终满足速度限速约束，且最大时速为60km/h。

加速度与时间的关系如图5：

图5 加速度曲线

5 结束语

牵引阶段列车速度逐渐增大，但加速度受最大牵引力的限制，逐渐减小；巡航阶段牵引力主要用于克服阻力，使列车匀速运动，加速度为零；惰行阶段停止牵引，列车逐渐减速，由于阻力与速度呈正比，因此阻力逐渐减小，则加速度幅值也随之减小；制动阶段，由于制动力的影响加速度负增长，直至运行速度为零。由于制动过程采用的是固定制动加速度系数的制动方式，因此，尽管到达终点时刻的速度为零，但此时的最大制动力不变，在下一时刻，能够通过置零加速度系数使加速度达到零。

参考文献

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