一种列车牵引系统的节能边界评估方法技术方案

技术编号:14005632 阅读:103 留言:0更新日期:2016-11-16 23:38
本发明专利技术涉及轨道交通节能技术领域,尤其涉及一种列车牵引系统的节能边界评估方法,包括以下步骤:S1,根据列车牵引系统的参数推算出列车牵引特性曲线;S2,根据列车牵引特性曲线确定不同工况下列车的能耗,建立列车牵引系统能耗特征模型以及列车运行时间特征模型;S3,根据列车实际运行线路参数构建列车运行场景库;S4,以列车牵引系统能耗和运行时间为核心优化目标进行优化计算,得出节能边界。建立列车的牵引系统方案与其节能能力的对应关系使牵引系统的设计能够得到有效的反馈,有效提升了高速列车牵引系统节能优化的深度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通节能
,尤其涉及一种列车牵引系统的节能边界评估方法
技术介绍
列车牵引控制是高速列车运行控制的重要方面,牵引控制的效率、能耗、可靠性等综合性能将对动车组所具备的运营效能具有直接作用,是实现高速列车以及高速铁路系统运输能力的重要条件。常规的列车牵引计算主要从列车动力学模型出发,分析高速动车组的运行过程以及运行工况的序列优化方案。而随着我国轨道交通作为一种重要绿色出行工具的快速发展,与之相关的多项自主化技术的突破与应用,未来在实际环境运营中所附带的环境效应逐步成为关注的重点问题。如何有效降低高速动车组的牵引能耗,使有限的能源消耗发挥更多的运输效力及价值,是提升高速铁路服务能力及节能水平的关键因素。目前,在城市轨道交通领域,关于列车运行的节能优化问题已形成了许多相关的方法、技术成果,而针对高速动车组的牵引系统而言,由于现行的驾驶控制方式尚未真正引入完全自动化方式,列车运行能耗水平的降低主要体现在列车运行计划及时刻表的编制方面。随着高速列车牵引控制技术发展需求的不断演进,在运行计划层面的静态节能无法单一满足未来的发展需要,如何进一步实现“主动式”的节能优化设计,从列车牵引系统本身的设计方案层面即引入节能优化思想,是从顶层实现节能减排目标的重要途径。为此,针对确定的牵引系统设计参数、方案进行其节能边界的评估,能够从能耗优化角度为高速动车组的设计及运用部门提供有效的参考和建议,从而为高速动车组的技术发展和水平提升带来切实的效益,而当前关于此方面工作尚有待开展。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何建立列车的牵引系统方案与其节能能力的对应关系的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种列车牵引系统的节能边界评估方法,包括以下步骤:S1,根据列车牵引系统的参数推算出列车牵引特性曲线;S2,根据列车牵引特性曲线确定不同工况下列车的能耗,建立列车牵引系统能耗特征模型以及列车运行时间特征模型;S3,根据列车实际运行线路参数构建列车运行场景库;S4,以列车牵引系统能耗和运行时间为核心优化目标进行优化计算,得出节能边界。根据本专利技术,其中步骤S2包括:S21,以Δs为步长,采用数值计算的方法计算列车运行过程中的能耗值,每个运行区间牵引、巡航、惰行、制动四种工况下能耗按如下方式计算: ϵ 1 = Σ j = 1 A f j v j Δ s ; ϵ 2 = Σ j = 1 B f j v j Δ s ; ϵ 3 = Σ j = 1 c f j v j Δ s ; ϵ 4 = Σ j = 1 D f j v j Δ s ; ]]>式中,ε1为牵引工况下的能耗;ε2为巡航工况下的能耗;ε3为惰行工况下的能耗;ε4为制动工况下的能耗;整个区间内列车运行的总能耗为:S22,以Δs为步长,采用数值计算的方法计算列车运行过程中的能耗值,每个运行区间牵引、巡航、惰行、制动四种工况下时间按如下方式计算: τ 1 = Σ j = 1 A 本文档来自技高网...
一种列车牵引系统的节能边界评估方法

【技术保护点】
一种列车牵引系统的节能边界评估方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,根据列车牵引系统的参数推算出列车牵引特性曲线;S2,根据列车牵引特性曲线确定不同工况下列车的能耗,建立列车牵引系统能耗特征模型以及列车运行时间特征模型;S3,根据列车实际运行线路参数构建列车运行场景库;S4,以列车牵引系统能耗和运行时间为核心优化目标进行优化计算,得出节能边界。

【技术特征摘要】
1.一种列车牵引系统的节能边界评估方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,根据列车牵引系统的参数推算出列车牵引特性曲线;S2,根据列车牵引特性曲线确定不同工况下列车的能耗,建立列车牵引系统能耗特征模型以及列车运行时间特征模型;S3,根据列车实际运行线路参数构建列车运行场景库;S4,以列车牵引系统能耗和运行时间为核心优化目标进行优化计算,得出节能边界。2.根据权利要求1所述的列车牵引系统的节能边界评估方法,其特征在于,其中步骤S2包括:S21,以Δs为步长,采用数值计算的方法计算列车运行过程中的能耗值,每个运行区间牵引、巡航、惰行、制动四种工况下能耗按如下方式计算: ϵ 1 = Σ j = 1 A f j v j Δ s ; ϵ 2 = Σ j = 1 B f j v j Δ s ; ϵ 3 = Σ j = 1 c f j v j Δ s ; ϵ 4 = Σ j = 1 D f j v j Δ s ; ]]>式中,ε1为牵引工况下的能耗;ε2为巡航工况下的能耗;ε3为惰行工况下的能耗;ε4为制动工况下的能耗;整个区间内列车运行的总能耗为:S22,以Δs为步长,采用数值计算的方法计算列车运行过程中的能耗值...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘先恺余进邓小军林鹏李慧娟刘江曹源
申请(专利权)人:中车青岛四方机车车辆股份有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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