[發明專利]一種城市軌道交通列車運行的節能方法

在審

• 申請號: 201410172427.X
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103963805A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 寧濱;楊欣;唐濤;步兵
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B61L27/04
• 分類號: B61L27/04;G06F19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于城市軌道交通技術領域，尤其是涉及一種城市軌道交通列車運行的節能方法。

背景技術

伴隨著城市軌道交通運輸事業的迅猛發展，我國目前已經有北京、上海、廣州等多個城市開通了軌道交通線路，運營里程達1970公里?！笆濉逼陂g，我國還將有19個城市新建軌道交通線路1800多公里，總投資超過一萬億元。城市軌道交通作為城市公共交通的主干線、客流運送的大動脈，是解決城市交通擁堵的治本之策。然而，城市軌道交通的能耗也是非常巨大的。以北京市為例，年均牽引用電總量超過3億度。因此，在全球大力發展低碳經濟的時代背景下，城市軌道交通節能技術的研究無疑具有重要的現實意義。做好節能減排工作、提高能源使用效率，十分必要并且形勢緊迫。

再生制動是一種使用在電氣化鐵路列車上的制動技術，在制動時把電動機轉換成發電機模式，將列車的動能轉換成電能加以利用。通常來講，制動列車產生的再生能量除一小部分被自身的車載輔助設備利用外，大部分反饋到接觸網(或第三軌)上，被同一供電區間內的相鄰列車牽引使用。反饋到接觸網的這部分能量，若不能及時被其他列車牽引使用，就會被線路上的發熱電阻發熱消耗掉，以防止接觸網電壓過高帶來危險。再生制動已在國內外城市軌道交通列車上得到了廣泛應用，例如，倫敦地鐵、馬德里地鐵、紐約地鐵、北京地鐵(機場線、15號線、昌平線、亦莊線、房山線)等均采用再生制動+空氣制動的制動方式。

目前，城市軌道交通列車運行時，主要考慮準時性、運行效率、平均旅行速度等指標，沒有考慮到減少列車運行能量的消耗，以及再生制動時接觸網電壓過高所帶來的危險。

發明內容

本發明的目的在于，針對目前城市軌道交通列車運行能耗高和接觸網安全性的問題，提出一種城市軌道交通列車運行的節能方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、分析相鄰列車的運行匹配規則，計算利用的再生能量的大??；

步驟2、以利用的再生能量為目標，建立列車運行的優化模型；

步驟3、求解優化模型，得到城市軌道交通列車運行的節能時刻表。

所述步驟1中計算利用的再生能量的大小主要包括：

步驟101、確定第一輛車停在第一站的時刻為0時刻；

步驟102、計算列車i離開車站n的時刻：

tin1(X)=Σk=1nxk+Σk=1n-1tk+(i-1)h;]]>

其中，X＝{h,x_n,n＝1,2,......,N-1}代表這些決策變量的集合，n、k表示車站，x_n為列車在第n個車站停車時間，N表示線路上的車站總數，i表示列車，h表示列車發車間隔，x_k表示列車在各個車站k的停站時間，表示列車離開車站n開始牽引的時刻，t_k表示列車在第n個站間的運行時間；

步驟103、計算列車i在第n個站間牽引完成開始惰行的時刻、在第n個站間惰行完成開始制動的時刻以及在第n個站間制動完成到達車站n+1的時刻：