节能坡与编组方案影响下的地铁列车运行能耗分析

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.01.014

山东科学 ›› 2020, Vol. 33 ›› Issue (1): 99-108.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2020.01.014

节能坡与编组方案影响下的地铁列车运行能耗分析

陈磊，冉昕晨^*，刘葛辉

北京交通大学交通运输学院，北京 100044

收稿日期:2019-08-23 出版日期:2020-02-20 发布日期:2020-02-13
通信作者: 冉昕晨，女，博士研究生，研究方向为交通运输规划与管理。 Tel:15652957219。 E-mail:17114210@bjtu.edu.cn
作者简介:陈磊（1995—），男，硕士研究生，研究方向为交通运输规划与管理。E-mail: 17120782@bjtu.edu.cn

Energy consumption of rail-transit trains considering energy-saving slope and train marshaling scheme

CHEN Lei，RAN Xin-chen^*，LIU Ge-hui

School of Traffic and Transportation，Beijing Jiaotong University，Beijing 100044， China

Received:2019-08-23 Online:2020-02-20 Published:2020-02-13

摘要/Abstract

摘要： 地铁列车在运行过程中，能耗受线路条件以及运营组织方案影响较大。为了更准确地模拟线路运营条件与列车运行能耗之间的关系，在列车运行计算的基础上，分析列车在运行过程中的特点，设计牵引-惰行-制动的站间运行模式下的列车仿真模型，研究列车节能坡设计以及编组方案对列车运行能耗的影响。该模型主要由列车受力分析、站间操纵策略设计以及能耗计算3个部分组成，并在Visual studio平台上设计不同的线路条件及编组方案进行仿真实验，分析其对列车运行能耗的影响规律以及能耗的变化特点。研究发现，采取合理的节能坡设计以及编组方案有利于降低列车运行能耗。

关键词: 地铁, 列车运行能耗, 操纵策略, 节能坡, 编组方案

Abstract: The energy consumption of urban rail-transit trains is mainly influenced by their line conditions and operation organization scheme. To accurately simulate the relationship between line operating conditions and train operation energy consumptions, this study presents a rail-transit train simulation model that has an energy-efficient speed profile. Each interstation section consists of three phases: maximum acceleration, coasting, and maximum braking. The proposed model considers the characteristics of the train operation between the stations and the impact of the train marshaling scheme and the design of the energy-saving slope on the energy consumption of trains. This simulation model consists of three components: train force analysis, interstation train operation strategy design, and energy consumption calculations. Different line conditions and train marshaling schemes are designed on the Visual studio platform to perform the simulation, and the effect on the energy consumption of trains and the characteristics of energy consumption are analyzed. The results show that logical energy-saving slope design and train marshaling scheme plans are beneficial to reduce the train operation energy consumption.

Key words: rail-transit train, train operation energy consumption, operation strategy, energy-saving slope, train marshaling scheme

中图分类号:

U292

陈磊, 冉昕晨, 刘葛辉. 节能坡与编组方案影响下的地铁列车运行能耗分析[J]. 山东科学, 2020, 33(1): 99-108.

CHEN Lei, RAN Xin-chen, LIU Ge-hui . Energy consumption of rail-transit trains considering energy-saving slope and train marshaling scheme[J]. Shandong Science, 2020, 33(1): 99-108.

参考文献 12

1	刘军良, 张彦华, 马喜成, 等. 降低地铁车辆牵引能耗的措施与建议[J]. 电力机车与城轨车辆, 2016, 39(1): 75-77, 83. doi: 10.16212/j.cnki.1672-187.2016.01.019
2	白骁.城市轨道交通线路纵断面节能优化[D].北京：北京交通大学,2018.
3	姚新春. 市域轨道交通纵断面设计研究[J]. 铁道工程学报, 2018, 35(12): 90-93. DOI:10.3969/j.issn.1006-2106.2018.12.018.
4	王楚骄. 地铁线路纵断面设计优化探讨[J]. 山西建筑, 2016, 42(8): 175-176. doi: 10.3969/j.issn.1009-6825.2016.08.091
5	马占奎. 考虑线路运营特征的城市轨道交通系统能耗估算研究[D].北京：北京交通大学,2016.
6	王玉明. 城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析[D].北京：北京交通大学,2011.
7	毛保华,李夏苗.列车运行计算与设计[M].第二版.北京：人民交通出版社，2013.
8	ALBRECHT A R, HOWLETT P G, PUDNEY P J, et al. Energy-efficient train control:From local convexity to global optimization and uniqueness[J]. Automatica, 2013, 49(10): 3072-3078. doi: 10.1016/j.automatica.2013.07.008
9	HOWLETT P. The optimal control of a train［J］.Annals of Operations Research, 2000, 98: 65-87. doi: 10.1023/a:1019235819716
10	HOWLETT P G, PUDNEY P J, VU X. Local energy minimization in optimal train control[J]. Automatica, 2009, 45(11): 2692-2698. doi: 10.1016/j.automatica.2009.07.028
11	ZHAO N, ROBERTS C, HILLMANSEN S, et al. Train trajectoryoptimisation of ATO systems for metro lines[C]//17th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC).New York, NY,US: IEEE, 2014. doi: 10.1109/itsc.2014.6957953
12	北京市规划委员会. GB 50157—2013地铁设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2014.

[1]	樊葱. 考虑地铁列车控制的纵断面设计优化方法[J]. 山东科学, 2025, 38(1): 105-119.
[2]	马学祥, 韩梦薇, 周光鑫, 李树彬, 申佳佳, 孔祥科. 基于双层网络模型的城市公共交通系统抗毁性研究[J]. 山东科学, 2024, 37(5): 79-88.
[3]	卢守峰, 黄志康, 赵红云. 地铁乘客的病毒载量演化模型和仿真[J]. 山东科学, 2024, 37(2): 97-103.
[4]	郑宣传, 沈瑜, 董晓春, 李明华, 浦姝. 地铁换乘站交通功能评价指标体系[J]. 山东科学, 2021, 34(4): 95-103.
[5]	高梦琦, 昌锡铭, 王欢. 基于小波分解和长短时记忆网络的地铁进站量短时预测[J]. 山东科学, 2019, 32(4): 56-63.
[6]	顾海艇. 城市轨道交通列车交路编组一体化编制方法[J]. 山东科学, 2017, 30(2): 85-94.
[7]	许帆，韩宝明，李得伟，周玮腾. 基于仿真的深埋地铁车站疏散时间研究[J]. 山东科学, 2015, 28(6): 101-110.
[8]	谢志祥，任世鑫，李阳，刘静玉. 基于DEA模型的城市地铁交通系统运营效率研究[J]. 山东科学, 2015, 28(3): 74-79.
[9]	罗金龙，曹成铉，许琰，郑勋. 北京、上海和广州地铁网络演化分析[J]. J4, 2013, 26(1): 74-80.

节能坡与编组方案影响下的地铁列车运行能耗分析

Energy consumption of rail-transit trains considering energy-saving slope and train marshaling scheme

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 12

相关文章 9

Metrics

本文评价

推荐阅读 0