2023年数维杯B 题节能列车运行控制优化策略思路及参考代码

matlab科研助手

于 2023-05-12 15:02:20 发布

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分类专栏：数学建模思路及matlab代码文章标签： matlab

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本文探讨了城市轨道交通中的能耗问题，提出通过ATO驾驶模式和需求侧响应降低牵引能耗。研究了列车在不同驾驶策略下能量消耗的差异，并以一个案例详细解释了如何建立数学模型来优化列车速度、牵引力、制动力、时间和能量消耗的曲线。考虑路况、电机动态特性以及突发情况对列车运行的影响，设计了节能运行方案。问题涉及列车速度轨迹的调整以适应不同到站时间需求，以及在线优化策略应对延误情况。

在城市交通电气化进程快速推进的同时，与之相应的能耗增长和负面效应也在迅速增加。城市轨道交通中的快速增长的能耗给城轨交通的可持续性发展带来负担。2018 年，北京、上海、广州地铁负荷占全市总负荷的 1.5%-2.5%,成为了城市电网的最大单体负荷[1]。在“双碳”政策下，城轨系统换用ATO 驾驶模式、光伏+地铁等方法都取得了较好的减碳节能效果。城轨系统的需求侧响应可以在保证乘客满意度的情况下降低牵引能耗成本[2]，可进一步发掘城轨系统减碳节能的潜力。

在列车运行过程中，列车与外界会产生各种摩擦，进而消耗列车牵引的能量。列车运行过程中，被考虑的因素较多，如列车与轨道的摩擦、列车受到的空气阻力、列车势能的变化、列车运行过程中的位置限速等。在同一段旅途中，列车使用不同的驾驶策略通常会产生不同的能量和时间的消耗。

单列车在两个站台之间的运行过程如图一所示。