程伟-开题报告 重载列车智能操控系统节能 策略的研究与设计.pptVIP

重载列车智能操控系统节能策略的研究与设计 1.研究背景与意义 2.国内外研究现状 3.研究内容和深度 4.本论文工作计划 研究背景与意义 1.本论文的背景是在国家科技支撑项目-轴重30t以上重载铁路关键技术和核心装备研制之课题五-重载列车智能操控系统研制项目中进行的。重载铁路运输是在20世纪70～80年代崛起的一项国际铁路运输新技术，目前已经成为国际铁路货运技术发展的重要方向。 2.智能操控系统作为重载列车重要组成部分，通过对动力分布无线重联控制技术、列车编组、调度命令下达等运输组织模式研究，开发出一套辅助驾驶曲线，对司机具有实时指导作用。而该辅助驾驶曲线设计的一个指标就是能够满足节能5%以上，并且能够成功在朔黄线上得以验证。 3.通过展开“基于朔黄铁路的重载列车智能化操控系统节能策略的研究”课题,实现适用朔黄线上的重载列车节能策略，构建完整的重载列车节能智能操控。保证列车运输安全，优化运行效率，提升线路运输能力，同时为其他线路重载列车节能研究提供强有力借鉴。 国内外研究现状 1.国外研究现状 智能化操控技术依旧是一项较新的技术，国外已经有一些国家在一些线路上引入重载列车智能化操控的元素，但基于智能操控系统上节能技术的研究比较匮乏，因路况不同，所采用的节能方式也是千差万别的，无法实现具体问题具体分析。 2.国内研究现状 目前国内在重载列车智能化操控领域里已经取得了一些成果，其中以大秦铁路最为突出。在重载列车技术方面拥有大量的宝贵经验和研究成果。但大秦线在重载列车节能方面也没有统一标准。只适用于其自身线路条件。而朔黄线路条件复杂，起点-终点垂直高度差近2km,线路多长大下坡，每年煤运量大，耗能多。大秦铁路的节能标准不一定适用于朔黄铁路。基于这种情况下，朔黄铁路提出以节能5%以上的节能操纵策略，为朔黄线上重载列车节能运行提供了一种标准。具有深刻的经济价值。 研究内容和深度 （1）现场调研 分析基础线路数据库，得出坡度是造成朔黄线路条件复杂最只要因素，根据朔黄全线近600km路况，34个站，下图给出了全线坡度，运行工况，能耗示意图。其中蓝色曲线表示坡度，绿色曲线的上/中/下三段分别表示制动/惰行/牵引工况，红色曲线表示量全线耗电量 ，其中，横轴均表示全线公里标（km）。可以看出，有下坡时，发电量明显增多， 在平坡上由于以牵引为主，耗电量明显增多。 （2）坡度划分 根据图中所示线路状况以及运行工况，将全线划分为有空气制动做功的长大下坡，以电制动为主的大下坡以及以牵引为主的平坡起伏坡道。具体来说，第0站（神池南）到第12站（西柏坡）约240km，以6‰以上的长大下坡为主，第12站（西柏坡）到第18站（定州西）约80km，以6‰，4‰的大下坡上为主，第18站（定州西）之后约260km,以4‰的平坡上的起伏坡道为主。根据牵引耗电，制动产电原理分别设计不同区段相应的节能策略。 所有能耗模型均在区间运行时间相等，区间距离相等的前提下进行，且只考虑牵引/制动对能耗的影响。 （3）耗电模型和产电模型设计 基于朔黄线的实际线路条件，根据坡度不同可分为长大下坡，大下坡，起伏坡道，针对不同坡度的坡建立相应的产电模型或耗电模型，通过能量守恒定律来分析耗电模型和产电模型，得出该线路上不同区段的能耗与哪些因素相关，以及如何行车能使产电增加，耗电减小。 （4）节能策略设计 朔黄全线近600km，列车可以有不同中运行工况，可以加速，匀速，惰行，减速。需要对比几种运行模式，对不同运行工况下列车如何运行最节能做出理论上的数学研究，得出理论上以何种运行方式最节能。从而设计相应的节能算法。 （5）仿真验证 根据上面的能耗模型和节能策略得到理论上重载列车在朔黄线运行的节能方式，然后需要做的是验证，本节能算法的仿真验证将会在vs2010平台进行。通过理论研究控制那些与节能相关的变量得到不同的能耗情况，最后通过对比来分析该节能策略的正确性。若有偏差，则进一步分析原因，进行下一步更正，再验证。 （6） 现场验证 现场环境下，因存在多种客观条件的限制，可能无法控制单一变量，实现朔黄全线能耗对比。但可根据跟车调研，通过大量跟车数据，统计电量消耗情况，电量消耗原因，通过实际结果来验证理论是否吻合。 若吻合，则只需某段某段区间节能量与全程耗电量的比率=5%即可，这个在近600km的朔黄全线上是可以实现的，在此基础上，若其他区间也能按照该节能策略来执行，节能效果将更明显；若不吻合，则需要进一步分析原因，更改节能算法，再通过（3）（4）验证。 工作计划 1 查阅资料和选题 2015