基于改進QPSO算法的地鐵列車節能優化操縱研究

王合良，賀德強，莫志剛，苗 劍

(1.廣西大學機械工程學院， 廣西南寧530004; 2.南寧軌道交通集團有限責任公司， 廣西南寧530021)

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基于改進QPSO算法的地鐵列車節能優化操縱研究

王合良1，賀德強1，莫志剛2，苗 劍1

(1.廣西大學機械工程學院， 廣西南寧530004; 2.南寧軌道交通集團有限責任公司， 廣西南寧530021)

地鐵列車的節能優化操縱是降低能耗的重要途徑。針對地鐵列車在不同工況與線路條件下的運行特點，對其進行動力學分析。參照線路縱斷面化簡原理對線路進行簡化，并根據節能優化原則與列車站間運行的約束條件建立實際路況下的能耗模型。引入改進量子粒子群優化算法，將列車運行速度、加速度等參數進行實數編碼，通過迭代尋優與變異操作求解列車站間運行的最低能耗，并獲取列車最優運行速度及工況轉換點等特征參數。通過南寧地鐵一號線某站間線路的實例仿真證明，該方法在保證列車舒適性、安全性與準點停靠的前提下，降低列車運行能耗達9.21%。

優化操縱；能耗模型；量子粒子群；迭代尋優

0 引 言

隨著城市地鐵線路的大規模建設，地鐵以其良好的安全性和舒適性，成為公共交通的重要組成部分。地鐵列車運行具有站間距離短、線路復雜、頻繁牽引與制動等特點，因此在運行過程中會消耗大量能量。如何在保證列車安全平穩運行的前提下，最大限度降低列車運行能耗，成為列車優化操縱領域的重要研究課題。國內外專家學者針對列車節能優化展開了深入研究。……