学术研讨

Energy-efficient timetable and speed profile optimization with multi-phase speed limits:Theoretical analysis and application

摘要:随着化石燃料能源消耗和成本的不断增加,建立节约型城市公共交通系统是城市交通建设的重要课题。地铁系统作为城市交通的骨干网络,有着不可替代的作用。建立完善地铁系统中列车的节能时刻表和高效速度曲线逐渐引起了学术界高度重视。本文提出了一个多限速情况下的集成列车时刻表和速度曲线的控制模型。首先,根据实际工况中地铁线路区间存在多变限制速度,列车采取“加速-巡航-惰行-制动”的运行方式。通过列车运动学公式分别推导得到巡航/惰行时间关于运行时间的数学函数关系。然后,为了提高求解效率与准确性,我们通过泰勒降维把一个非凸的节能列车时刻表调度和速度曲线优化问题转化为严格的凸的二次规划问题。最后,利用“积极集”的求解方法得出原模型近似最优解。以北京亦庄地铁为研究实例。结果表明,对比现用列车时刻表,当以一辆地铁列车在完成一次周期运行为对比模板的情况下,本文提出的模型可以最大节约能耗4.52%

Yang Songpo, Wu Jianjun, Yang Xin, Sun Huijun, Gao Ziyou. 2017. Energy-efficient timetable and speed profile optimization with multi-phase speed limitsTheoretical analysis and application. Applied Mathematical Modelling