考虑地铁列车控制的纵断面设计优化方法

摘要

地铁列车控制优化与纵断面设计关系密切，二者对运营费用有重要影响。为在列车控制优化的基础上进一步降低运营费用，在线路纵断面设计阶段构建了协同优化模型，考虑定时列车控制对纵断面进行优化，在满足定时列车控制约束、《地铁设计规范》要求等的前提下，最小化能耗成本和维修成本之和。由于车轮、钢轨维修成本的影响因素众多，建立列车-轨道动力学仿真模型计算维修成本，在此基础上设计综合伪谱法和蛮力搜索的算法求解协同优化方案，并应用于广州地铁线路的3个区间，对方法的优化效果进行验证。研究结果表明，对比在实际纵断面上单独优化定时列车控制的方法，同时优化定时列车控制方案和纵断面方案对节约运营费用的效果更佳，各区间运营费用平均降低21%。该研究方法可为进一步控制运营费用提供新思路和理论依据，推动地铁系统可持续发展。

关键词

地铁 / 列车操纵策略 / 线路设计 / 运营成本 / 伪谱法

基金资助

国家自然科学基金(71571016)