基于稀疏优化方法的地铁节能时刻表研究

发布时间：2021-01-18 04:03

　　随着城市工业与人口的不断增长,地铁系统以其高运载,低污染的优势,在城市经济和社会发展中发挥了越来越重要的作用.尽管地铁系统具有能量再生的机制,但是其总能耗仍然有着巨大的规模,因此,对地铁系统进行有效的能源管理意义重大.本文在研究降低地铁能耗的问题上,通过求解节能时刻表来实现再生能量利用率的最大化,并将从模型,算法和数值实验三个方面入手进行问题的求解:首先,提出一个目标函数是欧几里得范数平方与l0-范数之和的稀疏优化模型,利用加权l1-范数对该NP-难问题进行凸松弛,进一步分析凸优化模型的对偶问题和最优性条件.其次,设计求解优化模型的两阶段交替方向乘子法,并对该算法的全局收敛性作出分析.最后,基于北京亦庄地铁线做实证分析,主要验证以下两点:对比其他优化模型计算得到的再生能量利用率来验证模型的可行性,对比不同方法求解稀疏优化模型的运行时间来验证算法的有效性. 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１：地铁各系统能耗分布图??列车运行系统中配置了再生能量系统，当列车发生制动时通过该机制将动能??

后一个站台和下行的第一个站台．当一个列车离开上行的最后一个站台并经过交??叉轨道达到下行的第一个站台时，根据交通轨道管理规则，同一辆列车在不同的??轨道上将被标记成两个不同的列车１２６】，如图２．２．具体来看，定义０表示所有交叉??轨道的集合，表示所有经过交叉轨道（／，力火车对（同一辆火车被标记为不同的??记号）的集合．对于经过上行轨道上的最后一个站台ｆ的列车被标记为当它经??过任意交叉轨道（／，＿／）?ｅ?到达下行轨道的第一个站台＿／时，将被标记为广同样??的，列车ｒ离开站台／的时间?＜?与列车ｆ到达站台）的时间?＜?之间的差值称为交??叉轨道下的运行时间，它的上下界分别用＜：，表示，所对应的约束表达式为：??Ｖ（／，?ｊ）?ｅ?＜ｆ＞，?Ｖ（ｆ，?ｔ＇）?ｅ?０Ｕ，?＾?＜?ａ１；?－ｄ＼＜?ｋ１＾．?（２．２）??ｔ??｜ｌ??下行?ｆＴｆｊｌ?Ｗ１！１！??（＜）??图２．２：交叉轨道下的相邻近两个站台间的列车运行图??１１??

（＜）?（ｉ）??图２．１：单轨道下的相邻两个站台间的列车运行图??交叉轨道下的运行时间的约束：交叉轨道是一个特殊的轨道，连接上行的最??后一个站台和下行的第一个站台．当一个列车离开上行的最后一个站台并经过交??叉轨道达到下行的第一个站台时，根据交通轨道管理规则，同一辆列车在不同的??轨道上将被标记成两个不同的列车１２６】，如图２．２．具体来看，定义０表示所有交叉??轨道的集合，表示所有经过交叉轨道（／，力火车对（同一辆火车被标记为不同的??记号）的集合．对于经过上行轨道上的最后一个站台ｆ的列车被标记为当它经??过任意交叉轨道（／，＿／）?ｅ?到达下行轨道的第一个站台＿／时，将被标记为广同样??的，列车ｒ离开站台／的时间?＜?与列车ｆ到达站台）的时间?＜?之间的差值称为交??叉轨道下的运行时间，它的上下界分别用＜：，表示，所对应的约束表达式为：??Ｖ（／


本文编号：2984236