在当前全球能源危机和环境保护的大背景下,铁路作为重要的交通方式,其节能减排的重要性日益凸显。铁路运输具有运载量大、能源效率高、污染相对较低等优点,成为各大城市和国家解决交通问题、实现绿色交通战略的重要途径。在这一领域中,列车运行控制系统的优化扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨2023年数维杯B题所提出的“基于目标速度约束的节能列车运行控制优化策略”,并结合算法实现和优化结果,探讨如何在保证安全的前提下,实现列车运行的高效率和低能耗。 我们需要明确列车运行控制的核心目标:即在确保旅客安全和舒适的前提下,最大程度地减少能源消耗,提高运输效率。在列车运行过程中,速度控制是影响能耗的关键因素之一。列车运行速度的高低直接影响到动能的大小,从而影响到牵引力和制动力的使用,最终反映在能耗上。因此,如何在不同的运行条件下合理地控制列车速度,成为一项技术挑战。 为了解决这一挑战,研究者们引入了“目标速度约束”的概念,这包括了列车在特定区段内必须遵守的最大和最小速度限制。这些限制既保障了运行的安全性,也考虑到线路条件、交通流量等多种因素。在此基础上,研究者们开发出多种优化算法,如动态规划、遗传算法、模拟退火等,用以寻找在满足这些约束条件下的最优速度控制方案。这些算法能够处理实时数据,如列车当前的位置、速度、前方的障碍物距离等,并据此生成适应当前环境的速度指令。 动态规划算法在处理有重叠子问题和最优子结构的问题时具有优势,通过记录子问题的解来避免重复计算,从而提高了计算效率。遗传算法则是借鉴生物进化论中的自然选择和遗传机制,通过迭代的方式逐步逼近最优解。模拟退火算法则模拟物理中固体物质的退火过程,通过逐步降低系统的“温度”来寻找系统的最低能量状态,即最优解。 接下来,我们将目光转向优化策略的“结果”部分。在实际应用中,这些策略的执行效果可以从多个维度进行量化评估。节能效果可以通过能耗降低的百分比来衡量,这是直接反应优化效果的指标。同时,安全性指标,如平均行驶时间、停站次数等,也是评估优化策略是否成功的重要依据。在一些情况下,还可以通过与传统控制策略进行对比分析,来更直观地展示新策略的优越性。 为了将这些研究成果转化为实际应用,优化策略需要被封装成实用的软件或插件工具。这样的工具不仅要具备强大的计算能力,还必须保证良好的实时性和稳定性,确保在铁路运营的复杂环境中能够可靠地执行。集成到列车运行控制系统中的软件模块将为列车司机或自动控制系统的决策提供科学依据,通过实施推荐的速度控制方案,实现节能与安全的双重目标。 最终,这一研究项目的核心是将数学建模与计算机科学相结合,解决实际的工程问题。通过科学的算法设计,不仅优化了列车的运行过程,还促进了轨道交通系统的智能化和绿色化发展。研究成果的应用对于提升我国轨道交通系统的能效和安全性具有重要的现实意义,有望成为推动铁路交通行业可持续发展的关键力量。随着研究的不断深入和技术的不断进步,我们有理由相信,未来的铁路交通将更加节能高效,为乘客提供更加安全、舒适和便捷的出行体验。
2025-04-22 10:02:28 798KB
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基于KKT条件的双层电力市场竞标模型:从MPEC到MILP的优化简化过程与代码实现,基于KKT条件的双层电力市场竞标模型:简化为MILP模型的MPEC双层优化策略分析代码解析与初探,GAMS代码:基于KKT条件的双层电力市场竞标模型 关键词:双层优化模型,采用KKT条件和强对偶将MPEC模型简化为MILP模型 代码的部分截图及参考文献见下图 此代码有完整的模型和适用于进行电力市场研究的初学者 ,双层优化模型;KKT条件;强对偶;MPEC模型;MILP模型;电力市场竞标模型;初学者,基于KKT条件的双层电力市场竞标模型:MPEC到MILP的简化研究
2025-04-20 22:50:07 3.23MB
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基于MATLAB Simulink仿真的三相四桥臂逆变器模型:应对不平衡负载的优化策略与性能分析,三相四桥臂逆变器MATLAB Simulink仿真模型:(应对不平衡负载) 三相四桥臂逆变器在传统的三相桥式逆变器的基础上增加了一个桥臂,通过增加一个桥臂来直接控制中性点电压,并且产生中性点电流流入负载。 模型不报错,参数可调。 1 增加了一个自由度,使三相四桥臂对逆变电源可以产生三个独立的电压,从而使其有在不平衡负载下维持三相电压的对称输出的能力 2 基于载波的PWM调制(HIPWM)),可以实现谐波注入与传统3D-SVPWM控制的等效,实现三相四桥臂相间耦合的问题 3 外环采用PR控制器,内环采用PI控制。 并针对非线性负载产生的5、7次谐波电流,采用比例多谐振控制, 即并联入5、7次谐振控制器 4 附带参考文献和仿真报告 ,三相四桥臂逆变器; MATLAB Simulink仿真模型; 不平衡负载; 电压对称输出; 载波的PWM调制; HIPWM; PR控制器; PI控制; 谐波电流; 比例多谐振控制,基于Simulink仿真的三相四桥臂逆变器模型:不平衡负载下的电压维持与谐波
2025-03-31 17:44:20 443KB safari
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城市交通的快速发展和交通需求的不断增长, 使得城市交通拥堵日益严重, 由此造成的时间延误和经济损
失越来越大. 鉴于此, 提出了基于排队长度均衡的交叉口信号配时优化策略, 根据排队长度均衡的控制思想, 实时动
态调整各相位绿灯时间, 以达到排队长度均衡的控制目标, 保证了绿灯时间的充分利用. 通过近似动态规划方法的引
入, 使得该算法具有自学习和自适应的特性, 不依赖于交通流模型. 仿真结果验证了算法的有效性.

2024-03-06 14:43:44 231KB
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为了解决在ABEEMσπ模型电荷分布计算中,基于Cholesky分解并行算法在通信过程中不断增长引起的通信开销和同步开销问题,采用linux并行计算集群系统层通信优化方法,设计并实现了系统层零拷贝通讯优化方法,以及可卸载的LKM模块机制缩短开发和测试时间,减少数据拷贝冗余的基于地址映射的零拷贝技术,解决了通讯延迟等问题。测试结果表明:基于零拷贝的通讯优化方法保证了数据信息的及时性、高效性与准确性,大大提高了Cholesky分解并行算法的通信性能。
2024-01-14 15:23:19 865KB 行业研究
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介绍了古交电厂二期600 MW超临界燃煤火力发电机组协调控制方案,分析了系统中机炉主控回路、给水控制回路的基本功能及组成,论述了给水控制系统中采用的锅炉修正热值及焓值的设计思路,并结合AGC投运效果对协调系统的主要优缺点进行了分析,提出了协调优化策略
2024-01-13 22:33:38 358KB 协调控制 优化策略
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泊位调度问题的 GATS混合优化策略
2023-12-17 23:12:06 164KB 泊位调度
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2023年数维杯B题 节能列车控制智能优化策略研究 专业团队制作 全网原创首发 正文加代码共计69页 制作不易 供对数模感兴趣的同学们参考 列车运行过程中需要大量的能源,在诸多城市的电网运行中,占了极大比重的负荷, 并且随着环境意识的增强,社会对于减少碳排放和保护环境的需求不断增加,因此列车 的运行节能优化变得尤为重要。本文基于列车的动力学原理,对单区间运行列车的节能 限时到站问题给出了解决方案。
2023-12-05 17:04:10 2.59MB 数学建模
建立了双端基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)系统的小信号模型;利用特征根分析法,基于线性化状态空间模型,将与系统特征根直接相关的振荡模式和衰减模式的罚函数作为目标函数;提出了基于粒子群优化算法的VSC-HVDC系统的控制参数优化策略,对整个系统的控制参数同时进行整体优化。仿真结果验证了小信号模型的正确性;优化后的系统在小扰动、大扰动、潮流反转及故障情况下均具有较高的控制精度,整个系统的稳态与暂态特性均得到较大改善。
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探究我国为实现促进大数据发展的政策目标而构建的政策工具选择体系结构, 揭示大数据政策工具选择中存在的问题, 为优化我国促进大数据发展政策工具选择提供建议。 [ 方法 /过程] 构建由63 项聚焦大数据发展的政策文本构成的政策样本集, 运用内容分析法, 对样本集中包含的政策工具进行编码。建立包含基础资源维度、 技术维度和领域维度的政策工具选择三维分析框架, 通过编码映射, 建立其与政策工具编码的关联。从领域维度, 使用层次聚类分析法, 对样本政策文本进行聚类分析。[ 结果 /结论] 政策工具编码分析结果显示, 我国大数据政策工具选择中存在缺乏长期规划, 政策及政策工具协同不足, 政策工具选择欠丰富; 政策工具选择结构失衡; 需求表达模糊, 难以定位关键政策及政策工具等问题。应加强战略规划和发展 理念指引, 重视政策及政策工具协同, 规避公共风险, 构建需求驱动和问题导向的政策工具选择体系结构, 创新设计与应用关键政策工具。
2022-12-27 19:14:18 1.26MB 大数据
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