2023 年第八届数维杯大学生数学建模挑战赛 B 题 节能列车运行控制优化策略

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了2023 年第八届数维杯大学生数学建模挑战赛 B 题 节能列车运行控制优化策略。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

在城市交通电气化进程快速推进的同时,与之相应的能耗增长和负面效应也 在迅速增加。城市轨道交通中的快速增长的能耗给城轨交通的可持续性发展带来 负担。2018 年,北京、上海、广州地铁负荷占全市总负荷的 1.5%-2.5%,成为了 城市电网的最大单体负荷[1]。在“双碳”政策下,城轨系统换用ATO 驾驶模式、 光伏+地铁等方法都取得了较好的减碳节能效果。城轨系统的需求侧响应可以在 保证乘客满意度的情况下降低牵引能耗成本[2],可进一步发掘城轨系统减碳节 能的潜力。
在列车运行过程中,列车与外界会产生各种摩擦,进而消耗列车牵引的能量。 列车运行过程中,被考虑的因素较多,如列车与轨道的摩擦、列车受到的空气阻 力、列车势能的变化、列车运行过程中的位置限速等。在同一段旅途中,列车使 用不同的驾驶策略通常会产生不同的能量和时间的消耗。
单列车在两个站台之间的运行过程如图一所示。

2023 年第八届数维杯大学生数学建模挑战赛 B 题 节能列车运行控制优化策略


图一.单列车运行过程
问题1
假设一辆列车在水平轨道上运行,从站台A运行至站台B,其间距为5144.7m, 运行的速度上限为100km/h,列车质量为176.3t,列车旋转部件惯性的旋转质量 因数p = 1.08 ,列车电机的最大牵引力为310KN,机械制动部件的最大制动力为 760KN。列车受到的阻力满足Davis阻力方程f = 2.0895 + 0.0098v + 0.006v2,该 公式中的速度单位为m/s,阻力单位为KN。
你如何通过建模方法编写程序以获得列车运行过程的速度-距离曲线、牵引 制动力-距离曲线、时间-距离曲线与能量消耗-距离曲线?程序的运行时间是多 长?需要获取列车以最短时间到达站台B、在最短运行时间上分别增加10s、20s、

50s、150s、300s到达站台B总共六组曲线。
在列车运行的实际情况中,需要考虑的因素更多,模型也更加复杂。列车运 行的旅途中不同的路段的限速是不同的,旅途中亦有不同的坡度情况,电机的动 态特性也更加复杂,此外,储能装置在列车节能领域有着重要的应用,列车制动
时,会将一定比例的能量储存至储能装置中,以待后续使用。如图二所示。

2023 年第八届数维杯大学生数学建模挑战赛 B 题 节能列车运行控制优化策略


图二.复杂路况的运行旅途
本赛题提供两个附件。从 XEQ 站至 SMKXY 站的路况数据与包含电机牵引/制 动动态特性的列车相关参数数据。介绍如下:
附件一:从 XEQ 站至 SMKXY 站的路况数据(xls 格式),其包含 XEQ 站到 SMKXY
站的路途中的坡度变化信息以及限速变化信息。详情见附件一.xls。 Table 1. XEQ站至SMKXY站的路况数据格式

Distance(m) Gradient(‰) Station Name Vlimit (km/h)
0 0.0617284 Xierqi 100


附件二:附件二介绍了电机的动态特性与参数并给出了静态电机牵引率与制 动再生率。详情见附件二.docx。
问题 2
考虑附件一、二的路况信息以及电机的复杂动态过程。若列车计划运行时间 为 T,请你设计优化方案得到可行的速度轨迹,使得运行过程的能耗降低 (越低 越好) 。参照问题一,获取列车以最短时间到达站台 B、在最短运行时间上分别 增加 10s、20s、50s、150s、300s 到达站台 B 总共六组曲线。
列车在运行过程中可能会出现各种突发情况导致列车需要提前到达站台或 延时到达站台。列车的运行速度轨迹需要根据新的到站时间而发生变化。

问题 3。

列车从起点出发,原计划于 320s后到达终点,列车运行至 2000m 位置时, 由于前方突发事故,需要延迟60s 到达终点。请你设计优化方案在保持列车节能 运行下,能够快速地 (越快越好) 得到调整后的优化速度轨迹。作出列车运行过 程的速度-距离曲线、牵引制动力-距离曲线、时间-距离曲线与能量消耗-距离曲

参考文献:

[1] 胡海涛, et al."交通能源互联网体系架构及关键技术."中国电机工程学报 38.01 (2018) :12-24+339. doi :10.13334/j.0258-8013.pcsee.171969.

[2] Yang, Hongming, et al. "Coordinated demand response of rail transit loa d and energy storage system considering driving comfort." CSEE Journal of Powe r and Energy Systems 6.4 (2020) : 749-759.

附件:

附件一:XEQ 站至 SMKXY 站的路况数据

附件二: 电机牵引/制动动态特性参数数据文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-455461.html

到了这里,关于2023 年第八届数维杯大学生数学建模挑战赛 B 题 节能列车运行控制优化策略的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 2021第六届数维杯大学生数学建模竞赛赛题_C 运动会优化比赛模式探索

    运动会优化比赛模式探索 5月中旬恰好是各个大学召开每年一届的运动的时间节点。运动会已成为了大学校园里一道亮丽的风景线,运动会上振奋人心的开幕式、拍手称赞的比赛、激动人心的颁奖仪式都给参加运动会的同学们带来了一次精神上的享受。每一次运动会举办的过

    2023年04月13日
    浏览(55)
  • 2023 年第五届河南省 CCPC 大学生程序设计竞赛

    Problem A. 小水獭游河南 ∣ a ∣ ≤ ∣ Σ ∣ = 26 ,暴力枚举 a 判断 b 是否为是回文串即可,时间复杂度 O ( ∣ Σ ∣ ∣ s ∣ ) 。 |a| ≤ |Σ| = 26,暴力枚举 a 判断 b 是否为是回文串即可,时间复杂度 O(|Σ||s|)。 ∣ a ∣ ≤ ∣Σ∣ = 26 ,暴力枚举 a 判断 b 是否为是回文串即可,时间复

    2024年02月03日
    浏览(89)
  • 2023年第三届陕西省大学生网络安全技能大赛 web部分 wp

    总体来说还行,就是又感受到了py的成分,多的不说,星盟出的题,题目质量还是可以的,希望之后通过学习大佬的姿势来长长见识。 目录 EZPOP  RCE unserialize 首先来到页面   点击,就是空白页,查看源代码 F12都会进入空白页,猜测存在js在搞怪。 先打开一个空白页,再f12,

    2024年02月10日
    浏览(49)
  • 第十八届全国大学生智能汽车竞赛——摄像头算法(附带个人经验)

    参加了第十六,十七和第十八届全国大学生智能车竞赛,对摄像头的学习有部分心得,分享给大家,三届车赛,车赛生涯也算是到了尽头。打算从基础的算法开始,给各位一些个人看法,也是对车赛的一次总结。 闲话 :其实摄像头的算法有很多种,弄了两年摄像头,也只是

    2024年02月07日
    浏览(44)
  • 第十八届全国大学生智能汽车竞赛室外赛5g室外专项赛(湘大队)开源

            感谢十八届全国大学生智能汽车竞赛-室外赛的主办方和组委会让我们有了参加这次比赛的机会!当我们在参加5g室外专项赛时,我们发现很多的组又很多的同学都是第一次参加智能车竞赛对于智能车的了解还不是很深,对于代码如何编写需要哪些模块也不是很熟悉,

    2024年02月20日
    浏览(40)
  • 2023年第十五届“中国电机工程学会杯”全国大学生电工数学建模竞赛题目 A题:电采暖负荷参与电力系统功率调节的技术经济分析

    建设以新能源为主体的新型电力系统是应对全球气候变化挑战的重要举措。高比例新能源接入导致电力系统调节能力稀缺,亟需开发新的调节资源,如火电深度调峰、建设抽水蓄能电站、配置储能和挖掘负荷中的调节能力等。现代电力负荷中含有较大比重的温控型负荷(如空

    2024年02月06日
    浏览(50)
  • 2019年数维杯国际大学生数学建模C题猪肉价格波动分析求解全过程文档及程序

    问题重述:    中国是一个育种大国。猪肉产业在畜牧业中起着主导作用。同时,猪肉已成为人们餐桌上的主要肉类来源之一。随着人口的增加,消费和生活也得到了改善。    2018年8月3日,中国首次确诊非洲猪瘟。短时间内,全国各地突然爆发了非洲猪瘟。    与此同

    2024年02月06日
    浏览(54)
  • 2023数维杯ABC题思路代码分析

    已完成全部可以领取,详情看文末!!! A题是这次比赛比较难的题目,地下水系统水体污染问题,他给出了我们一些行为特征, 污染物的行为特征主要涉及对流迁移、水动力弥散、吸附及阻滞等物理过程、化学反应过程以及生物转化过程等。 问题1 通过查阅相关文献和资料

    2024年02月05日
    浏览(40)
  • 2023大学生申请github学生认证经验分享

      如图,笔者最近刚刚申请完github的学生认证,于是想着来分享经验让大家能轻松通过认证。 你需要有以下材料: 教育邮箱(大学一般都会有教育邮箱,学校官网找找邮箱页面,申请个邮箱) 学信网教育部学籍在线验证报告 都有的话你就只需要跟着下面的步骤。 首先你得

    2024年02月09日
    浏览(60)
  • 2023“钉耙编程”中国大学生算法设计超级联赛(1)

    给出一颗树,两人在树上特定两点来回走,问最早在那个节点相遇。 两条路径相交,则一条路径的LCA一定在另一条路径上。我们可以预处理一个dfs时间戳,结合LCA来判断路径相交。 由于本题的点数较小,所以我们可以枚举相交链上的每一个点,然后计算他们在这个点最早相遇

    2024年02月16日
    浏览(49)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包