《基於隨機最佳化理論的列車節能操縱問題研究》是依託北京化工大學，由李想擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於隨機最佳化理論的列車節能操縱問題研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李想
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
給定運行時間與線路條件，列車完成運輸距離存在著多條可行的速度曲線。列車節能操縱以節能為目標來最佳化速度曲線，是一個經濟有效且直接可行的節能技術。基本阻力係數是節能操縱模型的關鍵參數，當其受氣候條件、車輛條件影響隨機變化時，追蹤給定速度曲線的能耗也隨機變化。申請人初步研究了隨機節能操縱模型與算法，數值結果表明隨機模型可以進一步節能5.36%。本項目計畫基於隨機最佳化理論深入研究列車節能操縱問題。首先，結合限速、線路坡度與再生制動條件，建立隨機節能操縱模型。其次，分析最優工況類型、最優工況序列及工況轉換方程，結合隨機模擬技術設計快速算法。最後，研究一定能耗條件下列車的最小運行時間。在全球大力發展低碳經濟的時代背景下，鐵路運輸作為國民經濟中耗能最大的行業之一，做好節能減排工作十分必要並且形勢緊迫。本項目不僅是對列車節能操縱理論的完善，其研究成果對於鐵路運輸節能減排、降低運營成本具有重要的現實意義。
結題摘要
項目組充分考慮現實鐵路系統的限速、坡度、再生制動等條件，基於隨機最佳化理論系統深入地研究列車節能操縱問題，完成了既定的研究內容，包括：建立隨機節能操縱模型、分析最優性條件、證明最優解的存在性、設計快速有效的算法、研究列車節能操縱反問題等。此外，項目組還基於隨機節能操縱方法探討列車運行調度問題，開展了列車運營計畫集成最佳化與動態調整方法的研究。研究成果得到歐洲科學院院士、IEEE Fellow及SCI期刊主編、副主編的引用及肯定，並套用於北京交控科技有限公司“全自動駕駛系統半實物仿真、測試與驗證平台”，取得了顯著的節能效果。在該項目的資助下，項目組在領域頂級期刊或優秀期刊Transportation Research Part B、European Journal of Operational Research、IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems、IEEE Transactions on Fuzzy Systems、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems、Omega 等發表SCI 收錄論文20篇，在Springer出版英文專著1部。其中，3篇論文被美國基本科學指標ESI列為全球“高引用論文”，1篇論文入選Elsevier“前25篇熱點論文”，1篇論文入選2012年度中國百篇最具影響國際學術論文。項目負責人榮獲教育部自然科學獎一等獎、教育部霍英東青年教師獎，入選教育部新世紀優秀人才支持計畫和北京市科技新星計畫。項目組成員積極參與國內外學術交流，包括：主辦 2013年International Forum on Decision Sciences；參加2012年美國ASME/IEEE鐵路聯合會、2012年亞太工業工程與管理系統大會等；訪問加拿大阿爾伯塔大學、韓國木浦海洋大學、香港科技大學等；邀請美國辛辛那提大學Dan Ralescu教授、美國猶他州立大學Yan Sun教授、香港科技大學的Hai Yang和Hong Kam Lo教授、韓國木浦海洋大學的Park G教授、日本早稻田大學的Mitsuo Gen教授訪問實驗室，並作學術報告。
