3.4 列车能耗计算 13

3.5 本章小结 14

4 软件总体设计过程 15

4.1 设计方案 15

4.2 模块设计 15

4.2.1 数据输入模块 15

4.2.2 数据处理模块 16

4.2.3 数据输出模块 17

4.3 程序操作介绍及算例演示 17

4.3.1 程序界面 18

4.3.2 程序运行结果演示 18

4.4 本章小结 20

5 模拟计算结果优化分析 21

5.1 有无节能坡线路对比 21

5.2 不同坡度节能坡线路对比 23

5.3 不同坡长节能坡线路对比 27

5.4 本章小结 30

6 总结与展望 31

6.1 总结 31

6.2 展望 32

致谢 33

参考文献 34

附录 35

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

随着国家的快速发展和国民经济的日益提升，我国城市人口在不断增长，城镇规模不断扩大，随之而来的是广大人民对生活质量的提升的需求。但是现阶段城市人口的暴增导致交通压力急剧增大，这是城市在发展过程中的一个重要问题，而为缓解城市交通压力，城市公共交通的发展变得十分迫切。其中，由于城市轨道交通具有快速、准时、运能大等优点，使其在缓解交通压力中的显著作用也越来越被人们所重视。而根据中国城市轨道交通协会在中国交通报相关网站上于2017年3月25日发布的《城市轨道交通2016年度统计和分析报告发布》[1]一文显示，截止到2017年初，在我国大陆范围内，开通运营的城市轨道交通线路已经达到133条，总里程4152.8余公里，覆盖30个城市。其中，以地铁线路为主，线路长度3168.7公里，占76.3%；其他类型的制式城市轨道交通以984.1公里的运营里程占23.7%。

虽然相比于私人汽车，甚至于公交车，地铁在人均能耗上相对较低，但由于城市轨道交通所具有的运行区间短、起动制动频繁等特点，我们发现由此产生的能量浪费也是十分巨大的。目前节能环保问题的研究已然成为国内外学者专家研究的热点，故此如何能通过一定的技术或设计再次降低不必要的能耗，达到经一步的节能目标，也是我们需要继续探讨的方向。本课题基于城轨列车的牵引、制动、能耗计算等问题，结合城轨列车在运行区间内的线路节能坡设计，通过计算机仿真计算，寻求在一定线路条件下，不同坡度的节能坡对城轨列车运行能耗的影响。通过针对不同坡度的反复计算，不断优化设计方案，以期寻求最优的节能坡设计方案。文献综述

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究内容和技术路线

本文以理论知识为出发点，通过理论推导分析并明确城市轨道车辆牵引、惰行、制动的运行特点，分析其在运行过程中的状态转换情况，针对其运行特点分析影响列车运行能耗的线路坡道因素，并在此基础上设计MATLAB程序，通过计算机模拟计算以庞巴迪车辆为例的列车在不同的线路区间、不同的节能坡设计条件下的单位合力曲线、速度-距离曲线、时间-距离曲线和能耗情况，通过数据比较分析，得出不同的节能坡设计方法对列车运行能耗的影响情况，为城市轨道交通线路节能坡优化设计提出有益建议。本文的结构框架论文网：