以数学模型提高轨交能效 西浦毕业生国际会议展示研究成果

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近日,在日本横滨举办的第20届智能交通系统国际会议上,来自西交利物浦大学的两位本科毕业生谭兆祥和包凯,向与会者展示了其关于提高轨道交通能效的研究项目。

谭兆祥和包凯是电气与电子工程系的2017届毕业生,在大四做毕业设计期间,来自该系的卢少锋博士担任他们的指导老师,此次会议上展示的研究成果就来自他们的毕设设计课题。

据卢少锋博士介绍,铁路运输系统提高能源利用率的常见方法有两种,一种是使用再生制动,其原理是将车辆减速所产生的能量储存起来,或立即转化为列车行驶所需的能量;另一种方法是通过优化速度轨迹来提高能效,这种方法由于不需要升级铁路基础设施,因此成本相对较低。

谭兆祥和包凯在会议上的报告正是基于速度轨迹优化的原理。对此卢少锋博士用了一个类比来解释:“这就好比是老司机和新手开车,新手经常会随意加速和刹车,而老司机则会考虑到高效节能,开车开得更加省油。同样地,我们也可以通过避免无谓的加速和减速,来优化列车的能源利用率。”

谭兆祥和包凯的研究项目分别采用了不同的方法解决同样的问题,谭兆翔使用了数学规划(混合整数线性规划模型)对轨迹进行建模和优化;包凯的研究则是基于“最优控制理论”,运用一种直观的数值算法来获取最佳的列车速度轨迹。

谭兆祥的主要成果参考了卢少锋博士之前的研究,是通过基于距离的模型来优化速度轨迹。卢少锋博士介绍说,谭兆祥开发的数学模型能够在考虑诸如行程时间、线路海拔和速度限制等因素的前提下计算出列车的最佳速度轨迹。

这是包凯第一次参加如此大规模的国际会议,他感到非常幸运,特别是这次会议吸引到如此多来自世界各国的优秀研究者参加。

卢博士表示,西浦学生对研究项目非常投入,并且为项目作出了重要贡献。“他们有激情、有干劲,同时展现出了很强的团队合作能力。”

(记者:Danny Abbasi 会议图片提供:卢少锋博士 翻译:吴炎子 编辑:石露芸)

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