面向可持续地铁网络的能耗最优时刻表设计
最优化与控制
2024-01-04 v2
摘要
我们展示了与全球最大的基于通信的列车控制（CBTC）系统提供商 Thales Canada Inc 的合作。我们研究地铁网络中能耗最优时刻表设计问题，以最小化网络的有效能耗，即同时最小化所有列车消耗的总能量并最大化再生制动能量从合适制动列车到加速列车的转移。我们提出了一种新颖的数据驱动线性规划模型，可最小化地铁网络中的总有效能耗，能够实时计算最优时刻表，即便对于世界上某些最大的 CBTC 系统也是如此。与现有或为 NP-hard 或涉及需大量模拟的多阶段工作不同，我们的模型是单一线性规划模型，能够在铁路网络约束下计算能耗最优时刻表。此外，我们的模型可在不需要耗时模拟的情况下预测网络总能耗，使其适于在管理场景中广泛使用。我们将模型应用于上海地铁网络 8 号线——世界上最大最繁忙的铁路服务之一——并实证表明，我们的模型可实时（标准台式机上求解时间小于一秒）为跨越一整天服务期的数千列运行列车计算能耗最优时刻表，实现约 20.93% 至 28.68% 的节能。鉴于显著优势，我们的模型正被整合进 Thales Canada Inc 的工业时刻表编译器。
引用
@article{arxiv.2309.05489,
title = {Energy-optimal Timetable Design for Sustainable Metro Railway Networks},
author = {Shuvomoy Das Gupta and Bart P. G. Van Parys and J. Kevin Tobin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05489},
year = {2024}
}
备注
22 pages, 8 figures, 2 tables