Abstract

Na wstępie przeanalizowano aktualny stan wiedzy z zakresu metod wykorzystywania energii z rekuperacji oraz istniejących modeli optymalizujących ich efektywność. Na tej podstawie za główny cel pracy wyznaczono opracowanie metody modyfikacji kolejowego rozkładu jazdy, która doprowadzi do zwiększenia efektywności wykorzystania energii pochodzącej z rekuperacji. W związku z powyższym postawiono tezę, że możliwe jest zwiększenie efektywności rekuperacji energii w kolejowej sieci trakcyjnej dzięki energetycznej kooperacji pociągów poprzez modyfikację kolejowego rozkładu jazdy w zakresie rzeczywistych czasów przyjazdów pociągów bez ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z infrastrukturą transportu szynowego. W zasadniczej części rozprawy opracowano i opisano narzędzie umożliwiające wyszukiwanie par pociągów i stacji lub przystanków, na których możliwa jest energetyczna kooperacja pojazdów bez istotnych ingerencji w rozkład jazdy, a jedynie poprzez odpowiednie sterowanie czasem przyjazdu w zakresie dopuszczalnym przez rozkład jazdy. Symulację przejazdu teoretycznego pociągów przeprowadzono na podstawie modelu dynamiki pojazdu szynowego uwzględniającego charakterystyki rozruchu i hamowania oraz występujące opory ruchu, w szczególności związane z profilem podłużnym rzeczywistych linii kolejowych. Następnie opracowano model wykorzystywania energii odzyskanej z hamowania rekuperacyjnego uwzględniający przyjęte w pracy założenia dotyczące możliwości sterowania czasem przyjazdu na stację lub przystanek. Algorytm przejazdu teoretycznego oraz model wykorzystywania energii, dostosowane do osiągnięcia zamierzonych celów, zaimplementowano do środowiska Simulink. W dalszej części pracy do optymalizacji symulowanych przejazdów zaproponowano funkcję celu uwzględniającą dwie funkcje cząstkowe oraz ich wagi. W celu rozwiązania zagadnienia optymalizacyjnego w środowisku MATLAB posłużono się utworzonym modułem wykorzystującym algorytm świetlika oraz wbudowaną funkcją optymalizacyjną fmincon. Symulację przejazdów z wykorzystaniem stworzonych narzędzi badawczych przeprowadzono dla linii kolejowej nr 250 Gdańsk Główny – Rumia. W wyniku symulacji kooperacji par pociągów na wybranych przystankach wybranej linii otrzymano rekomendowane czasy przyjazdów (z dokładnością do 1 sekundy) poszczególnych pociągów minimalizujące zaproponowaną funkcję celu dla optymalnego wykorzystania energii pochodzącej z rekuperacji przy wykorzystaniu energetycznej kooperacji pojazdów.

Author (1)