مقاله ترجمه شده بهینه سازی مسیر چندین قطار برای جدول زمانی مصرف بهینه انرژی

سال نشر: ۲۰۱۹

نوع نگارش مقاله: علمی پژوهشی (Research articles)

تعداد صفحه انگلیسی:  ۲۶ صفحه PDF

تعداد صفحه ترجمه فارسی:  ۴۴  صفحه WORD

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

کد محصول: M1186

نام ناشر (پایگاه داده): الزویر

نام مجله:   European Journal of Operational Research

عنوان کامل فارسی:

مقاله انگلیسی ترجمه شده ۲۰۱۹ :  بهینه سازی مسیر چندین قطار برای جدول زمانی مصرف بهینه انرژی

عنوان کامل انگلیسی:

Multi-Train Trajectory Optimization for Energy-Effcient Timetabling

چکیده فارسی:

در این مقاله یک روش جدید برای جدول زمانی مصرف بهینه انرژی  با تعدیل تخصیص جدول زمانی تعیین شده برای حرکت قطار با استفاده از بهینه سازی مسیر حرکت قطار پیشنهاد شده است. این رویکرد ابتدا زمان ورود و خروج را به محدودیت های پنجره زمانی تبدیل می کند تا جدول زمانی ارائه شده ساده شود. سپس یک روش بهینه سازی مسیر حرکت قطار برای یافتن زمان های ورود / خروج بهینه و ویژگی های سرعت مصرف بهینه  انرژی در پنجره های زمانی حرکت ایجاد شده است. روش ارائه شده برای بهینه سازی مسیر حرکت قطار شامل دو نوع است: بهینه سازی مسیر تک قطار (STTO) ، که بر بهینه سازی حرکت یک قطار در پنجره های زمانی ورود و خروج متمرکز است ، و بهینه سازی مسیر چند قطار (MTTO) ، که مسیرهای چند قطار را همزمان با هدف مشترک بهینه سازی مصرف انرژی چند قطار و یک هدف اضافی برای از بین بردن برخورد بین قطارها محاسبه می کند. STTO و MTTO به عنوان یک مسئله کنترل بهینه چند فازی مجدد فرموله می شوند ،که از مزایای ترکیب دقیق شیب ها ، منحنی ها و محدودیت های سرعت و مسیرهای مختلف قطار است. مسئله کنترل بهینه چند فازی سپس با استفاده از روش شبه طیفی حل می شود. روش پیشنهادی در مطالعات موردی برای تنظیم دقیق دو جدول زمانی ،یکی برای راه آهن تک خطه و یک برای راه آهن دو خطه در هلند اعمال می شود. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی قادر به بهبود جدول زمانی مصرف بهینه انرژی است.

واژه های کلیدی: حمل و نقل ، جدول زمانی مصرف بهینه انرژی ، بهینه سازی مسیر حرکت قطار ، روش شبه طیفی

Abstract                                               

This paper proposes a novel approach for energy-efficient timetabling by adjusting the running time allocation of given timetables using train trajectory optimization. The approach first converts the arrival and departure times to time window constraints in order to relax the given timetable. Then a train trajectory optimization method is developed to find optimal arrival/departure times and optimal energy-efficient speed profiles within the relaxed time windows. The proposed train trajectory optimization method includes two types, a single-train trajectory optimization (STTO), which focuses on optimizing individual train movements within the relaxed arrival and departure time windows, and a multi-train trajectory optimization (MTTO), which computes multi-train trajectories simultaneously with a shared objective of minimizing multi-train energy consumption and an additional target of eliminating conflicts between trains. The STTO and MTTO are re-formulated as a multiple-phase optimal control problem, which has the advantage of accurately incorporating varying gradients, curves and speed limits and different train routes. The multiple-phase optimal control problem is then solved by a pseudospectral method. The proposed approach is applied in case studies to fine-tune two timetables, for a single-track railway corridor and a double-track corridor of the Dutch railway. The results suggest that the proposed approach is able to improve the energy efficiency of a timetable.

Keywords: Transportation, Energy efficient timetabling, Train trajectory optimization, Pseudospectral method