ارائه یک روش بهینه سازی مصرف انرژی در خطوط ریلی با طراحی نمودار سرعت قطار در سیستم های سیگنالینگ از طریق کنترل بهینه چند فازی

در گذشته در بسیاری از کشورها، خطوط ریلی اعم از خطوط راه آهن بین شهری، (مترو)، تراموا، مونوریل و سایر خطوط نقشی حیاتی در جابه جایی مسافر و بار ایفا کرده اند. در طول تاریخ مسئله افزایش بهره وری، بهینه سازی انرژی و کاهش آلودگی هوا همواره یک مسئله بسیار مهم در سیستم های حمل و نقل بوده است. با توجه به این که از طرفی استفاده از قطارها برای جابجایی مسافران و بار سریع تر و سهل آلوصول بوده واز طرفی دیگر مصرف انرژی کم تری نسبت به سایر وسایل حمل و نقل عمومی دارند، استفاده از خطوط ریلی مورد توجه بسیاری از محققان گرفته است و روش های مختلفی در این زمینه ارائه شده است. همانطور که می دانیم قطارها براساس نمودارهای سرعت و جداول کنترل طراحی شده توسط سیستم اینترلاکینگ که رابطه تنگاتنگی با میزان مصرف انرژی دارند، در خطوط ریلی تردد می کنند. در سال های اخیر سرمایه گذاری برای ارائه روش های طراحی نمودار سرعت قطار استفاده شده است. به این صورت که ابتدا حرکت قطار بر مبنای چیدمان مسیر، به چند فاز تقسیم شده و سپس برای هر فاز معادلات دینامیکی و تابع هزینه جهت بهینه سازی مصرف نرژی نوشته شده است. در گام بعدی، حل این مسئله چند فازی با رویکرد روش های شبه طیفی و با استفاده از نرم افزار GPOPS انجام شده است. در ادامه از نمودار سرعت طراحی شده برای قطارها، برای مسیر ابردژ- کویر در محور تهران مشهد بهره گرفته و میزان مصرف انرژی و نحوه بهینه سازی با استفاده از این روش، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.