Luận Án Nghiên Cứu Giải Pháp Điều Khiển Tối Ưu Năng Lượng Đoàn Tàu Trên Tuyến Đường Sắt Việt Nam.pdf

1 MỞ ĐẦU Giới thiệu tóm tắt luận án Luận án sâu vào nghiên cứu phương pháp điều khiển tối ưu đoàn tàu, yếu tố ảnh hưởng đến q trình điều khiển tối ưu đồn tàu theo tiêu tiết giảm chi phí lượng chạy tàu, để từ đưa thuật tốn điều khiển tối ưu nhiều đồn tàu tuyến phù hợp với chi phí lượng nhỏ nhất, đảm bảo thời gian an toàn chạy tàu Cụ thể, nội dung luận án gồm chương: - Chương 1: Trình bày tổng quan giải pháp tiết kiệm lượng chạy tàu, tổng hợp kết nghiên cứu liên quan đến điều khiển tối ưu đoàn tàu nhằm tiết kiệm lượng Từ đề xuất phương hướng giải quyết: xây dựng hàm mục tiêu tổng quát điều khiển tối ưu nhiều đoàn tàu tuyến nhằm mục tiêu tiết giảm lượng - Chương 2: Trình bày sở khoa học mơ hình tốn tốn với đối tượng điều khiển; đề xuất phương pháp giải tốn điều khiển tối ưu đồn tàu có tính đến ảnh hưởng đoàn tàu khác tuyến gồm đoàn tàu tránh ga hành trình, đồn tàu phía trước hệ thống đóng đường cố định di động; đề xuất phương pháp xác định giá trị lực cản phụ có tính đến chiều dài đồn tàu vị trí đoàn tàu tuyến;áp dụng nguyên lý cực đại Pontryagin để giải toán cục đoàn tàu - Chương 3: Xây dựng thuật tốn điều khiển; mơ thuật tốn kiểm nghiệm thuật toán tuyến cụ thể; xây dựng chương trình tính tốn hệ số hàm lực cản đồn tàu thực nghiệm với đồn tàu tuyến đường cụ thể, để từ áp dụng chương trìnhmơ để kiểm nghiệm thuật tốn; đánh giá, so sánh kết chi phí nhiên liệu phương pháp đề xuất với thực tế chạy tàu sở đảm bảo thời gian qui định Kết luận hướng nghiên cứu Lý chọn đề tài Sự phát triển kinh tế xã hội nước có quan hệ với gia tăng nhu cầu vận tải số lượng chất lượng, hệ thống giao thơng nói chung giao thơng đường sắt nói riêng Đối với vận tải đường sắt, chi phí cho lượng chiếm phần lớn chi phí sản xuất xí nghiệp đầu máy (khoảng 60% đến 65%) Đặc biệt tình hình giá lượng ngày tăng cao nay, chiếm tỷ trọng chi phí lớn hơn, ảnh hưởng lớn đến hiệu khai thác tồn ngành Vì vậy, nghiên cứu nhằm giảm chi phí lượng cho đầu máy công việc cần tiến hành thường xuyên theo thay đổi điều kiện khai thác phát triển không ngừng khoa học, công nghệ Đồng thời việc giảm tiêu hao nhiên liệu góp phần to lớn việc bảo vệ môi trường Trên phương tiện giao thông vận tải, toán điều khiển tối ưu lượng giải ví dụ như: hệ thống phun xăng điện tử ô tô xe máy đời mới; điều tốc điện tử đầu máy tàu thủy; hệ thống lái tàu tự động…Tuy nhiên, việc phát huy tối đa công suất hữu ích lượng đầu máy khơng phụ thuộc vào vấn đề kỹ thuật đầu máy mà phụ thuộc vào cách vận dụng chúng Với mục tiêu tiết kiệm lượng theo phương pháp vận dụng đoàn tàu, tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp điều khiển tối ưu lượng đoàn tàu tuyến đường sắt Việt Nam” Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn học tốn điều khiển nhiều đoàn tàu tuyến theo tiêu tiết kiệm lượng; xây dựng phương pháp xác định giá trị lực cản phụ có tính đến chiều dài đồn tàu vị trí đồn tàu tuyến; xây dựng thuật tốn xác định vị trí điểm chuyển chế độ tối ưu gặp trạm có độ dốc lên xuống; sử dụng nguyên lý cực đại Pontryagin để giải tốn cục tồn tàu Từ đó, xây dựng đồ thị đặc tính điều khiển tối ưu đoàn tàu theo tiêu tiết kiệm lượng, sở thông số đo ghi thực tế về: tốc độ, vị trí, cơng suất thơng số có trước như: trắc dọc, trắc ngang tuyến; mác tàu; công lệnh tốc độ Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi áp dụng Đối tượng nghiên cứu bao gồm đoàn tàu sử dụng đầu máy diesel truyền động điện đoạn đường sắt đoàn tàu chạy qua với điều kiện vận hành chúng tuyến Hà Nội – Lào Cai Phạm vi nghiên cứu gồm: xây dựng mơ hình tốn học, xây dựng thuật toán điều khiển, đánh giá chất lượng điều khiển sở kết mơ thuật tốn so sánh với kết chạy thực tế đoàn tàu cụ thể tuyến tài xế điều khiển Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học đề tài là: Xây dựng mơ hình tốn đề xuất giải tốn điều khiển tối ưu nhiều đồn tàu tuyến nhằm tiết kiệm lượng chạy tàu; xây dựng phương pháp xác định giá trị lực cản phụ có tính đến chiều dài đồn tàu vị trí đồn tàu tuyến; xây dựng thuật tốn xác định vị trí điểm chuyển chế độ tối ưu gặp đoạn có độ dốc lên xuống Ý nghĩa thực tiễn đề tài là: Kết nghiên cứu luận án sở quan trọng xây dựng hệ thống trợ giúp lái tàu, lắp cabin đầu máy dẫn lái tàu điều khiển lái máy với hiệu suất cao đầu máy nhằm tiết kiệm lượng (nhiên liệu) Kết nghiên cứu luận án làm tài liệu tham khảo giảng dạy chuyên ngành Những đóng góp luận án Luận án xây dựng mơ hình tốn học phương pháp giải toán điều khiển tối ưu nhiều đoàn tàu tuyến theo tiêu tiết kiệm lượng; xây dựng thuật toán điều khiển; xây dựng phương pháp xác định giá trị lực cản phụ có tính đến chiều dài đồn tàu vị trí đồn tàu tuyến; xây dựng thuật tốn xác định vị trí điểm chuyển chế độ tối ưu gặp trạm có độ dốc lên xuống Đồng thời đưa phương pháp hiệu chuẩn hệ số cơng thức tính tốn lực cản đơn vị đồn tàu thuật toán di truyền vàphương pháp thực nghiệm CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƢU NĂNG LƢỢNG TRONG GIAO THÔNG ĐƢỜNG SẮT Chương tác giả tập trung phân tích tổng quan tình hình nghiên cứu nước nhằm giải toán tiết kiệm lượng vận tải đường sắt nói chung phương pháp điều khiển tối ưu đầu máy theo tiêu tiết kiệm lượng nói riêng Từ đặt tốn hướng nghiên cứu luận án 1.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chi phí lƣợng vận tải đƣờng sắt Trong trình quản lý, vận dụng đầu máy có nhiều yếu tố gây ảnh đến chi phí nhiên liệu Có thể kể đến số yếu tố có tầm ảnh hưởng lớn đến chi phí nhiên liệu [3, 28]:  Động diesel, máy phát điện, động điện kéo (chủng loại, chất lượng phương pháp vận dụng)  Ảnh hưởng hệ thống phụ trợ thiết bị phụ đến chi phí nhiên liệu (hệ thống làm mát động diesel; hệ thống bôi trơn động diesel; hệ thống cấp nhiên liệu động diesel; hệ thống cấp khơng khí xả khí động diesel; hệ thống làm mát máy phát điện chính, động điện kéo dẫn động máy nén khí, hệ thống phanh hãm)  Ảnh hưởng phương pháp vận dụng đầu máy đến chi phí nhiên liệu  Ảnh hưởng trình kiểm tra sửa chữa phương tiện đường sắt đến chi phí nhiên liệu Mỗi yếu tố có ảnh hưởng lớn đến chi phí nhiên liệu cho ngành đường sắt Tuy nhiên, yếu tố lại có biện pháp khắc phục riêng Với mục tiêu “ Xây dựng phương pháp điều khiển tối ưu đoàn tàu theo tiêu tiết giảm lượng”, tác giả phân tích ảnh hưởng phương pháp vận dụng đầu máy đến chi phí nhiên liệu: a Ảnh hưởng điều khiển đoàn tàu tuyến Trong thực tế hợp lý hoá chuyển động đoàn tàu tuyến vận tải cho thấy khả tiết kiệm nhiên liệu lớn Việc hợp lý hoá chuyển động đoàn tàu tuyến phụ thuộc trạng thái kỹ thuật có trình độ tổ chức khai thác quan đường sắt Sự thiếu trách nhiệm trình độ chun mơn nhân viên phục vụ vận chuyển thực hợp lý hố chuyển động đồn tàu làm gia tăng chi phí nhiên liệu vận dụng Theo [3, 28], hoạt động tiết kiệm nhiên liệu lĩnh vực quan quản lý đường sắt giảm 10% chi phí nhiên liệu, chí cịn cao Hơn thế, hoạt động khơng địi hỏi phải có kinh phí đầu tư lớn Điều khiển đồn tàu hợp lý thơng qua lái tàu có ảnh hưởng tất yếu đến chi phí nhiên liệu đơn vị tính bằng: [kg/ 104t.km], đầu máy điện tính lượng điện cho t.km phụ thuộc chủ yếu vào : - Sự khéo léo mang tính chất nghề nghiệp tài xế - Kinh nghiệm tích luỹ q trình lái máy - Trình độ chun mơn nghiệp vụ tài xế - Trạng thái tinh thần điều khiển đoàn tàu Các yếu tố tác động chủ yếu vào : - Điều khiển đồn tàu vị trí tối ưu tay máy (biểu thị công suất khai thác động diesel), đưa đến giảm chi phí nhiên liệu vận dụng đầu máy đến 10% - Lợi dụng triệt để động đoàn tàu xuống dốc lên dốc với tốc độ ổn định - Lợi dụng hợp lý động đồn tàu chạy đà Phân tích ảnh hưởng lái máy đến chi phí nhiên liệu q trình điều khiển đoàn tàu chạy tuyến nhiều nước quan tâm Đặc biệt, nước phát triển như: Mỹ, Anh, Đức, Pháp, Nhật Bản, Trung Quốc… trọng khoá đào tạo tài xế máy tập mà tài xế ln cảm giác điều khiển đoàn tàu tuyến đường thực tế Tất các thơng tin tuyến, tín hiệu thông tin cần thiết khác trang bị cho tài xế đào tạo trường nghiệp vụ Trên bàn điều khiển bố trí thiết bị: tay máy, van hãm đoàn tàu, van hãm đầu máy, hệ thống cấp gió ép, cấp cát, loại đồng hồ đo áp lực thùng gió chính, thùng gió phụ, đo tốc độ chạy Trước mặt tài xế có bố trí hình, cho biết sức kéo móc nối, cho biết đặc điểm đoạn đường phía trước với cự ly 6km, hình cịn cho biết số hiệu vị trí tay máy Q trình đào tạo tài xế kiểm tra bàn điều khiển mà thay đổi thơng số vận chuyển đồn tàu để tài xế thao tác cụ thể theo quan điểm tiết kiệm nhiên liệu Từ lựa chọn phương pháp điều khiển tốt từ tài xế giỏi theo tiêu chí giảm chi phí nhiên liệu vận dụng Trong vận dụng đầu máy, dừng tàu ngồi kế hoạch có ảnh hưởng lớn đến gia tăng chi phí nhiên liệu Trên hình 1.1 minh họa điều đó[3] Hình 1.1 Tổn thất nhiên liệu dừng tàu không cần thiết phụ thuộc vào tốc độ khối lượng đoàn tàu Sự gia tăng chi phí nhiên liệu đơn vị cịn số lần gia tăng trình chuyển tiếp yếu tố khác Nếu số chuyến chạy mà chuyến có chi phí nhiên liệu nhỏ coi tiêu phấn đấu cho chuyến chạy khác điều kiện vận dụng b Tổ chức chạy tàu: Tổ chức chạy tàu tốt có quan hệ trực tiếp với phục vụ vận chuyển, nguyên nhân chủ yếu dẫn đến giảm chi phí nhiên liệu Phục vụ vận chuyển có tác động trực tiếp gián tiếp đến thông số vận chuyển mà biểu đồ chạy tàu mệnh lệnh huy cơng lệnh sức kéo biểu thị khía cạnh bao gồm : - Lợi dụng hợp lý động đoàn tàu để chạy đà trước dừng tàu mà không cần sử dụng hãm - Tốc độ chạy đoàn tàu quy định cho khu gian điểm đặc biệt tuyến - Mức độ xếp tải toa xe theo quan điểm tận dụng khối lượng lớn cho phép nhằm giảm chi phí nhiên liệu đơn vị (hình 1.2)[3] - Ở vùng có đoạn xuống dốc lên dốc cao cần tận dụng động đoàn tàu Tổ chức chạy tàu tối ưu theo quan điểm chi phí nhiên liệu chi phí nhiên liệu đo có giá trị nhỏ cung đoạn vận chuyển biểu thị [kg/t.km] đầu máy điện tính [kw.h/t.km]; tiêu sở để đánh giá chất lượng tổ chức chạy tàu giao thơng đường sắt Hình 1.2 Sự phụ thuộc chi phí nhiên liệu đơn vị vào tốc độ chạy ứng với khối lượng kéo khác 1- khối lượng 500[t]; 2- khối lượng 1000[t]; 3- khối lượng 1600[t] Trong thực tế tổ chức chạy tàu, mác tàu thành lập cách ngẫu nhiên, ý đến tiêu hao nhiên liệu Lượng nhiên liệu cho mục đích kéo đồn tàu phụ thuộc vào yếu tố sau : - Đặc tính sức cản đơn vị chuyển động, phụ thuộc vào: tốc độ, kiểu loại đầu máy toa xe - Khối lượng kéo đoàn tàu - Profil tuyến vận dụng (lên dốc, xuống dốc chiều dài tương ứng chiều dài toàn tuyến) - Biểu đồ chạy tàu (tốc độ khu gian, tốc độ quy định điểm cụ thể, thời gian chiếm giữ khu gian ) - Đặc tính sức kéo đầu máy (đường cong sức kéo phụ thuộc vào tốc độ chạy vị trí tay máy khác tức ứng với công suất khai thác động diesel) Các nghiên cứu chi phí nhiên liệu tiến hành rằng: thân thành phần đoàn tàu ứng với khối lượng xác định, điều kiện vận dụng cụ thể, chi phí nhiên liệu đơn vị khác Sự khác lên tới 11% Chính khơng thể có tiêu cấp phát chung cho đầu máy mà phải cụ thể hoá cho cho loại đầu máy theo công việc chúng 1.2.Một số hƣớng nghiên cứu nhằm mục tiêu tiết kiệm lƣợng chạy tàu Khi ta nghiên cứu hệ thống phức hợp hệ thống đường sắt, ta cần phải xác định rõ ràng phạm vi đối tượng nghiên cứu Theo [28], giải pháp công nghệ quan tâm nghiên cứu nhằm mục tiêu tiết kiệm lượng gồm:  Nghiên cứu chi tiết cơng nghệ hãm tái sinh đồn tàu  Nghiên cứu giải pháp tiết kiệm nhiên liệu cho đầu máy diesel: điều tốc điện tử, cải thiện kết cấu khí, hộp số…  Nghiên cứu giải pháp điều khiển nhiệt độ, hệ thống điều hịa, thơng gió theo mục tiêu tiết kiệm lượng  Nghiên cứu xây dựng phương pháp lái tàu tiết kiệm lượng (đào tạo tài xế, thiết kế hệ thống lái tàu tự động hỗ trợ lái tàu)  Nghiên cứu tối ưu hóa thời gian chạy tàu giới hạn chạy tàu  Nghiên cứu đánh giá hiệu toa xe hai tầng toa xe thân rộng  Nghiên cứu phương pháp phối hợp đơn vị kéo đoàn tàu điện  Nghiên cứu đánh giá, kiểm tra lựa chọn giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu hãm tái sinh hệ thống chiều  Nghiên cứu nâng cao hiệu việc điều độ tàu ga  Nghiên cứu thiết kế hệ thống trợ giúp cho lái tàu hệ thống liên vùng tuyến  Nghiên cứu nâng cao hiệu suất hệ dẫn động đơn  Nghiên cứu giảm lực cản khí động học với đồn tàu nặng  Nghiên cứu tích hợp lượng tái sinh với dự trữ lượng giai đoạn đầu trình hãm  Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền liệu hệ thống quản lý chạy tàu hệ thống hỗ trợ lái tàu Năng lượng cung cấp cho hệ thống điều khiển chạy tàu từ hai nguồn lượng điện lượng diesel (hình 1.3) Trong lượng tiêu thụ đoàn tàu chạy chia làm bốn phần [28]:  Năng lượng cần thiết để gia tốc đoàn tàu kéo đoàn tàu lên đoạn đường dốc  Năng lượng cần thiết để đoàn tàu vận động thắng lực cản (lực ma sát, lực cản khí động học)  Năng lượng cần thiết để chạy thiết bị điện phục vụ tiện nghi hành khách- tàu khách - (điều hòa/quạt, chiếu sáng…)  Năng lượng tổn hao động điện kéo, biến đổi thiết bị điện 10 Hình 1.3 Hệ thống lượng cung cấp cho đường sắt Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu tiết kiệm lượng cho hoạt động đoàn tàu tập trung vào yếu tố Việc tính tốn lượng tiêu thụ cho hoạt động đồn tàu giảm đáng kể thông qua hướng nghiên cứu trình bày cơng nghệ có Đặc biệt, có nhiều nghiên cứu thiết kế hệ thống lái tàu tự động hệ thống hỗ trợ điều khiển tốc độ đoàn tàu đặt bàn điều khiển tài xế Trong tương lai gần, việc nghiên cứu tích hợp giải pháp điều khiển truyền động hệ thống điều khiển giám sát, thông tin truyền thông hệ thống quản lý giao thông đường sắt mang lại hiệu cao việc tiết kiệm lượng cho ngành đường sắt 1.3 Các nghiên cứu nƣớc liên quan đến giảm chi phí lƣợng chạy tàu Các mối lo ngại an ninh lượng bảo vệ môi trường chủ đề nóng ngành vận tải đường sắt quan tâm Trên giới, có nhiều 99 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 total required tractive energy subject to prescribed section clearance times”, Preprint submitted to Transportation Research: Part B Hui HU, Yin-Ping, Chao HU (2010), “PSO-base Optimal Operation Strategy of Energy saving Control for Train”, 978-1-4244-6484- IEEE I.P Isayev (1987), “Teoriya Electricheskoy Tyagi”, (Electric Traction Theory), 3rd edition (in Russian), Transport, Moscow B R Ke and N Chen (2005), “Signalling blocklayout and strategy of train operation for saving energy in mass rapid transit systems”, IEE Proc of Electric Power Applications, vol.152, no.2, pp.129-140 B R Ke, M C Chen and C L Lin (2009), “Block-layout design using max-min ant system for saving energy on mass rapid transit systems”, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol.10, no.2, pp.226-235 Eugene Khmelnitsky (2000), “On an Optimal Control Problem of train operation”, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol 45 No P Kokotovic and G Singh (1972), “Minimum-energy control of a traction motor”, IEEE Transactions on Automatic Control, vol.17, no.1, pp.92-95 H Ko, T Koseki and M Miyatake (2004), “Application of dynamic programming to optimization of running profile of a train”, Computers in Railways IX, pp.103-112 Olaf Koerner, Jens Brand, Karsten Rechenberg (2005), “Energy Efficient Drive System for a Diesel Electric Shunting locomotive”, EPE Dresden, ISBN: 90-75815-08-05 D H Lee, I P Milroy and K Tyler (1992), “Application of Pontryagin’s maximum principle to the semiautomatic control of rail vehicles”, Proc of the 2nd Conference on Control Engineering, Newcastle, Institution of Engineers Australia, pp.233-236 Xiang Li, Lei Li, Ziyou Gao, Tao Tang, Shuai Su (2013), “Train energyEfficient operation with stochastic resistance coefficient”, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Vol.9, No.8, pp.3471-3483 X Li, H.K Lo (2014), “An energy-efficient scheduling and speed control approach for metro rail operations”, Transportation Research Part B: Methodological, 64, 73–89 100 69 X Li, H.K Lo (2014), “Energy minimization in dynamic train scheduling and control for metro rail operations”, Transportation Research Part B: Methodological, 70, 269–284 70 Xuan Lin, Qingyuan Wang, Pengling Wang, Pengfei Sun, Xiaoyun Feng (2017), “The Energy-Efficient Operation Problem of a Freight Train Considering Long-Distance Steep Downhill Sections”, Energies, 10, 6, 1–26 71 Jianqiang Liu, Nan Zhao (2017), “Research on Energy-Saving Operation Strategy for Multiple Trains on the Urban Subway Line”, Energies, 10(12), 2156 72 Rongfang(Rachel) Liu, Iakov M Golovitcher (2003), “Energy-Efficient operation of Rail Vehicles”, Transportation Research Part A 37(2003) 917-923, Elsevier 73 M Miyatake and K Matsuda (2009), “Energy saving speed and charge/discharge control of a railway vehicle with on-board energy storage by means of an optimization model”, IEEJ Transactions on Electrical and Electronics Engineering, vol.4, no.6, pp.771-778 74 Masafumi Miyatake, Hideyoshi Ko (2010), “Optimization of Train speed Profile for Minimum Energy Consumption”, IEEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, pp.263-269 75 P Milroy (1980), “Aspects of Automatic Train Control”, Ph.D Thesis, Loughborough University 76 I.P Milroy (1981), “Minimum-energy control of rail vehicles”, Proceedings of the Railway Engineering Conference, Sydney, Institution of Engineers Australia, 103–114 77 B H Park, C.-S Kim, T Lim and H.-L Rho (2011), “A new railway line planning model considering multinomial LOGIT-based traffic assignment”, ICIC Express Letters, vol.5, no.8(B), pp.2919-2926 78 Gerben M Scheepmaker, Rob M.P Goverde, Leo G Kroon (2017), “Review of energy-efficient train control and timetabling”, European Journal of Operational Research, 2017, 2, 355–376 79 Wei ShangGuan, Juan Wang, Zhao Sheng, Xiao-Xuan Yu, Bai-Gen Cai, Jian Wang (2016), “Adaptive Fuzzy Planning of Optimal Speed Profiles for High-Speed Train Operation on the Basis of a Pareto Set”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2546, 103–111 101 80 H Strobel, P Horn (1973), “On energy-optimum control of train movement with phase constraints”, Electric, Informatics and Energy Technique Journal, 6, 304–308 81 S Su, L Li, T Tang, Z Gao (2013), “A subway train timetable optimization approach based on energy-efficient operation strategy”, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 14(2), 883–893 82 S Su, T Tang, X Li, Z Gao (2014), “Optimization of multitrain operations in a subway system”, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 15(2), 673–684 83 TTG Transportation Technology http://www.ttgtransportationtechnology.com/energymiser 84 X Vu (2006), “Analysis of Necessary Conditions for the Optimal Control of a Train”, Ph.D Thesis, University of South Australia 85 Pengling Wang, Rob M.P Goverde (2016), “Two-Train Trajectory Optimization with a Green-Wave Policy”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2546, 112–120 86 Pengling Wang, Rob M.P Goverde (2017), “Multi-train trajectory optimization for energy efficiency and delay recovery on single-track railway lines”, Transportation Research Part B, 105, 340–361 87 L Yang, K Li, Z Gao and X Li (2012), “Optimizing trains movement on a railway network”, Omega, vol.40, no.5, pp.619-633 88 L Yang and K Li (2009), “The railway transportation planning problem and its genetic algorithm based tabu search algorithm”, ICIC Express Letters, vol.3, no.3(A), pp.361-366 89 Y Wang, B Ning, F Cao B De Schutter and T.J.J Van den Bom (2011), “A survey on Optimal Trajectory Planning for Train operations”, Proceedings of the IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation Beijing, China Pp.589-594 90 Y Wang, B De Schutter, B.Ning, N Groot and T.J.J Van de Bom (2011), “Optimal Trjectory Planning for Trains Using Mixed Integer Linear Programming”, The 14th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Washington DC, pp.1598-1603 91 Y Wang, B de Schutter, T.J.J Van den Bom, B Ning (2013), “Optimal Trajectory Planning for Train under a Moving block signaling system”, European Control Conference (ECC) July 17-19, Zurich, Switzerland 102 92 Y Wang, B De Schutter, T.J.J Van den Boom, B Ning (2014), “Optimal trajectory planning for trains under fixed and moving signaling systems using mixed integer linear programming”, Control Engineering Practice, 22, 44–56 93 Songpo Yang, Jianjun Wu, Xin Yang, Huijun Sun, Ziyou Gao (2018), “Energy-efficient timetable and speed profile optimization with multiphase speed limits: Theoretical analysis and application”, Applied Mathematical Modelling, 56, 32–50 94 X Yang, X Li, Z Gao, H Wang, T Tang (2013), “A cooperative scheduling model for timetable optimization in subway systems”, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 14(1), 438–447 95 X Yang, B Ning, X Li, T Tang (2014), “A two-objective timetable optimization model in subway systems”, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 15(5), 1913–1921 96 X Yang, X Li, B Ning, T Tang (2016), “A survey on energy-efficient train operation for urban rail transit”, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 17(1), 2–13 97 Hongbo Ye, Ronghui Liu (2016), “A multiphase optimal control method for multi-train control and scheduling on railway lines”, Transportation Research Part B, 93, 377–393 98 Jiateng Yin, Tao Tang, Lixing Yang, Jing Xun, Yeran Huang, Ziyou Gao (2017), “Research and development of automatic train operation for railway transportation systems: A survey”, Transportation Research Part C, 85, 548–572 99 Leishan Zhou, Lu (Carol) Tong, Junhua Chen, Jinjin Tang, Xuesong Zhou (2017), “Joint optimization of high-speed train timetables and speed profiles: A unified modeling approach using space-timespeed grid networks”, Transportation Research Part B, 97, 157–181 103 PHỤ LỤC I Bảng đặc tính đầu máy D12E Lực kéo (kg) Tốc độ (km/h) Lực kéo (kg) Tốc độ (km/h) 19333 4428 51 19142 4380 52 18952 4333 53 18761 4285 54 18571 4190 55 18476 4095 56 18381 4000 57 18238 3904 58 18095 3857 59 17952 3809 60 17809 10 3752 61 17714 11 3695 62 17619 12 3633 63 16638 13 3571 64 15657 14 3495 65 14638 15 3419 66 13619 16 3338 67 12714 17 3257 68 11809 18 3200 69 11142 19 3142 70 10476 20 3080 71 10047 21 3019 72 9619 22 2985 73 9190 23 2952 74 8761 24 2919 75 8404 25 2885 76 8047 26 2871 77 7785 27 2857 78 104 Lực kéo (kg) Tốc độ (km/h) Lực kéo (kg) Tốc độ (km/h) 7523 28 2833 79 7238 29 2809 80 6952 30 2776 81 6809 31 2742 82 6666 32 2704 83 6476 33 2666 84 6385 34 2638 85 6095 35 2609 86 5904 36 2542 87 5761 37 2476 88 5619 38 2447 89 5500 39 2419 90 5380 40 2371 91 5300 41 2323 92 5219 42 2257 93 5157 43 2190 94 5095 44 2142 95 4976 45 2095 96 4857 46 2000 97 4761 47 1904 98 4666 48 1847 99 4571 49 1790 100 4476 50 105 PHỤ LỤC II TRẮC DỌC TUYẾN Đ/S YÊN VIÊN - LÀO CAI Năm 2013 Từ km 291+250( Ga Lang Khay) đến km 237+490(Ga Bảo Hà) T T CTQL ĐS Tuyến Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Cao độ ray Ghi 55,79 Lang Khay -Lang Thíp 55,79 -nt- + 55,98 -nt- 7,4 + 57,09 -nt- 150,00 5,2 + 57,87 -nt- 220+750 250,00 57,87 -nt- 220+750 220+950 200,00 - 57,27 -nt- -nt- 220+950 221+050 100,00 0,7 - 57,02 -nt- -nt- 221+050 221+200 150,00 + 57,95 -nt- Khổ đƣờng Khu gian Yên Lào YVLC 1000 Lang Khay -Lang Thíp 219+250 219+680 430,00 6,4 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 219+680 220+050 370,00 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 220+050 220+200 150,00 1,25 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 220+200 220+350 150,00 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 220+350 220+500 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 220+500 Yên Lào YVLC 1000 -nt- Yên Lào YVLC 1000 Yên Lào YV- 1000 Hƣớng dốc - 106 T T CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi 57,95 -nt- 58,35 -nt- 58,35 -nt- LC 10 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 221+200 221+350 150,00 11 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 221+350 221+550 200,00 12 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 221+550 221+750 200,00 13 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 221+750 221+975 225,00 0,75 - 58,18 -nt- 14 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 221+975 222+125 150,00 1,1 + 58,34 -nt- 15 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 222+125 222+450 325,00 58,34 -nt- 16 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 222+450 222+700 250,00 1,6 + 58,74 -nt- 17 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 222+700 223+210 510,00 6,3 + 61,96 -nt- 18 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 223+210 223+600 390,00 11,1 + 66,28 -nt- 19 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 223+600 224+000 400,00 8,6 + 69,72 -nt- + 107 CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi 20 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 224+000 224+050 50,00 8,6 + 70,15 -nt- 21 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 224+050 224+225 175,00 1,2 + 72,25 -nt- 22 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 224+225 224+542 317,00 11 + 75,77 -nt- 23 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 224+542 224+700 158,00 3,6 + 76,31 -nt- 24 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 224+700 224+863 163,00 4,28 - 75,61 -nt- 25 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 224+863 225+100 237,00 5,2 - 74,56 -nt- 26 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 225+100 225+230 130,00 1,3 - 74,39 -nt- 27 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 225+230 225+380 150,00 2,3 + 74,73 -nt- 28 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 225+380 225+550 170,00 2,9 - 74,24 -nt- 29 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 225+550 225+800 250,00 5,7 - 72,81 -nt- 30 Yên Lào YV- 1000 -nt- 225+800 226+550 750,00 6,4 - 68 -nt- T T 108 T T CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi LC 31 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 226+550 226+850 300,00 5,8 - 66,25 -nt- 32 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 226+850 227+000 150,00 6,6 - 65,28 -nt- 33 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 227+000 227+300 300,00 1,6 - 64,8 -nt- 34 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 227+300 227+480 180,00 4,8 - 63,936 -nt- 35 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 227+480 227+650 170,00 2,2 - 63,562 -nt- 36 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 227+650 228+000 350,00 0,66 - 63,33 -nt- 37 Yên Lào YVLC 1000 Lang Thíp - Bảo Hà 228+000 228+100 100,00 1,2 + 63,492 38 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 228+100 228+250 150,00 9,4 + 64,848 -nt- 39 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 228+250 228+450 200,00 5,35 + 65,944 -nt- 40 Yên Lào YV- 1000 -nt- 228+450 228+600 150,00 10 + 67,43 -nt- Lang Thíp - Bảo Hà 109 T T CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi LC 41 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 228+600 228+750 150,00 7,6 + 68,546 -nt- 42 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 228+750 228+900 150,00 1,4 + 68,746 -nt- 43 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 228+900 229+075 175,00 - 67,734 -nt- 44 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 229+075 229+650 575,00 - 64,25 -nt- 45 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 229+650 229+950 300,00 5,4 - 62,63 -nt- 46 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 229+950 230+100 150,00 2,2 - 62,3 -nt- 47 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 230+100 230+250 150,00 62,3 -nt- 48 Yên Lào YVLC 1.000 -nt- 230+250 230+400 150 + 62 -nt- 49 Yên Lào YVLC 1.000 -nt- 230+400 230+700 300 + 64 -nt- 50 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 230+700 230+970 270,00 8,6 + 66,61 -nt- 110 CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 51 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 230+970 231+250 280,00 52 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 231+250 231+450 200,00 1,3 53 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 231+450 231+625 175,00 54 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 231+625 231+860 55 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 231+860 56 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 57 Yên Lào YVLC 1000 58 Yên Lào YVLC 59 Yên Lào 60 61 T T Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi 66,61 -nt- - 66,35 -nt- - 66,07 -nt- 235,00 2,4 - 65,51 -nt- 232+225 365,00 + 65,87 -nt- 232+225 232+480 255,00 4,24 + 66,95 -nt- -nt- 232+480 232+652 172,00 66,95 -nt- 1000 -nt- 232+652 232+802 150,00 + 68,15 -nt- YVLC 1000 -nt- 232+802 233+150 348,00 10,5 + 72,05 -nt- Yên Lào YVLC 1000 -nt- 233+150 233+300 150,00 + 73,4 -nt- Yên Lào YV- 1000 -nt- 233+300 233+456 156,00 5,9 + 74,22 -nt- 111 T T CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi LC 62 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 233+456 233+650 194,00 3,3 _ 73,58 -nt- 63 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 233+650 233+800 150,00 _ 72,38 -nt- 64 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 233+800 234+100 300,00 6,7 _ 70,83 -nt- 65 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 234+100 234+350 250,00 6,4 _ 69,23 -nt- 66 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 234+350 234+675 325,00 _ 66,96 -nt- 67 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 234+675 234+850 175,00 6,7 _ 65,79 -nt- 68 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 234+850 235+000 150,00 _ 65,6 -nt- 69 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 235+000 235+200 200,00 65,6 -nt- 70 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 235+200 235+350 150,00 2,67 + 66 -nt- 71 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 235+350 235+525 175,00 _ 65,82 -nt- 112 CTQL ĐS Tuyến Khổ đƣờng Khu gian Lý trình đầu Lý trình cuối Chiều dài (m) Độ dốc /00 Hƣớng dốc Cao độ ray Ghi 72 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 235+525 235+750 225,00 1,7 + 66,2 -nt- 73 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 235+750 235+925 175,00 _ 65,85 -nt- 74 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 235+925 236+175 250,00 0,8 + 60,05 -nt- 75 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 236+175 236+325 150,00 + 67,21 -nt- 76 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 236+325 236+500 175,00 3,7 + 67,86 -nt- 77 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 236+500 236+702 202,00 4,55 _ 66,94 -nt- 78 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 236+702 236+802 100,00 4,2 _ 66,52 -nt- 79 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 236+802 237+190 388,00 2,5 _ 65,55 -nt- 80 Yên Lào YVLC 1000 -nt- 237+190 237+340 150,00 3,8 _ 64,98 -nt- 81 Yên Lào YVLC 1000 Bảo Hà Thái Văn 237+340 237+490 150,00 1,2 _ 64,8 Bảo Hà – Thái Văn T T 113 PHỤ LỤC III Đoạn mẫu liệu lấy từ thiết bị DT04 [5] ... kiệm lượng theo phương pháp vận dụng đoàn tàu, tác giả chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu giải pháp điều khiển tối ưu lượng đoàn tàu tuyến đường sắt Việt Nam” Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án. .. lượng (nhiên liệu) Kết nghiên cứu luận án làm tài liệu tham khảo giảng dạy chuyên ngành Những đóng góp luận án Luận án xây dựng mơ hình tốn học phương pháp giải toán điều khiển tối ưu nhiều đoàn. .. hỏi phải nghiên cứu phương pháp điều khiển tối ưu đoàn tàu mối quan hệ hai đoàn tàu chạy khu gian với giãn cách an toàn hai đoàn tàu mà đảm bảo tiết kiệm lượng tối ưu thời gian chạy tàu Từ xây