“双碳”目标下轨道交通与能源融合发展路径和策略研究

轨道交通是能源消耗和碳排放的重要行业,推进轨道交通能源结构变革和以能源自洽为特征的新型轨道交通能源系统发展是助力实现碳达峰、碳中和目标的重要手段。本文在分析轨道交通与能源融合发展需求的基础上,总结了轨道交通与能源融合的发展现状和发展趋势,从太阳能、风能等方面分析了轨道交通与能源融合发展的自然禀赋情况;根据电气化和非电气化轨道交通特点,提出了通过交通资产能源化充分利用可再生能源自然禀赋,实现新时代轨道交通能源融合发展的关键技术路径;最后,基于轨道交通新能源自洽供给潜力评估,提出了轨道交通与能源融合的系列场景和方式,最终形成了以轨道交通自洽能源系统构建为目标的轨道交通与能源融合的发展路线图和对策建议。研究建议:鼓励绿色智能轨道交通技术创新,构建轨道交通能源融合技术体系;实施核心科技攻关计划,统筹新能源与轨道交通产业布局;政策引领轨道交通能源融合发展,建立绿色金融政策保障体系。

基于FAST-ICA的城市轨道交通乘客路径选择方法

提出一种基于改进帝国主义竞争算法(FAST-ICA)的城市轨道交通乘客路径选择方法,以提高乘客路径选择的效率。选取6种影响乘客路径选择的关键因素,在此基础上,构建广义出行费用函数,并建立乘客路径选择模型;通过改进帝国主义竞争算法(ICA)中的帝国竞争方式,在ICA算法的每次迭代中快速瓜分最弱帝国集团,以加快收敛速度;基于所提出的FAST-ICA算法求解乘客在不同环境下的路径选择问题,并进行深入分析。实验结果表明,FAST-ICA算法具有良好的稳定性,且收敛速度较快。

基于P-SR的事故致因理论模型及其在轨道交通的应用

为构建复杂系统事故致因模型,在基于扰动事故致因模型(P理论)的基础上,引入安全域(SR)对系统平衡态进行定量描述和深入分析,提出面向复杂系统事故致因分析的扰动-安全域模型(基于P-SR的事故致因理论模型)。该理论不但可以利用安全域状态空间统一描述多因素扰动在事故发展中的演变作用及动态过程,还可以用于定量评价系统安全状态及监控预警,显著提升了事故致因理论的科学性和可操作性。该理论应用到轨道交通中,有助于对轨道交通复杂系统事故致因进行全面、定量的分析,同时对事故预防提供科学精细的指导和操作依据。

基于对称控制的三相并网变流器单输入单输出阻抗建模与分析

三相并网变流器的不对称控制结构会导致频率耦合效应,降低其接入弱电网的稳定裕度,增加了阻抗分析的复杂度。首先,该文提出一种三相并网变流器的对称控制策略,以消除由锁相环和直流电压环引起的频率耦合效应。该控制策略通过在控制环路中引入直流电压环q轴补偿,以形成对称的直流电压闭环结构,同时引入对称锁相环,消除传统锁相环的非对称动态特性。因此,三相并网变流器可建模为单输入单输出的阻抗复矢量形式,进而可采用标准奈奎斯特准则进行阻抗稳定性分析,能够直观地说明控制器对系统阻抗特性的主导作用。然后,对并网变流器的阻抗特性进行分析,得出弱电网中对称锁相环的带宽对系统稳定性有着至关重要的影响,并且,不同运行工况也会改变并网变流器的阻抗特性,进而影响系统的稳定性。最后,仿真和实验结果验证了所提控制策略对频率耦合效应抑制的有效性以及阻抗特性分析的准确性。

基于子网优先级驱动的交直流混合微网集群双向互联变流器分散式控制策略

随着可再生能源渗透率的不断提高,交直流混合微电网集群逐渐成为新型电力系统的弹性解决方案。考虑到实际运行中各子电网优先级和电能质量需求存在差异,该文提出一种基于子网优先级驱动的交直流混合微网集群双向互联变流器分散式控制策略,以实现系统的弹性功率交互。首先,通过将归一化的交流频率和直流电压值作为子电网的状态偏差因子,以最小化全局总偏差因子为目标构建了用于交直流混合微电网集群的最优电力交换模型,该模型充分考虑了子电网的优先级指数和供电容量;其次,基于最优电力交换目标,提出用于双向互联变流器的准下垂控制策略,由于该策略中双向互联变流器仅需检测本地交流频率/直流电压的状态偏差因子,因此可以实现对交直流混合微电网集群整体偏差因子最小化的分散式最优功率自主协同控制;最后,构造了两个仿真实例,并利用半实物仿真系统验证了所提策略的有效性。

我国道路交通与能源融合发展战略研究

能源与交通的交替进步承载了人类社会的繁衍发展与文明延续。面对资源紧缺、气候变化、环境污染带来的严峻挑战,利用交通资产能源化、交通用能绿色化途径可以有效实现交通领域“碳达峰、碳中和”目标已逐渐成为一种共识。本文系统回顾了道路交通能源融合的发展历史,调研并分析了源于国家能源安全、交通能源结构绿色化转型、交通资产能源化潜力开发,以及交通系统智能化等推动道路交通与清洁能源融合发展的需求与变化趋势。笔者在对我国道路交通风、光自然资源禀赋与用能需求自洽供给评估分析的基础上,给出了我国道路交通与能源融合发展的参考路径,并结合“碳达峰、碳中和”目标,提出了道路交通与能源融合发展的路线图。最后,提出了技术与政策两方面建议:在技术方面,建议强化科技研发、推进产业链发展,助力技术创新与融合;在政策方面,建议完善顶层设计与战略规划、支持探索市场新模式,进一步深化国际合作。

平衡规划问题的熵函数方法及其在混合交通流中的应用(英文)

将参变极值问题的极大熵函数方法应用到求解平衡规划问题中,通过先验分布信息和Kullback熵概念,给出了平衡规划问题基于Kullback熵表示的熵函数求解方法,并将平衡规划的极大熵函数方法应用于求解混合交通平衡分配问题．

面向电气化铁路牵引供电的光伏发电分相电流控制策略

充分利用电气化铁路沿线太阳能禀赋,不仅可以为电气化铁路牵引供电提供清洁能源,也可以促进光伏发电的就近消纳。文中提出一种面向电气化铁路接入的光伏发电分相电流控制策略。该分相电流控制策略实施于三相静止坐标系,通过对分相电流的调节实现对光伏发电的并网控制;同时,考虑变流器容量约束,在保证光伏功率全额输出的前提下,充分利用变流器裕量输出负序电流供给单相牵引负荷,降低电气化铁路并网接入点的电流不平衡度,可在无需相序分离的条件下实现光伏发电的并网发电与负序补偿的统一控制。最后,基于RTLAB实验平台验证了所提控制策略的有效性。

基于直流线路互联的区-隧供电系统弹性恢复策略

在“双碳”目标下,以服务区光伏车棚、光伏隧道为代表的能源交通融合供电场景逐步普及,这使得形态开放且布局分散的区-隧供电系统在面临极端灾害或人为攻击时更为脆弱。为此,该文提出一种基于直流线路互联的区-隧供电系统弹性恢复策略。根据灾害前对直流线路的改造与韧性加固计划,首先,提出了基于直流线路被优先遍历的可行拓扑搜索策略,用于保障所提系统在极端灾害后的有效互联;其次,基于对故障负荷重要级权重的多层级分类策略,该文先后以重要负荷恢复量最大化和系统额外损耗最小化为目标构建了故障恢复目标函数,共同保证极端灾害发生后系统基于稀缺分布式能源的最大弹性恢复;再次,基于传统二阶锥松弛方法可能挣脱原始约束的缺陷,提出通过约束额外损耗中流经电流分量实现对混合整数二阶锥规划问题的收敛,确保所提模型在不同初始条件下的稳定适用;最后,通过涵盖区-隧供电系统的改进IEEE 123节点配电网进行仿真,验证了所提策略的有效性。

安全数据空间构建方法研究及其应用

近年来,我国电子政务的快速发展带来一系列数据安全问题:数据与用户关联不够紧密、数据与业务流程映射关系不清晰、缺乏应对新的数据安全风险等问题.针对上述问题,提出安全数据空间构建方法(包括二维和三维2个层次的空间).其中二维数据空间通过梳理业务流与数据流的关系并确定数据关联用户,构建数据主权和边界明确、数据流向清晰的二维区域;三维安全数据空间在二维基础上,结合数据防护手段,保护数据主权和边界、分析和管控数据流向.安全数据空间方法在现行电子政务系统中进行了实践应用,取得了较好的效果.安全数据空间方法还可以扩展到其他行业信息系统,帮助指导改进其数据安全性.

基于博弈映射学习的多传感源信息融合三相电机智能故障诊断方法

利用多传感数据能够全面地诊断三相电机的各类机械或电气故障,然而现有的智能诊断方法缺乏有效的关键故障信息挖掘与跨传感源特征聚合学习机制,导致其诊断效果不佳。针对以上问题,该文提出一种基于博弈映射学习的多传感源信息融合三相电机智能故障诊断方法。首先,使用多个并行的自学习特征映射网络从各传感数据中自动地提取故障特征;然后,构建传感源鉴别器并使其与自学习特征映射网络形成博弈关系,精炼故障特征并引导其跨传感源分类聚合;之后,将样本差异度量损失函数引入到优化目标中,以确保各类故障特征之间的空间可分性;最后,利用故障模式识别器进行多传感故障特征融合诊断。实验结果表明,该方法能够基于振动、电流、声等多传感数据准确地诊断三相电机轴承故障、转子故障及电气故障,且诊断性能优于现有方法。

基于语义的位置隐私保护综述

5G时代的到来使基于位置的服务(LBS)应用更加广泛,但用户在享受LBS带来的巨大便利时,也会面对由位置服务引发的诸多隐私泄露问题。为了加强匿名的安全性,提高数据效用,对抗拥有一定背景知识的攻击以及保护用户的敏感信息,研究者们提出了基于语义的位置隐私保护机制。首先,对位置隐私保护系统结构和传统的保护技术进行介绍;其次,分析了基于语义的隐私泄露和攻击方式,给出了结合语义的位置隐私保护需求,重点从单点位置隐私保护和轨迹隐私保护两个方面综述了基于语义的位置隐私保护研究中最新的关键技术和成果;最后,对未来技术发展趋势和下一步研究工作进行展望。

考虑碳交易的高铁车站光伏发电潜力分析

高铁车站具有广阔的可再生能源开发空间。基于高铁车站所在地的太阳辐射特点和光伏发电系统占用空间需求,提出车站宜用空间提取方法,进而计算车站宜用空间利用率;考虑光电转换效率、系统效率和光伏组件输出功率衰减机制,建立了高铁车站光伏发电量计算方法。通过分析高铁车站光伏发电项目运营模式,构建了考虑碳交易的高铁车站光伏发电项目全生命周期经济效益分析模型。通过京沪高铁沿线实例预估了高铁车站光伏发电项目的年发电量,并计算了不同运营模式下的经济效益。案例结果证明:不同运营模式下的高铁车站光伏发电项目均可以创造巨大的经济效益;由于车站自身用电需求较大,“自发自用、余电上网”模式下项目可实现免费供电。

面向Internet数据中心的资源管理

Internet数据中心向多元化、智能化、自动化、规模化与标准化道路发展,其规模越来越大、越来越复杂,这为如何有效管理资源带来极大的冲击与挑战.当前,资源管理已成为Internet数据中心亟待解决的重要问题,其重要性与紧迫性已不容忽视.分析了Internet数据中心资源管理面临的两大挑战:(1)满足并发多应用SLAs(service level agreements)的兼容性;(2)提高系统服务的能量有效性.以挑战为主线,对近十几年来国内外在满足SLA、降低功耗、同时满足SLA和降低功耗方面所取得的资源管理研究成果进行了全面的概括总结和分析,最后进行总结并对未来的研究发展趋势提出观点.

基于复杂网络的交通拥堵与传播动力学分析

本文运用改进的中观交通流模型,研究了网络拓扑结构对交通拥堵的影响,进而分析复杂网络上的交通传播动力学特征和传播规律.结论有助于提出消除交通拥堵的有效控制策略以及交通规划的合理方案.

缺陷检测的稀疏表示模型及应用

基于缺陷检测应用中图像的稀疏特性,提出了缺陷图像的稀疏表示模型以及基于稀疏性的缺陷分解算法.在该模型中,缺陷图像表示为图像背景、缺陷目标和噪声3种成分的叠加,并且图像背景和缺陷目标可以分别由对应的冗余字典稀疏表示;然后借鉴盲源分离原理和块协调松弛方法,实现缺陷目标成分的有效分解;最后,在钢轨表面擦伤检测应用中验证了该算法的性能.

城市群交通网络特性

城市群经济社会蓬勃发展要求有相适应的交通运输网络为其提供强有力的支持,因此,以长株潭城市群交通网络为背景,研究了交通网络特性。给出了道路的n阶平均度、网络平均n-聚集系数、网络失效弹性等概念,定义了度为k的道路的介数中心性和基于节点介数中心性的结构熵,在数值计算的基础上分析了交通网络性质。研究分析发现:(1)五个交通网络中,整个长株潭交通网络是比较抗失效的,湘潭交通网络显示出对失效的脆弱性,而长沙市及长株潭整个交通网络是最为有序的;(2)长株潭城市群交通网络是小世界网络而不具有无标度性;(3)对网络匹配关系研究表明交通网络是异配的,利用网络异配性初步探讨了网络层阶性。

互操作信任的模糊变权动态综合评价方法

随着信息化的发展,"信息孤岛"成为阻碍跨部门、跨域信息资源共享的主要问题,而解决这个问题的关键技术就是互操作.不同部门之间实现互操作的前提是建立良好的信任关系.以信息系统互操作为背景,从组织信任关系的角度,对互操作的信任机制进行了研究.在构建互操作联盟的基础上,一方面,从组织信任关系背景下,分析了影响互操作信任的定性和定量的因素,建立了互操作信任评价指标体系;另一方面,为符合互操作局部自治和动态变化的特点,研究了基于模糊变权理论的互操作信任动态综合评价方法.最后,通过仿真对上述研究内容的可行性进行了验证.通过分析证明该方法能够实现互操作信任的动态变化以及基于信任的互操作逻辑重构.

基于基尼系数的铁路运力资源配置均衡性研究

提出了基于基尼系数定量评价铁路运力资源配置均衡性的方法,以运输生产力布局调整为背景,结合生产力布局调整的效果,分别通过洛伦兹曲线和基尼系数的计算公式对全路运力资源配置状况进行了实证分析和探讨。结果表明铁路运输生产力布局调整,使全路运力资源配置向均衡方向发展。运用基尼系数对运力资源配置进行定量评价的方法简单快捷,为评价铁路运力资源配置的研究提供了一种新思路,对全面调整运输生产力布局提高资源的使用效率具有一定的指导意义。

列车到发时刻与进路同步优化的高速铁路列车运行调整模型

针对高速铁路路网中出现列车晚点的区段,以列车到发时刻和进路为决策变量,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,以使列车尽可能快地驶离列车晚点区段为目标函数,建立列车到发时刻与进路同步优化的高速铁路列车运行调整整数规划模型。设计基于优先级规则的启发式算法,求解模型的可行解。运用Gurobi优化软件求解该模型的线性松弛模型,得到模型最优解的下界。根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量。以某高速铁路网络为背景,通过算例验证模型和算法的可行性。结果表明:模型对实际问题描述较为准确,算法求解效率较高;模型相对于分步优化模型能够有效提高列车运行调整计划的质量。