毕业设计绪论范本(以交通运输专业论文为例)

1 绪论

1.1 选题背景

随着经济的发展、城市化进程的加快、人民生活水平的不断提高,运输需求显得越来越旺盛,既有的运输能力已表现出明显的不足,特别是铁路运输已经不能适应国民经济的发展需要,成为制约我国经济发展的“瓶颈”。为满足国民经济快速发展的要求,我国制定了《中长期铁路网规划》,加快我国铁路网建设,到2020年我国铁路线路营业里程将达到12万公里,复线率和电气化率均达到50%。形成以新建1.2万公里“四纵四横”客运专线为骨架,既有提速线路为补充的3万公里快速客运网络。届时,我国高速铁路的线路里程将比目前世界高速铁路总里程的2倍还要多。可以说我国在高速铁路建设方面,将要用15年的时间走完世界所有发达国家近半个世纪走完的道路。这3万公里快速客运网的建设,将使我国旅客运输迈上一个新台阶。

1.2 选题的目的与意义

我国学者对铁路旅客列车开行方案的编制经过多年的不断研究和探索,积累了宝贵的经验和方法。这种经验和方法在过去客货混行的运输条件下发挥了巨大的作用,但面对高密度、小编组、公交化、高速快捷的客运专线网络的大力建设,这些方法和经验显然需要相应的调整。所以有必要借鉴国外先进的经验及理念,结合我国客运专线的建设情况,建立适合成网条件下列车开行方案的编制方法。深入研究客流发展变化的特征及趋势,充分考虑旅客的出行需求,了解国民经济发展、区域发展水平、旅客消费观念等因素的变化,将旅客换乘与开行方案一体化设计,使得铁路更好地适应未来旅客运输的发展需求。

基于分级节点系统的周期性列车开行方案是指根据客运专线网中节点等级的不同选择列车的起讫点,将开行方案按照一定的周期设计,使开行方案适合周期性运行图的铺画,在每周期内列车的起讫点、频率、径路基本相同。基于分级节点系统的周期性列车开行方案起讫点规律、数量较少,主要节点间列车开行频率高,旅客出行时间灵活,方便度高。对于长途旅客充分利用新型客运专线车站换乘方便的优势,采取灵活多样的方式制定列车的换乘衔接方案。

基于分级节点的周期性开行方案符合旅客出行规律,能最大限度地方便旅客,提高服务频率,减少等待时间,使旅客总体的旅行时间降低,这有利于提升我国铁路的服务水平,提高铁路的竞争力。

旅客列车开行方案是合理利用线路设施和技术设备确定服务水平的服务计划,确定列车种类、对数的组合和各方向列车之间的协调配合的方案,也是旅客运输运营组织的基础环节。旅客列车开行方案是旅客列车运行图铺画的基础,并和旅客列车运行图一起作为旅客列车运营组织的重要技术文件,对整个旅客运输组织工作有很重要的指导作用。旅客列车开行方案在旅客列车运行组织工作中,处于承前启后的关键位置,对开行方案的优化研究不仅有助于深化需求与能力适应性分析,更有助于良好开展运行图的编制工作,有助于优化设计动车组使用方案、乘务员运用方案和开展日常的调度指挥工作。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内研究现状

旅客列车开行方案的编制是一个庞大的系统工程,不仅与客流量大小有关,还与客流成分及旅客出行特点密切相关。面对客运专线建设,国内学者对客运专线的开行方案的编制做了大量的研究。

客流结构及特性是影响开行方案的主要因素之一。根据客流的起讫点,可以将客流分为本线客流和跨线客流。跨线客流是客运专线运输组织的重点之一。文献[1]分析了跨线客流的输送问题,提出全部中速列车输送、高速列车下线加换乘及高速列车下线加中速列车上高速线输送跨线客流的3种模式,并将高速列车下线模式分为以高速站为中心的“朝发夕归”式、以其他线车站为中心的“朝发夕归”式、不对称“夕发朝至”式、“夕发朝至”式四种,并对三种模式从动车组利用、旅客旅行时间节省和旅客需求适应程度等方面对三种模式进行了比较。文献[2]通过分析跨线客流的特点、性质、出行规律和选择旅行的方式,将跨线客流分为必然换乘客流、自愿换乘客流、直接过线中速客流、直接过线常速客流。跨线客流的输送方式有以下几种方案:

1.客运专线只开行高速旅客列车,跨线客流在衔接站换乘高速旅客列车(简称换乘方案)。

2.高速旅客列车除在客运专线上运行外,还下到相邻线上运行,跨线客流由高速列车运送(简称下客运专线)。

3.高速列车只在客运专线上运行,相邻线路上的中速列车上客运专线运行,跨线客流由中速列车运送(简称上客运专线)。

4.跨线客流在衔接站选择公路等其他交通方式。

在停靠站设计方面,文献[3]主要对客运专线个性化停站方案与平均化停站方案做了详细的分析,并从周期运行图周期的确定、列车停站方式数量的确定、列车开行对数的确定、不同停站方案的列车对数组合比较三个方面提出客运专线客流密集区段周期运行图中列车开行方案的设计原则,并运用以上原理对京沪客运专线沪宁段列车开行方案进行了设计以及方案的比选。文献[4]分析了合并式列车开行方案对高速铁路运输组织的影响,根据分析结果,探讨了合并式列车开行方案的设计原则与方法。合并式列车开行方案的服务频率大于当前设计的列车开行方案,可供旅客选择的车次增多,时间自由度增大,对吸引中、长途旅客十分有利;可以提高动车组运用效率,减少动车组需要数量。

客流预测和客流分配是开行方案研究的重要组成部分,文献[2]分析了客运专线客流特征,并从本线客流、跨线客流、诱增客流三个方面研究了客流预测模型,运用灵敏度分析法分析了列车的速度、密度、票价、舒适度、安全性和开行距离等方面对客流的影响;从客运专线和既有线的能力协调、尽量减少旅客换乘、到发时间适当三方面考虑了旅客列车开行方案的编制原则。

关于开行方案的模型与算法,国内学者做了不少研究。运用较多的模型为双层规划模型。文献[5]提出旅客出行方便度概念,研究了不同时段旅客出行的方便度,并绘制了方便度曲线,分析了不同类型列车的客流平衡条件,建立不同类型列车的广义费用函数,在此基础上,建立制定客运专线列车开行方案的多目标双层规划模型。文献[6]在分析了最小成本和最大收益的两种传统模型的基础上,综合考虑旅行时间、旅行费用、旅行方便与舒适程度等因素对市场的影响,以及运输能力与需求的关系,构造了两点间旅客列车开行方案决策模型。文献[7]在既有线旅客列车开行方案研究的基础上,结合客运专线的发展规划,分析了旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案相结合,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定了开行方案的原则,将开行方案优化与客运径路的确定、旅客换乘网络的设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法;根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统。

旅客列车开行方案的评价指标体系是一个多指标的评价体系,需要采用一定的量化手段,进行综合评定,主要方法有主成分分析法、模糊评判法、层次分析法、Delphi法等。开行方案的评价指标是评价开行方案质量的重要参考指标,为优化开行方案提供依据。国内学者主要考虑了经济效益和旅客出行需求。文献[8]分析比较了各种跨线列车在客运专线和既有线上运营所产生的经济效益,并运用该方法分析了郑武客运专线跨线列车开行方案。该方法主要考虑了两方面因素,一方面为铁路运营效益,另一方面为旅客出行需求。文献[9]考虑了评价指标的相互替代性和相关性,运用聚类分析法简化了指标体系的规模;采用主成分分析方法评价分析了开行方案。

1.3.2 国外研究现状

基于高速铁路的不断发展和运输市场客运需求不断变化,国外学者一直在探究先进的高速铁路旅客列车运输组织、客运产品(包括列车开行方案、列车运行图和客票)设计及优化理论,以使高速铁路更好地为旅客服务,创造良好的综合效益。日本、法国、德国等发达国际在旅客列车运输组织、行车组织和列车开行方案方面已经取得较为成熟的经验。国外高速铁路广泛采用周期性列车开行方案和运行图,其主要优点是便于旅客对列车时刻表的记忆,对不同列车换乘的优化设计增加旅客乘车的便捷性;从运营者的角度,周期性列车开行方案和运行图易于管理,并能带动售票方式、车站工作组织的变化。

在高速铁路的发展中,各国国情不同,列车开行方案有各自的特点。日本、法国为高速专用型,德国、意大利为客货混行型,因而编制的开行方案也有所区别。日本采用适合规格化运行图的列车开行方案,德国则编制适合分时运行图的列车开行方案。

发达国家和地区对客车开行方案的成本、收益和数学描述等方面的研究相对深入一些,文献[10]研究了网络条件下多种列车组合情形,讨论了具有周期时刻表的开行方案优化问题。文献[11]采用模糊数学规划来研究台湾高速铁路列车开行方案,建立了单条铁路线上城际高速铁路旅客列车开行方案的多目标优化模型,目标函数包括经营者的总体运营成本最少和旅客总旅行时间最少两个方面,由于路网规模小、客流密度大,其开行方案具有公交化运营模式的特点。

1.3.3 小结

目前,国内学者对旅客列车开行方案的研究范围多数局限于某一条线路,所运用的理论比较经典,模型也适应我国的国情,但这些研究基本没有考虑客运专线成网后列车开行方案的编制方法。

如何设计成网条件下客运专线周期性开行方案,如何合并或截断客流(旅客换乘)使得客运专线提供更高的服务频率,如何合理设计旅客换乘来减少旅客的整体候车时间,以达到旅客旅行时间最短。这都是我们面临的新课题。本论文主要研究我国客运专线成网条件后列车周期性开行方案的编制方法。

1.4 研究内容

根据国内外旅客列车开行方案的研究现状及存在问题,本研究将重点研究以下内容:

1.路网结构

分析我国未来客运专线网(区际客运专线网和城际客运专线网)的结构特点,如路网长度、路网性能、路网分布、平均站间距等,考虑节点城市的轨道交通建设状况,分析节点城市的旅客换乘条件;根据相关资料确定分级节点系统。

2.客运专线客车开行方案影响因素分析

在阐述铁路旅客列车开行方案的定义及作用的基础上,结合我国客运专线的实际情况,对客运专线客车开行方案的主要要素进行了系统的分析,对影响客运专线客车开行方案的主要因素进行了详细论述。

3.周期性开行方案框架方案的编制

根据分级节点系统、各客流区段的客流密度及旅行时间,初步确定以周期性开行方案为基础的区段,进一步细分客流,分别划分出以周期性开行和非周期开行的客流,并初步确定开行频率,根据分析结果及旅行时间,推算列车开行方案的框架方案。

4.评价指标体系

设计评价指标,并对周期性开行方案进行评价指标的计算。

1.5 研究思路与论文结构

本研究的研究路线如图1-1所示。

毕业设计绪论范本以交通运输专业论文为例

图1-1 研究路线图

注:由于本研究涉及整个路网,工作量大,考虑因素多,研究内容复杂,重点考虑了高速列车的周期性开行方案,图中虚线部分表示在本论文中没做。

根据以上研究思路,本论文共分为六章。

第一章简要介绍选题背景、选题目的和意义、国内外的研究现状、论文的研究思路和方法。第二章分析了我国客运专线、城际客运系统、提速干线的建设情况,绘制了路网结构图,并建立相关数据库;根据既有线某年的客票数据、结合设计院提供的部分规划年的预测客流,预测了规划年路网各区段的客流量,并运用logit模型将客流划分为高速客流、中速客流、卧铺动车组客流。第三章从周期性客流与非周期性客流角度分析了客运专线的客流组织模式,对影响客运专线客车开行方案的主要因素进行了详细论述,并计算了高峰小时高速列车吸引的客流。第四章介绍了周期性开行方案设计原理,根据分级节点系统、规划年区段客流密度编制了高速列车周期性开行方案。第五章设计评价指标体系,并对周期性开行方案进行评价指标的计算。第六章对全文做了总结,并提出了本论文有待进一步研究的问题。

 

第二篇:毕业设计绪论范本

第一章绪论

1。1研究背景及目的

随着经济的发展和人民的生活品质的不断提高,中国的能源消耗量也相应地提高,并且已经对我国的能源储备形成了威胁,能源危机迫在眉睫。随着经济的快速发展,中国已经成为仅次于美国的世界第二大能源消费国;同时也是世界最大的煤炭生产和消费国。

在集中供热系统中, 锅炉房供暖方式占多数。北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题,但是锅炉供暖需要大量的矿物燃料,燃烧后又产生大量的炉渣,燃料的运输和炉渣的清理、处理都要消耗大量的人力、物力;同时燃料燃烧过程中产生大量的气体对环境造成一定的污染已引起政府和公众广泛关注。而且矿物燃料属不可再生资源,煤、石油、天然气等矿物燃料资源随着消耗必然渐渐枯竭。近年来世界能源危机正在逐步加剧,矿物燃料价格成倍提高,而且矿物能源越来越少,能源危机只会不断加剧,燃料价格势必还会不断升高,直接使锅炉供暖成本提高,给广大用户增加了不少的经济负担,并且锅炉供热只能将70~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,效率较低。

以下为燃煤锅炉缺点:

①燃煤时排出大量二氧化碳和粉尘,污染环境;

②一次管网维修成本高,时间长,影响区域大;

③温度调节不灵活,热能损失大;

④工人劳动强度大;

⑤占地面积大,堆煤场影响周边环境

因此燃煤锅炉供暖成本高,效果又不理想,必须提出新技术来替代燃煤锅炉。

今后,集中供热将实现由粗放型经营到质量、效益型的转变,集中供热效率的提高有赖于技术发展的创新与推广。供热新能源开发方兴未艾,地热能、核能、热泵、垃圾焚烧、生物质能等新能源的开发利用日益得到重视,促进了供热能源结构的调整,环保效益和经济效益十分明显.与燃料锅炉供热系统相比,土壤源热泵具明显的优势。

土壤源热泵要比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;与传统中央空调相比,传统中央空调夏季冷源(室外空气)温度在30℃以上,制冷效率低,而土壤源热泵系统以地下水和土壤为冷源,温度在20℃以下,制冷效率比传统中央空调高,因此,近十几年来,尤其是近五年来,土壤源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧趋活跃,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

1.2国内研究状况及相关成果

尽管从上世纪80年代末起,我国便开始了对土壤源热泵的探索研究,但是大规模地研究只是到近几年才开始.据文献资料报道,国内最早的土壤源热泵研究开始于1989年;当时,青岛建筑工程学院同瑞典皇家工学院合作建立了国内第一个土壤源热泵实验室,在于立强等人的指导下,先后进行了水平平铺埋管土壤源热泵供冷供热的性能及垂直U型埋管土壤源热泵的供热供冷性能的实验研究;天津商学院制冷研究所的高祖锟等人于1989年-1993年分别对塑料管和铜管的水平蛇管型、螺旋管型土壤源热泵进行了冬季供暖和夏季空调的性能研究;华中科技大学从90年代开始,在国家自然科学基金的资助下先后进行了水平单管换热研究、地下浅层井水用于供暖空调的研究;1998年,湖南大学开始对多层水平埋管换热特性进行了研究;同济大学的张旭等人从1999年开始,在联合技术公司(UTC)的资助下进行了土壤—太阳能复合热源的研究,主要针对长江中下游地区含水率较高的土壤的蓄放热特性进行测试;重庆建筑大学的刘宪英等人从1999年开始,在国家自然科学基金的资助下对浅埋竖直管换热器的采暖、供热特性进行了研究。此外,清华大学、天津大学、山东建筑工程学院及中科院广州能源研究所等高校和科研单位也对土壤源热泵进行过研究,并取得了一定的成果.

1.3国外研究状况及相关成果

土壤源热泵在国外起步较早,这要追溯到1912年瑞士的一个专利,其发展大致可以分为以下三个阶段:

第一阶段,1912年,瑞士人佐伊利先提出了利用土壤作为热泵热源的专利设想,但是,直到二战结束后,才在欧洲与北美兴起对其大规模的研究与开发,这一阶段主要是对土壤源热泵进行了一系列基础性的实验研究,包括土壤源热泵运行的实验研究,埋地盘管的实验研究,埋地盘管的数学模型的建立,同时也对土壤的热流理论方面作过研究,如开尔文线源理论;然而,由于土壤源热泵的高投资及当时廉价的能源资源,这一阶段的研究高潮持续到20世纪50年代中期便基本停止了。

第二阶段,1973年,由于“能源危机”的出现,美国和欧洲又展开了对土壤源热泵大规模的实验与理论研究,瑞典在短短的几年内共安装了土壤源热泵l00多台套,美国从1977年开始,重新开始了对土壤源热泵的大规模研究,1978年, BNL制定了土壤源热泵的研究计划,调查其作为空调系统的应用情况,并发表了一些研究成果,主要有对土壤源热泵实际运行的计算机械模拟等;资料研究表明:几乎所有的有关土壤源热泵的研究工作都是在美国能源部的支持下,由美国的多所大学和BNL、ORNL等国家级重点实验室进行的,可以说,土壤源热泵的绝大部分研究工作均是在这一阶段完成的。

第三阶段,进人二十世纪九十年代,土壤源热泵的应用与发展进人了一个全新快速发展的时期,土壤源热泵在欧洲和北美迅速普及,在中欧和北欧地区,土壤源热泵已成为家用热泵的主要热源:在美国,土壤源热泵因其节能性、舒适性正在大力推广;在加拿大,从1990年到1996年家用的土壤源热泵以每年20%的递增销量而处于各种热泵系统的首位。

1。4土壤源热泵研究与开发中的关键性问题

我国开展土壤源热泵研究起步较晚,在技术上还很不完善,相关的研究与开发应在借鉴国外先进技术的同时加强消化和吸收,从技术研究到产品开发,再到实际工程运用,并大力推动相关产业的发展。目前,在国内研究与开发土壤源热泵应注意以下几方面的工作:

(1)土壤作为热泵的排热与吸热场所,其物理特性是影响热泵运行效率的关键因素;因此应加强对各种土壤结构和地层状况的换热过程的实验研究和模拟分析,深入探索各种土壤状况下不同埋地换热器在不同埋管方式下的换热过程及换热机理,并建立相应的传热模型。

(2)埋地换热器的传热效果对热泵的性能系数起决定性的作用,因此要积极研制与开发各种形式的高效埋地换热器,提高换热效率,并加强其在建筑物中的合理布置及应用。

(3)进一步完善埋地换热器与热泵机组的匹配技术,确定合理的埋地换热器形式、大小及热泵机组的功率;加强土壤源热泵系统自动控制技术的研究,实现埋地换热器工作特性与热泵系统的自动匹配。

(4)进一步研究与探索土壤源与其他热源联合使用的情况,改善土壤源热泵系统运行的状况,提高系统运行效率。南方地区由于冷负荷大、热负荷小,夏季可采用土壤源与冷却塔联合使用,冬季只使用土壤源;北方地区由于热负荷大、冷负荷小,冬季可采用土壤源与太阳能联合使用,夏季只使用土壤源。

(5)在实验研究的基础上加速实用化进程,利用示范工程来推动土壤源热泵的应用与发展,促进土壤源热泵的产业化。

(6)政府在政策上应该对土壤源热泵的研究与生产给予鼓励与扶持,对其用户给予政策上优惠.

(7)加强宣传力度,让更多的国人认识和了解土壤源热泵的社会效益和经济效益。

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