Development traction control algorithm for subway energy regeneration - ACTREM: improving the energy efficiency of subway traction systems.

Esta tese propõe um modelo de regeneração de energia metroviária, baseado no controle de paradas e partidas do trem ao longo de sua viagem, com o aproveitamento da energia proveniente da frenagem regenerativa no sistema de tração. O objetivo é otimizar o consumo de energia, promover maior eficiência, na perspectiva de uma gestão sustentável. Aplicando o Algoritmo Genético (GA) para obter a melhor configuração de tráfego dos trens, a pesquisa desenvolve e testa o Algoritmo de Controle de Tração para Regeneração de Energia Metroviária (ACTREM), usando a Linguagem de programação C++. Para analisar o desempenho do algoritmo de controle ACTREM no aumento da eficiência energética, foram realizadas quinze simulações da aplicação do ACTREM na linha 4 - Amarela do metrô da cidade de São Paulo. Essas simulações demonstraram a eficiência do ACTREM para gerar, automaticamente, os diagramas horários otimizados para uma economia de energia nos sistemas metroviários, levando em consideração as restrições operacionais do sistema, como capacidade máxima de cada trem, tempo total de espera, tempo total de viagem e intervalo entre trens. Os resultados mostram que o algoritmo proposto pode economizar 9,5% da energia e não provocar impactos relevantes na capacidade de transporte de passageiros do sistema. Ainda sugerem possíveis continuidades de estudos.This thesis proposes a subway energy regeneration model, based on control stops and train departures throughout his trip, with the use of energy from the regenerative braking in the drive system. The goal is to optimize the power consumption, improve efficiency, in view of sustainable management. Applying Genetic Algorithm (GA) to get the better of the trains traffic configuration, the research develops and tests the Traction Control Algorithm for Subway Energy Regeneration (ACTREM), using the C ++ programming language. To analyze the performance of ACTREM control algorithm in enhancing energy efficiency, there were fifteen simulations of applying ACTREM on line 4 - Yellow subway in São Paulo. These simulations showed the ACTREM efficiency to generate automatically diagrams schedules optimized for energy savings in metro systems, taking into account the system\'s operational constraints such as maximum each train capacity, total wait time, total travel time and interval between trains. The results show that the proposed algorithm can save 9.5% of the energy and not cause significant impacts on the transportation system capacity passengers. Also suggest possible continuities studies