关于城市轨道交通节能的思考及展望获奖科研报告

关于城市轨道交通节能的思考及展望获奖科研报告摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。城市轨道交通的迅速发展，缓解了城市交通压力，方便居民出行，然而也带来了巨大的电能消耗。轨道交通的能源消耗主要是电能，因此，要促进城市轨道交通可持续发展，“绿色低碳、节能降耗”将是降低运营成本的关键之一。本文就关于城市轨道交通节能的思考及展望展开探讨。

关键词：城市轨道;节能减排;新型能源

引言

城市轨道交通相对于公交车、出租车而言具有运量大、时间快、消耗低等巨大优势。随着城市框架的不断拉大，各地均在大力发展轨道交通缓解交通压力。“低碳经济”概念的提出使城市轨道交通能耗问题越来越受到重视，这也是建设集约型社会的必然要求。城市轨道交通系统节能是实现交通领域节能减排的工作重心，因此如何建设节能的轨道交通系统成为轨道交通系统前期建设与后期运营极为重要的研究课题。

1城市轨道交通节能应用所具有的价值

在当前的现代城市中，人们需要具备极强的环保意识，尽可能在生活、出行过程中选择绿色交通方式，因而城市轨道交通成为了首选。但从某个层面上分析，虽然城市轨道交通具有运行效率高、客运量大等特征，但其对电能的消耗非常大。想要让城市轨道交通真正意义上成为绿色交通，必须要在其建设与运营管理过程中遵循以人为本的原则，尽可能地为旅客提供更优质服务。同时加大对其節能的研究力度，让能源可以得到合理利用，减少对环境所造成的污染。所以，在城市轨道交通发展过程中，需要制定出与项目运营相匹配的标准以及节能措施。根据城市轨道交通所在地的能源供应情况，制定出相应的节能标准，促进城市轨道交通得到可持续发展。对于节能而言，其所涵盖的层面非常广，必须要围绕利用有限能源获取更多社会以及经济效益为目标，发挥出各层面的积极影响因素，彻底将节能、分析以及管理进行有机结合，最终实现降低城市轨道交通综合能耗指标的目标。

2城市轨道交通能耗构成

城市轨道交通系统是一个复杂的大系统，由众多的小系统构成，包括：车辆系统、设备系统、信号系统、消防系统、供电系统、车站系统等，其中主要的能耗形式为电能和水资源。城市轨道交通俗称“电老虎”，涉及的系统主要是车辆牵引系统与车站设备系统。当前，列车制动时的动能还没有很好的机制回收这部分能量，使得这部分能量被白白浪费，据统计该部分消耗的电能占制动能量的40%左右;而运营设备系统由于投资巨大、占用空间大以及本身的能耗问题，维护成本居高不下的问题日益突出。此外，由于建设阶段本身存在问题或者该阶段节能工作未落实到位使得运营阶段多数是解决建设阶段遗留下来的问题，使得运营期节能工作效果不明显。为实现城市轨道交通系统的节能，需要统筹考虑建设期和运营期的工程实施、标准和运营规模，以低资源消耗为目标，建设方与运营方应相互沟通、齐心协力把节能运营与节能建设衔接起来，最终实现城市轨道交通综合节能的目标。

3城市轨道交通节能措施研究

3.1新型设备以及管理系统的研发

虽然当前我国的城市轨道交通已经采用了许多的节能技术，但依然具有较大的节能发展空间。比如：节能型设备以及管理系统研发。相关研究人员应该加大对高效、低耗的新型设备的研发力度。在进行项目设计规划时，应该结合当地施工条件，以节能为主要设计核心，通过不断创新来研发出不同类型的节能方案。比如：对城市轨道运行环境的智能控制、智能变频技术在通风空调系统中的应用等。通过这些节能技术的应用，可以对各节点开展节能调控。此外，各个城市轨道交通设备供应商应该加大技术革新力度，围绕设备的节能降耗来进行设备研发。比如：再生电能吸引技术。此项技术在国内的发展并不成熟，需要以进口设备来实现，所产生的高成本问题对此技术的推广与应用形成了一定的影响。我国需要加大相关设备技术的研究力度，为城市轨道交通节能减排奠定基础。

3.2车辆选型

列车选型应在满足使用功能的前提下，充分考虑后期运营能耗及维护成本。从节能角度，应重点考虑列车的电机性能、再生制动转换效率、运行阻力参数和车体自重等因素。

3.3优化线路和车站空间

应合理设计建设区间坡度和坡长，使列车在出站时迅速将势能转化为动能，获得运行所需的加速度和目标速度;在确定与车站功能相匹配的空间规模和车站形式时，应根据前期调查测算的客流数据与乘客的实际需求，修正车站主体与配套设施的面积。条件允许的情况下，尽可能加挖深度，合理利用空间，以便降低后期运营费用。

3.4运营管理

（1）技术速度。提高技术速度可以节省乘客出行时间、提高地铁服务水平，但其代价是牵引单耗的快速激增，故地铁列车技术速度不应设置过高。从宏观角度，市民出行时间的节约应更多依靠科学的城市规划以及完善的交通体系建设，包括提高地铁车外换乘效率，改善换乘环境等。（2）列车运行计划。编制列车运行图，高峰时段应充分考虑再生制动反馈能量的吸收利用。通过协调前后车的区间运行时分和停站时分，使一列车进站制动的同时，另一列车处于牵引状态。平峰时段客流较少，可适当压缩停站时分，延长区间运行时分，在不影响服务水平的前提下降低列车牵引单耗。在客流量不均衡程度较大的线路上，采用大小交路运行，可提高长交路列车满载率，加快短交路列车周转，减少上线运营列车，在提高车辆运用效率的同时降低能耗。（3）列车节能运行控制。目前ATO模式是以运输能力最大为目标的列车运行控制策略，列车运行时，在ATP防护下始终贴近线路最高限速运行。国外研究应用表明平峰时段采用ATO节能模式并不影响服务水平。可以选取示范线路进行ATO节能模式试点工作，条件成熟后进一步推广。在不影响服务水平的前提下，ATO节能空间可达15%。

3.5制定严格的城市轨道交通设备能耗标准

我国当前还没有构建统一规范的城市轨道交通节能标准，通常会采用国家规定的楼宇建筑设备节能标准，这样的能耗标准在城市轨道交通中并不适用。因此，需要及时针对城市轨道交通各项设备的能耗标准制定严格的规定，从而才能够为城市轨道交通规划设计以及设备选型提供参考。此外，在开展城市轨道交通设备招标采购过程中，需要制定综合性的参考标准，从而引起相关设备供应商的关注，促进厂家可以将更多精力投入到增强产品节能方面。同时，这样的综合性参考还可以避免出现恶意竞