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地铁节能运行优化方法研究

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：朱磊

[导读] 摘要：随着社会不断的发展和进步，人们的生活质量处于一种直线上升的趋势，人们对于出行也有了更高的要求。

        南京地铁运营有限责任公司江苏南京 210000
        摘要：随着社会不断的发展和进步，人们的生活质量处于一种直线上升的趋势，人们对于出行也有了更高的要求。当今社会地铁成了人们出行的重要交通工具，虽然地铁还只在一些省会以及大型城市再有，但是随着不断的发展，地铁的普及已经成为了必然趋势。虽然地铁给人们带来了极大的交通方便，但是它也有着缺点，就是对于能源的消耗是及大的，它在整个公共交通能耗的占比上是比较大的。针对我国可持续发展的国策，所以对于地铁节能运行已经势在必行了。本文根据南京地铁一号线为例，进行分析和探究地铁节能运行的优化方法。
        关键词：地铁；节能运行；优化
        伴随着我国人们对于出行的要求不断增加，地铁交通以它快速，准确、稳妥等特点被人们所喜爱。地铁在我国城市公共交通运输中的地位与日俱增。不过因为地铁在运量方面比较大，所以地铁整个系统对于能源的消耗也是巨大的，在牵引能耗占比在总能耗的 40%-50%，所以它有着很大的节能潜力。因此在当前我国可持续发展的国策下，刨析怎样通过对列车优化运行图来进一步减少能源的消耗，并对成果进行探究，对与减少能源的消耗以及降低运营成本有着重大意义。
        一、节能方案分析
        （一）影响牵引能耗的因素
        牵引能耗是说地铁在运行时所消耗的电能，它主要受限于基础设施以及运输组织等相关因素，其中基础设施指的就是运行线路以及列车和供电系统等领域。由于南京地铁1号线是已经完成的项目，关于它的能耗因素都可以确定，所以我们由运输组织领域来探寻实用的节能措施更有现实意义。运输组织重点在于列车的速度和停站方案以及运行方案等。关于这方面的能耗是可以进行控制的，我们可以根据优化列车运行图，来寻找到比较好的运输组织的相关模式，来实现把牵引能耗降低的目标。牵引能耗主要分为列车行驶的能耗，以及车内部的辅助设备运行的能耗也叫辅助能耗，还有就是再生制动对于接触网反馈的能耗也叫再生制动能耗。对于辅助能耗来讲，受几个方面的影响，比如气温以及车载设备和线路属性的影响，辅助能耗和运输组织的关联性不是很强。而再生制动能耗它和运输组织有一定的关联性，但是主要的是由列车属性以及列车运行过程和牵引供电电压等相关装置来决定。所以文章在分析牵引节能效果时不考虑这两个领域。
        （二）牵引节能方案选择
        运输组织模式的选取，对于车辆整体的牵引能耗有很大影响。相对比较好的运输组织模式是在运营，要以及服务质量得到保障的前提下，来实现车辆牵引能耗的合适配置。牵引能耗和列车形势过程中的速度息息相关，对于列车行驶速度的提高有助于提升线路运输能力，随之而来的是牵引能耗也会得到增加。在运营服务质量得到保障的前提下，就要对列车行驶过程中的速度和牵引能耗二者关系进行平衡。

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所以我们可以采用优化列车运行图这个方法，在出行的高峰期加大行驶时的速度来保证客流的输送，在非高峰时段对于行驶速度适当降低来实现节能。
        二、牵引节能效果分析
        （一）牵引能耗测试
        南京地铁列车分5种运行级别，分别是1-5级，等级越小表示列车在行驶过程中速度越大。其中默认等级为3级。为了确定不同列车行驶速度的牵引能耗，并对其成果进行探讨，南京地铁列车在运行等级3-5级别速度情况下，列车牵引能耗进行检测。再依据地铁引用的中间站停站时间方案，在3级时，列车行驶速度达到45km/h其旅行速度可以有 35km/h；在4级时，列车行驶速度为43km/h其旅行速度为34km/h；在5级时，列车行驶速度为41km/h其旅行速度为32 km/h。从检测结果我们得出，地铁在默认等级3运行1个周期的牵引能耗约为634kW.h，列车在等级4运行1个周期的牵引能耗约为529 kW.h，列车在等级5运行1个周期的牵引能耗约为476kW.h。由此可以看出，列车在行驶过程中的速度越大，则车辆牵引能耗也就越大。与之相反则能耗也就越小。
        （二）实际应用的牵引节能效果
        在线路情况以及运营规定都满足的情况下，在客流非高峰期降低列车行驶过程中的速度能够减少牵引能耗。虽然能带来很好的能耗和经济的节省，但是也还是有一点瑕疵存在，在乘客出行的时间上有一定时间上所延长。单程运行时间大约分别会延长 1110 s、210 s。由于数值比较小，对于乘客影响不是很大，所以适当降低列车行使速度对乘客出行整体影响不大。其次不会对于上线列车数以及行车间隔有影响。但是对于地铁检修的安排会有一点影响。
        结语
        本文刨析了利用优化列车运行方式来减少车辆牵引能耗，并且对南京地铁1 号线的实际情况做了定量分析。南京地铁1号线利用不同峰期采用不同速度模式的运行的方法，与通常行使模式比，在不影响乘客出行的前提下，取得了较好的成果基本上实现了节能效果和降低能耗成本，对于其它地铁关于节能的研究有很大的借鉴和帮助。
        参考文献：
        [1]谢志锋，田龙，郭金，张世民.地铁列车牵引能耗优化策略研究[J].铁道通信信号，2019，55（09）：83-87.
        [2]石俊刚，杨静，周峰，徐瑞华.地铁快慢车运行计划综合优化模型[J].交通运输工程学报，2018，18（01）：130-138.
        [3]谢卉瑜.地铁列车停站时分优化研究[D].北京交通大学，2018.
        [4]邱宇.地铁列车节能型运行图优化研究[D].北京交通大学，2017.