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　　摘要:最近几年城市轨道交通进展格外迅猛,依据相关统计,中国内地共有28

　　个城市上报了城市轨道交通进展规划方案,这些规划方案显示到2023年左右,全国将建设93条轨道交通线路,运营总里程将到达近2700多公里,城市轨道交通的机车车辆都是靠电能来进展驱动的,这对电能的需求量是格外大的,在国家中长期进展规划中提出进展循环经济、建设资源节约型、环境友好型社会,所以对轨道交通进展节能化改造意义重大。城市轨道交通节能技术可以从节能路线选择、运营组织、车辆节能、照明、通风、停车场节能、扶梯节能、设备监理等方面入手,优化处理,到达从各方面进展节能,从而实现低碳、环保、节能的社会责任。

　　目前,我国是世界上城市轨道交通进展最快的国家,轨道交通成为一种集约化的交通工具,但浩大的系统仍旧使其跻身于城市能耗大户的行列。从掌握系统角度争论,城市轨道交通网络的能耗具有可推测性、可调整性以及二次节能的特征,在降低能耗方面存在着巨大潜力。

　　线路节能设计主要考虑尽可能优化曲线半径,以削减车辆行驶过程中因曲线阻力大而增加电耗;优化线路节能坡,设置合理的进出站坡度,使列车进站时上坡,将动能转化为势能,列车出站时下坡,再将势能转化为动能,这样有利于削减牵引能耗;线路纵坡设计还综合考虑泵站位置等设备布置,以到达优化、合理、经济、节约能源的目的。

　　可以通过建立多质点牵引计算模型,承受目标速度靠近算法求取牵引力撤除时间,既满足旅行速度又降低了运行能耗。提出了基于三角函数法设计节能线路纵断面竖曲线的设计方法,通过对线路坡度、坡长等参数进展优化,转变了列车的受力条件,实现势能和动能的合理转化,同时和列车的运行操纵相匹配,到达了优化节能的目的。

　　硬件构造包括数据采集效劳器、数据库效劳器、应用效劳器、Web效劳器和维护工作站。软件构架包括数据采集层、根底技术支撑层和高级应用层。

　　通过通信传输网络,连接终端设备,采集统计各类数据,供给系统的检测,检测供能线路的状况,调用各种报表、数据及运行状态图,采集点数据分析等画面。同时可以依据相应数据源特点及功能,选用矢量图、数值表、趋势图等显示方式。

　　可承受小波变换,对时间序列过程从低区分率到高区分率进展电流的暂态和稳态的分析,争论电压偏压、电流电压谐波、频率、不平衡度、负载频率、电压波动与闪变、谐波潮流、功率因素等电能指标。

　　具体包含以下步骤:剪力能效治理系统现场数据采集模型→建立多维数据集治理模型→建立能效治理数据统计模型→建立联机分级处理等多种分析工具模型。从量的分析入手,对数据进展充分的挖掘,对能源的综合平衡状态、构造系统、流转状况及综合利用状况进展综合分析争论,并运用统计分析方法、因素分析法、构造分析法、平衡分析法等数理分析原理和算法进展统计分析,形成具体的OLAP模型。

　　能效治理系统还具备能耗推测功能。在历史采样或设备性能参数数据的根底上,建立关于时间序列的高度非线性能耗网络模型。

　　对城市轨道交通进展能效治理,有效地实现能耗的降低,已成为我国城市轨道交通进展的一个重要方向,且具有很好的有用性、智能型,从而引导轨道交通用户持续改进用能方式,有效地降低运营本钱。

　　该系统通过变频调速避开了列车调速时由附加电阻消耗掉大量的电能,也不会因附加电阻的发热提高隧道内的温度而要求增加通风量和制冷电能。该系统能有效利用再生制动,利用车辆行车密度大、不同车辆同时处于不同牵引力、制开工况的概率较高的特点,可较多地回收车辆制动能量,理论上可回收25%左右。选用轻体车辆。车辆承受不锈钢车体,车辆自重比一般铸钢车体约削减3t,用等能量比较的方法推算,每辆车可节约运送50位乘客所需的能量。随着车体自重的减轻,相应能减轻轮轨磨耗,削减修理量等附加节能效果。

　　承受列车自动掌握节能。电动客车承受微机掌握自动驾驶。在信号系统设计时,依据线路的坡道、弯道及列车载重等状况,设计自动驾驶ATO曲线,自动调整行驶速度,掌握随行点使电动客车永久处于最正确运行状态,以便削减电耗,到达更进一步节能的目的。

　　城市轨道交通的高架线路具有建设安全风险小、建设速度快、投资见效快、运营本钱低等优点。尤其是节约运营期的能耗,高架线的运营能耗仅为地下线的

　　,节能效果明显。但是多数已建高架线用于大运量城市轨道交通系统上,由于承受了较大轴重A、B型车辆,已运营高架线的振动、噪声对沿线居住环境、土地的经济价值确实存在肯定的负面影响。所以应当加快开展“环保型高架系统”的争论,马上高架线路的桥梁梁式、减振降噪综合掌握、景观等作为一体进展综合争论。力求解决高架线的振动噪声、景观协调、沿线土地利用等问题,为扩大高架线路的敷设供给技术支持,也才能取得城市轨道交通低耗资、高效益的目的。综合轨道、轨旁减振降噪系统的技术措施,力求局部代替或取消声屏障。适合敷设高架线的环境条件及技术条件争论。车辆、轨道的减振降噪技术和产品已有较系统的争论。目前应加快开展桥梁梁式对噪声尤其是构造二次噪声的影响争论,如争论城市轨道交通u型梁高架线系统等等。同时也需要开展适合高架线敷设方式的系统制式,应承受低噪声的系统制式,如直线电机系统、跨座式单轨系统等。

　　储能式轻轨车最大亮点:以超级电容储能器为动力能源,具有大电容,高比功率,高比能量等高性能指标,特别能适应城市轻轨交通频繁起停的特点:全线无需地面或架空供电系统,而是充分利用乘客的上下车时间,在停站的30S内快速完成充电,一次充电后能连续行驶2KM,到达下一个站点时再次充电。基于能量最优模式的自动驾驶掌握运行和运行智能化联运联控治理模式。这样不仅为车辆运行带来极大便利,而且由于全线无供电网运行,可实现无输电损耗,无弓网磨损,从而到达能量的高效利用的目标:能量的高效利用率高达80%以上,比目前运行的城市轨道车辆能量回馈利用率提高了一倍以上。

　　此外,储能式轻轨具有明显的经济优势。一是投资本钱低:既有地铁建设本钱为5—8亿/km,一般轻轨建设投资为2—3亿/km,而储能式轻轨投资仅为1

　　—2亿/km。二是运营本钱低:城市轨道交通系统总能耗约占全部运营本钱的40%

　　—50%,牵引能耗本钱占其2/3,关心能耗本钱占其1/3;储能式轻轨制动能量可高回收,总能耗可占30%—40%。储能式轻轨交通具有绿色、低碳、美观三大优势,集敏捷、安全、便捷于一身,其突出绿色智能理念将引领世界轨道交通将来的进展。相对于传统的地铁和一般轻轨交通系统,储能式轻轨的建设和运营的门槛较低,它在我国近百座中小型城市中推广具有很好的前景。

　　在设计初期,应依据用电负荷的分布特点,在负荷中心合理设置照明配电室,以削减线路损耗;合理划分照明供电回路,依据客流的多少,合理投切照明回路,以削减电能损耗。

　　公共区照明灯具选用节能型荧光灯。车辆段大空间的照明场所承受金属卤化物灯等照明光源,全部气体放电灯均配以无功补偿装置,以提高功率因素。

　　在站厅或出入口通道等安装广告灯箱之处,照明设计计算照度时应兼顾广告照明对公共区照明的影响,以尽可能地削减照明灯具的数量。在列车停运后,关闭车站的广告照明灯箱,以到达节能的目的。

　　为便于列车司机在行车时具有良好的视觉环境,区间隧道内的工作照明灯在列车正常运营时最好关闭,在晚上修理作业时,可将其翻开。这样一方面便利了司机的行车驾驶,另一方面还到达了节能的目的。在列车运行时,区间隧道将只开应急照明,便于在紧急状况下,乘客的疏散和逃命,间接到达节能目的。区间工作照明、应急照明的掌握可在车站掌握室内进展。

　　车辆段、停车场照明灯具除选用金属卤化物灯并配以无功补偿外,在其室外道路照明承受光控与时问掌握相结合的掌握方式,到达节约能源的目的。

　　依据以上对车站照明节电的设计思路,在合理设计配线回路的根底上,制定多种照明运行模式,纳入地铁机电设备监控系统,可以自动或人工设置各种照明节电运行模式。

　　荧光灯是轨道交通照明中用的最多的光源之一,选用高效节能的荧光灯是节能行之有效的方法。如目前市场上T5节能荧光灯,由于其内部承受电子线路,—,从而降低了线路电流,削减线路损耗,到达节能目的。

　　电子镇流器是镇流器的一种,是指承受电子技术驱动电光源,使之产生所需照明的电子设备。电子镇流器分:荧光灯电子镇流器、高压钠灯电子镇流器、金属卤化物灯电子镇流器。“金卤灯电子镇流器”同样是金卤灯的重要电器附件,它的恒功率输出性能直接解决了传统金卤灯电感镇流器自身功率损耗大、系统功率因数低、体积大、重量重、有噪声、灯功率随电源电压的变化而变化、不便修理等缺点。

　　LED高效能已被普遍认可,它承受高亮度白色发光二极管作为光源,具有光效高、低损耗、低耗能、寿命长、易掌握、免维护、安全环保等特点,此外它还可以美化环境。

　　可在轨道交通车站站厅和站台公共区、车辆段的联合车库、停车列检库、运用库、车辆段上盖平台等大空间区域考虑设置智能照明掌握系统。例如,承受智能掌握面板掌握,可将某区域照明分多种灯光模式,如全开模式、全关模式、半

　　开模式等;承受时钟掌握模块定时掌握,可将此区域照明设定自动掌握状态,依据实际照明的使用状况,将一天的照明分为白天、晚上、深夜三个时段;承受照度传感器感光掌握,依据外界自然光的亮度自动开关掌握,当外界亮度很强时,关闭室内的照明回路,当外界照度不够时,系统自动开启相应的照明回路,补充照度。

　　通风空调系统作为地铁运行中的重要设备系统之一,担负着对地下空间的空气温度、湿度、空气流速和空气品质进展掌握的任务,据统计,通风空调系统的能耗约为地下线%以上,仅次于车辆牵引用电能耗,节能潜力巨大。

　　风机承受变频风机后,有较好的节能效果。但对于同一台风机,一样运行频率、不同运行模式下的实际运行功率有所差异,主要是由于管路特性曲线变化引起风机工作点发生变化,变化的幅度肯定程度上能够反映当时实际产生风量的差异。全风模式和全风模式的区分仅在于表冷器的开启与关闭,全风模式下,门式表冷器处于开启状态,风机无需抑制表冷器的阻力,表现在测试数据上,,%,节约了运行能耗。比照全风模式、送风和排风模式的测试数据,觉察其送、排风机的实际运行功率有所区分,但区分很小,考虑到其中的记录误差,可以认为由于出入口的面积较大,公共区承受机械送风、机械排风的方式,与承受机械排风、出入口自然进风或者机械送风、出入口自然排风两种方式产生的实际通风量差异不大,所以,承受后两种单排、单送的方式替代送、排的方式是很好的节能选择,而由于排风机的功率比送风机的功率有较大幅度的下降,所以,机械排风、出入口自然进风的方式是最为节能的方式。

　　地铁车站早、晚顶峰特点较为明显,尤以早顶峰温度上升较为明显。但是,由于现阶段冬季日间通风时间为10:00~18:00,故在日间平峰时段内,站厅温度受到机械通风及列车活塞风效应的影响较大,室外低温空气的引入会造成站厅温度偏低的状况,日间局部时段消灭接近5℃的低温。而该时段站台因有肯定的人员发热及列车等设备发热,受到室外低温空气的影响较小,日间站台温度根本维持在12~14℃。

　　相对实际承受的机械送风、机械排风的方式,机械排风、出入口自然进风方式节能幅度到达60%,但其缺点是室外空气不经过滤直接进入地铁,会带进一局部灰尘,假设担忧灰尘问题,可承受机械送风、自然排风的方式,也能收到40%左右的节能率。对于冬季,测试数据显示站厅、站台温度差距较大,说明列车运行活塞风对站厅的影响较大且站厅层的发热量较小,承受机械送风、自然排风的方式能够在肯定程度上抵消活塞风引入的室外空气,站台层的热量也会进入站厅层,对缩小差距有很大帮助。在风机运行时问上,早顶峰和晚顶峰进展通风较好,其他时段则应承受闭式运行方式,每日运行时问缩短4h,可节约50%的运行能耗。

　　其节能的效果可以到达预期效果。因此,依据实际人员流淌和季节温度变化的特点,优化设计方案,调整现有地铁通风空调系统布局,挖掘现有设备节能潜力,有着格外现实的指导意义。同时,也可以有效地降低大规模改造带来的本钱压力,为地铁线设计和建设供给帮助。

　　城市轨道交通停车场一般位于郊区,占地面积大,单体建筑多,功能分区明确,在利用阳光、空气、水、绿化、土壤等自然资源方面有着得天独厚的有利条件。停车场的节能应从方案设计阶段开头,通过确定合理的建筑规模,高效率地利用空间,以节约土地特别是耕地的占用量;同时,应将材料、技术的应用和高品位的建筑设计融为一体,到达节约投资、削减建筑能源消耗的目的。

　　由于停车场的选址远离市区噪声源和污染源,故应尽量利用自然通风,以改善建筑物内部环境。自然通风能为室内供给颖空气,有利于人们的身体安康,同时能有效实现被动式制冷,削减对空调的依靠,节约能源。为了有效利用自然通风,在建筑布局时应使建筑物面对夏季夜间风向;房间进深不宜过大,一般状况下平面进深不超过楼层净高的5倍。

　　从长远的观点看,充分利用雨水资源是格外值得推举的。雨水属于优质杂排水,主要污染物为灰尘,处理方法简洁。比方,目前上海轨道交通1号线梅陇基地的停车场水费支出一年就达数百万元,格外有必要开展节能争论。设计中在洗车库四周设置了沉淀过滤池的地埋式洗车废水回用装置。该装置对洗车废水进展矿油分别等处理后循环使用,因此完全可以用经过处理的雨水来替代自来水作为洗车用水。停车场可以实行生产、生活污水分流制,以及雨、污水分流制,雨水系统纳人场内建雨水泵站,就近排人六里塘。这种设计为雨水的回收利用带来了便利。依据停车场的平面布置,可利用停车场的运用检修库、洗车库、镟轮库、材料库等屋面原有天沟排水系统收集雨水进展循环利用。

　　一般来说,停车场运用检修库夏季室内高温闷热。如上海轨道交通3号线石龙路运用检修库由于是钢构造彩钢板建筑形式,保温隔热效果不佳,夏季白天室内温度高达40℃。而上海轨道交通4号线蒲汇塘停车场运用检修库承受预应力混凝土构造,屋面植被绿化,比较好地降低了室内的温度;但是预应力混凝土构造由于屋面自重较重,框架柱截面较大,削减了库内的使用空间,且混凝土构造在建筑废弃后难以再利用和降解,因此这种形式不建议推广。富锦路停车场运用检修库吸取了上述两种形式的优点,承受现浇钢筑混凝土排架构造,屋面承受网架构造,屋面透光性好,自重较轻;但夏天阳光照耀仍可能引起室内温度过高,可以通过在屋面顶部安装喷洒蒸发装置对屋面进展冷却。

　　把自然光引进室内照明,不仅节约资源,保护环境,还可以制造出舒适的光照环境,有益于身心安康。大面积的窗户采光较好,但也会带来更多的热损失。窗户的数量和面积应依据建筑形式处理要求、自然光照和能耗等综合确定。比较合理的阅历值是窗户面积为室内面积的20%左右。相对于墙面上的窗户,透亮屋顶将供给更好、更广泛的自然照明,但简洁引起室内温度过高。停车场的运用检修库、洗车库等操作工区假设选择在屋面顶部安装喷洒蒸发装置,可考虑承受由阳光板或亚克力材料制作的透亮屋顶,或增加采光带的面积,以获得更好的照明效果。此外,办公楼承受玻璃中庭向上局部渐渐扩大,将能获得更多的自然光线。进深较大的餐厅或开放式办公区为充分利用自然光,在必要的状况下可利用反光板采光。

　　恰当的绿化是改善城市和建筑物微气候环境的有效生态因素。建筑物四周的绿化在夏季可有效降低地表温度,从而为室内的自然通风供给可能;浓荫可以代替遮阳板起到防止太阳热辐射的作用;植被可吸取二氧化碳而提高空气中的氧含量,是室内空气质量的最正确保证。停车场信号楼内主要安置信号设备,屋面面积大小适中、防水层处理较好、构造结实,格外适于进展屋顶绿化。屋顶绿化可滞留50%的雨水,削减对排水设施的依靠。此外,植物屋顶能保持比较稳定的室内温度与温度条件,还有额外的隔音、消声功能,可以改善信号楼的生态环境。门卫室、材料库宜承受墙面绿化,使建筑物与四周景观融为一体综合办公楼可在中庭承受室内绿化,以改善室内温度、湿度和空气舒适度。水也是一个重要的生态要素,可以用来冷却空气。在综合办公楼四周挖人工池塘,将综合办公楼屋面及四周道路收集到的雨水送人池塘作为水源,并将进风口设在水面四周以冷却空气,到达自然通风降温的效果。在汛期,此池塘也可以起到泄洪作用。

　　目前国内外的扶梯节能应用主要有无人停梯、无人爬行、星一三角转换三种模式。无人停梯、无人爬行模式实现空载工况下的节能,星一三角转换模式实现轻载工况下的节能,分别是靠无人乘梯工况下减速运行或提高电机在轻载工况下工作效率的方式节能,受无人乘梯时间或提高电机效率范围的限制,节能效果都在10%以内。而信息化和变频调速技术的节能应用从减小输出功率和减低损耗两方面人手,较全面地解决扶梯在各种工况下的节能问题,节能效果一般在30%以上,并且在启动性能、运行性能、电气性能方面全面优于上述节能模式。

　　扶梯的运行时间每天达10小时以上,但运行在额定负载下的时间很短,大量扶梯大多时间都处于空载或轻载的状况下运行。特别是城市轨道交通,为了高

　　(理论输送力量是11700人/h),;轨道交通主要是周期性的顶峰客流,一般时段的客流量较小,而且空载运行的状况也比较多,消耗大量电能。

　　输出功率与转速呈线性关系,电机速度下降时,电机的输出功率将减小,实现节能应用。

　　负载的减小会引起电机的工作效率的下降。原理上,在轻载条件下,假设可以将过剩的励磁电流削减到仅仅与保持负荷的恒定转矩相匹配,使电机的工作效率提高就能减低损耗,实现节能应用。深圳地铁扶梯承受变频器的节能掌握方式减低损耗。变频器的节能模式协作扶梯的分时段运行,能较全面地解决扶梯在各种运行工况下的节能问题,获得了最大的节能效果。

　　扶梯是特种安全设备,乘客的安全始终是第一位的,应尽量减小调速的频度,而且客流很分散,不宜对扶梯进展实时调速,因此分时段运行是比较好的选择,也就是扶梯依据预先设定的速度时刻表运行。—,时间段可任意设置,但扶梯处于空载工况时,,不受速度时刻表的限制。

　　,当有乘客进入探测区域时,光电感应装置马上向掌握系统发出信号,扶梯开头加速直至到达默认速度。这一过程在变频器掌握下渐渐地、平稳地完成,乘客并不会感觉到扶梯速度有明显的变化。在一段时间内,无乘客使用时,。

　　扶梯的整个运行过程中,驱动主机始终和变频器相连,由变频器掌握其运行。扶梯掌握器通过RS485接口与变频器进展数据交换,依据BAS系统下发的速度时刻表对变频器进展频率调整,实现扶梯的无级调速掌握。当扶梯减速或重载下行时,电机处于再生制动状态,特别是重载大提上升度的扶梯,经过模拟测试,其再生能源是比较大的。对于不宜承受能耗电阻的扶梯,选择能源回馈模块处理再生能源。

　　承受计算机、现场总线、通讯技术,为全地铁的扶梯构建一个信息共享的平台,实现在掌握中心、车站掌握室、修理中心远程设置扶梯的速度时刻表及系统

　　时钟校对,扶梯运行、报警、故障信息的实时上传,实现了治理自动化。扶梯通过485接口与BAS通讯掌握器通讯,实现速度时刻表的设置、系统时钟校对以及状态信息的实时上传。

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