城市軌道交通節(jié)能管理探討與措施分析

李軍，王亮，朱國(guó)琦

（南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司，南寧530000）

1 城市軌道交通能耗的主要特征

城市軌道交通系統(tǒng)由車輛、供電、通信、信號(hào)、環(huán)控、自動(dòng)化、屏蔽門、電扶梯等各個(gè)專業(yè)設(shè)備匯集而成，屬于一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程。隨著我國(guó)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，能夠促使城市軌道交通將大量的新設(shè)施與新技術(shù)加以運(yùn)用，在能源的消耗方面，具有以下幾種特征。

1.1 電力是主要能源

城市軌道交通所使用和消耗的能源包括電力、水、燃油和燃?xì)?。城市軌道交通運(yùn)營(yíng)列車和機(jī)電設(shè)備主要依靠電力驅(qū)動(dòng)，空調(diào)設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)生活會(huì)消耗一定的水資源，同時(shí)設(shè)備檢修和生產(chǎn)生活還有少量可以忽略不計(jì)的燃油、燃?xì)獾南?。可?jiàn)，電力能耗是節(jié)能管理工作首先需要管控的目標(biāo)。

1.2 能耗峰谷明顯

城市軌道交通一年四季不間斷運(yùn)行，每日運(yùn)營(yíng)時(shí)間以早5：00～晚12：00，運(yùn)營(yíng)期間電力消耗的占比達(dá)到90%，在運(yùn)營(yíng)結(jié)束之后，還需要開展相應(yīng)的列車與設(shè)備調(diào)試、設(shè)施設(shè)備檢修維護(hù)等工作，會(huì)產(chǎn)生少量生產(chǎn)用電。

另外，由于全球正在發(fā)生氣候變暖，導(dǎo)致多數(shù)城市的夏季高溫時(shí)間較長(zhǎng)，在城市軌道交通運(yùn)行期間，需要運(yùn)用大量的空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)季節(jié)一般6個(gè)月左右，北方地區(qū)冬季寒冷還需要供暖。由于空調(diào)系統(tǒng)的大量應(yīng)用，會(huì)導(dǎo)致電力的消耗加大。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在城市軌道交通運(yùn)行期間，受到空調(diào)系統(tǒng)電力消耗的比重超出50%，遠(yuǎn)高于城市軌道交通中其他照明用具所消耗的電力【1】。

1.3 受設(shè)備運(yùn)行影響大

城市軌道交通有地面線、地下線及高架線等多種制式，不同地域不同線路的設(shè)施設(shè)備差異巨大，各地城市軌道交通的設(shè)計(jì)理念、設(shè)備選取和運(yùn)營(yíng)管理方式不同，如何通過(guò)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)和有效管控，既保證運(yùn)營(yíng)質(zhì)量又實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是行業(yè)面臨的共同難題。

2 城市軌道交通節(jié)能的主要工作思路

對(duì)于城市軌道交通而言，電力消耗是其最為關(guān)鍵的控制目標(biāo)，因此，想要將電力消耗進(jìn)行節(jié)約，則必須通過(guò)以下3個(gè)方面來(lái)開展：

1）需要減少不必要的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行與數(shù)量，使之與運(yùn)營(yíng)需求相匹配，例如：對(duì)變壓器容量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，將非運(yùn)行期間的照明數(shù)量減少。

2）將設(shè)備的運(yùn)行方式與運(yùn)行效率進(jìn)行提升，并將其電力消耗降低，例如：對(duì)電梯或環(huán)控設(shè)施采取節(jié)能運(yùn)行圖、變頻器或是節(jié)能坡方式進(jìn)行電力節(jié)約。

3）采取新能源設(shè)施將電能進(jìn)行替代。例如：采取風(fēng)力發(fā)電、地?zé)崮芸照{(diào)或是太陽(yáng)能光源等。這些需要爪好城市軌道交通從設(shè)計(jì)至運(yùn)營(yíng)期間的每個(gè)環(huán)節(jié)，才能夠獲取更高的效率。

2.1 城市軌道交通節(jié)能理念及設(shè)計(jì)

現(xiàn)如今，全世界城市軌道交通已經(jīng)存在了百年，但對(duì)我國(guó)而言，現(xiàn)代化的城市軌道交通大規(guī)模發(fā)展只有近10a的歷史。在此領(lǐng)域中，對(duì)于節(jié)能方面的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)確立涉及還較少。另外，西方國(guó)家在此方面也沒(méi)有做出系統(tǒng)化的工作，我國(guó)很難借鑒相應(yīng)的節(jié)能策略。所以，在開展城市軌道交通設(shè)計(jì)工作期間，必須提出合理的節(jié)能觀念，從而提升節(jié)能效果。通過(guò)對(duì)城市軌道交通現(xiàn)狀的觀察，建設(shè)一條綠色節(jié)能的線路，應(yīng)該從線路走向、建筑以及車輛、運(yùn)行、供電系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)施等設(shè)計(jì)方面入手，對(duì)運(yùn)行圖的編制加入節(jié)能思路。當(dāng)前，我國(guó)在此類領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成果，例如：車輛再生制動(dòng)、節(jié)能坡、弱電專業(yè)UPS綜合化、供電系統(tǒng)變化器容量合理化、太陽(yáng)能、節(jié)能設(shè)施的應(yīng)用等。為了能夠獲取更好的節(jié)能效果，在開展設(shè)計(jì)工作期間，需要對(duì)節(jié)能的系統(tǒng)性加以思考，將單項(xiàng)節(jié)能措施加以運(yùn)用，從而對(duì)各專業(yè)的接口進(jìn)行處理，提升節(jié)能的效率。

2.1.1 節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用及前提條件

現(xiàn)如今，節(jié)能設(shè)備和方法多、技術(shù)日漸成熟，在各行業(yè)應(yīng)用已較為普遍。通常，主要是引入列車再生制動(dòng)能量利用、節(jié)能型照明光源及智能控制、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)變頻和風(fēng)水聯(lián)動(dòng)控制、自動(dòng)扶梯變頻和相控技術(shù)等來(lái)開展節(jié)能工作。另外，對(duì)再生能源發(fā)電設(shè)施加以運(yùn)用。例如：風(fēng)能、太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)。但城市軌道交通對(duì)安全性的要求較高，在運(yùn)用節(jié)能方法的同時(shí)，需研究和關(guān)注其對(duì)其他設(shè)備的影響，特別是電子整流設(shè)備，通常會(huì)給供電系統(tǒng)帶來(lái)諧波問(wèn)題，還會(huì)造成一定的電磁干擾。因此，在開展城市軌道交通節(jié)能工作期間，必須要嚴(yán)格管控節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用，不僅要考慮其節(jié)能效果，同時(shí)也要進(jìn)行必要的試驗(yàn)和論證其對(duì)相關(guān)專業(yè)設(shè)備的影響，避免給城市軌道交通的正常運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。

2.1.2 合同能源管理模式的應(yīng)用

現(xiàn)如今，城市軌道交通雖然屬于公共服務(wù)平臺(tái)，但由于市場(chǎng)化運(yùn)行正在不斷推廣，對(duì)公共服務(wù)平臺(tái)的成本管控也變得非常關(guān)鍵。受到種種因素的影響，當(dāng)前節(jié)能工作的經(jīng)濟(jì)收益不夠突出，一些城市甚至發(fā)生了節(jié)能不節(jié)資金的現(xiàn)象，因此，將節(jié)能工作做好的同時(shí)將成本進(jìn)行節(jié)省已是迫在眉睫需要解決的問(wèn)題。在市場(chǎng)化運(yùn)作中，合同能源管理屬于全新的節(jié)能體系，主要是節(jié)能企業(yè)與客戶簽訂能源服務(wù)合同，從而執(zhí)行節(jié)能項(xiàng)目，為客戶帶來(lái)能源項(xiàng)目的診斷與可行性分析。合同能源管理，目前已經(jīng)在其他行業(yè)中得到了較為廣泛、普遍的運(yùn)用，受到了各地區(qū)各行業(yè)的大力推廣，但在城市軌道交通中的運(yùn)用還沒(méi)有普及，因此，在城市軌道交通建設(shè)與運(yùn)營(yíng)期間，可以將其運(yùn)用其中。

企業(yè)的管理審計(jì)是對(duì)企業(yè)的業(yè)績(jī)、各種決策進(jìn)行一定的審核，同時(shí)對(duì)企業(yè)的業(yè)績(jī)或者企業(yè)發(fā)展的目標(biāo)、策劃、方針及各類具體步驟提出有利的意見(jiàn)，采用相應(yīng)的科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)方法，并對(duì)所決定的決策效果提出意見(jiàn)建議。其目的是為了企業(yè)能夠迅速并且正確的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以改進(jìn)工作，提高管理工作效率，增加經(jīng)濟(jì)效益，從而使得企業(yè)能夠長(zhǎng)時(shí)期有秩序的運(yùn)行并且做到有規(guī)劃的發(fā)展[1]。

2.1.3 加強(qiáng)日常管理提高節(jié)能效果

通過(guò)對(duì)我國(guó)各城市以及相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)于節(jié)能的成果最主要還是在日常的管理工作中得到體現(xiàn)。在城市軌道交通運(yùn)行期間，將日常的節(jié)能管理工作強(qiáng)化，可以大力地發(fā)揮節(jié)能效果。通?？梢圆扇∫韵聨c(diǎn)措施。

1）建立有效制度

對(duì)于節(jié)能工作而言，并不是一朝一夕能夠完成的，一方面，應(yīng)通過(guò)設(shè)施使用、績(jī)效評(píng)判、新技術(shù)研究等方面展開制度的建立并長(zhǎng)期執(zhí)行，如北京、江蘇等地已出臺(tái)相應(yīng)的地方標(biāo)準(zhǔn)用以指導(dǎo)城市軌道交通能耗的管控與節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用；另一方面，運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)組建節(jié)能管理機(jī)構(gòu)，由企業(yè)的管理層領(lǐng)導(dǎo)親自負(fù)責(zé)，對(duì)節(jié)能策略、工作目標(biāo)、工作計(jì)劃、節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、節(jié)能數(shù)據(jù)分析、節(jié)能績(jī)效考核等工作進(jìn)行管理，才能夠有效推動(dòng)節(jié)能的日常管理，使節(jié)能管理制度得以高效的貫徹。2）加強(qiáng)宣傳教育

對(duì)于節(jié)能工作的意義，必須要做大力的宣傳，由于城市軌道交通的建設(shè)具有一定的特殊性，因此，工作人員必須要對(duì)相關(guān)的節(jié)能策略、機(jī)制有充分的了解與學(xué)習(xí)，同時(shí)，也需要向乘客之間展開宣傳工作，從而保障節(jié)能工作的共同開展。

2.2 城市軌道交通能耗指標(biāo)和計(jì)量

現(xiàn)如今，城市軌道交通正值高速發(fā)展期，設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)營(yíng)相關(guān)的大量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范已編制與實(shí)施，但國(guó)內(nèi)鮮有節(jié)能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，所以，運(yùn)營(yíng)單位難以對(duì)城市軌道交通線路能耗水平展開量化的評(píng)估。為了充分了解線路的能耗水平，確定節(jié)能的目標(biāo)，需要將各個(gè)地區(qū)的實(shí)際運(yùn)行狀況作為依據(jù)，建立健全城市軌道交通的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，以完善節(jié)能評(píng)估體系。

2.2.1 能耗指標(biāo)的分類及考核指標(biāo)選擇

對(duì)于城市軌道交通而言，其能耗指標(biāo)需要通過(guò)不同的角度來(lái)加以分析。通常主要包含以下幾點(diǎn)。

kW·h/（人·km），是指客運(yùn)周轉(zhuǎn)量與單線年度總耗電量的比值。

2）與客流量掛鉤

kW·h/（人·次），也就是客流量與單線年度總耗電量的比值。

3）與運(yùn)能掛鉤

kW·h/（車·km），也就是列車總行駛公路與單線年度總耗電量的比值。

4）與票務(wù)收入掛鉤

kW·h/元，也就是票務(wù)收入與單線年度總耗電量的比值。

現(xiàn)如今，在城市軌道交通中，需要多個(gè)專業(yè)體系組成，對(duì)于能耗指標(biāo)，需要按照系統(tǒng)的方式展開分類。單看電力能耗，一般分為牽引用電和動(dòng)力照明用電，動(dòng)力照明用電還可細(xì)分為通風(fēng)空調(diào)、電扶梯、照明、給排水、屏蔽門、通信、信號(hào)、其他專業(yè)系統(tǒng)、廣告和商業(yè)用電等。這些能耗指標(biāo)可以將城市軌道交通能耗與各個(gè)方面的關(guān)系加以體現(xiàn)，利用分類計(jì)算、分類統(tǒng)計(jì)的方式，來(lái)對(duì)能耗的變化趨勢(shì)以及實(shí)際狀況加以掌握。

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能工作的目標(biāo)，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)單位通常會(huì)建立節(jié)能考核指標(biāo)。在確立節(jié)能考核指標(biāo)時(shí)，既要對(duì)城市軌道交通的公益性特征進(jìn)行思考，也要對(duì)運(yùn)營(yíng)服務(wù)的特征加以研究，對(duì)于已開通多條線路的運(yùn)營(yíng)單位而言，應(yīng)該根據(jù)不同的線路提出不同的考核指標(biāo)。為了能夠反映運(yùn)營(yíng)服務(wù)的實(shí)際工作情況，對(duì)于與運(yùn)能掛鉤的能耗指標(biāo)必須予以思考與選取，以此展開節(jié)能考核工作。

2.2.2 節(jié)能評(píng)價(jià)體系

為了精準(zhǔn)地判定線路能耗水平，在開展設(shè)計(jì)工作期間，必須要對(duì)地理?xiàng)l件、服務(wù)水平、客流情況、當(dāng)?shù)貧夂虻葍?nèi)容做出綜合的考慮，同時(shí)將線路能耗相關(guān)的各個(gè)因素展開分類，將因素影響的程度作為依據(jù)，從而確立數(shù)學(xué)模型，并且通過(guò)細(xì)致的計(jì)算后，將量化的線路能耗作出評(píng)判。同時(shí)還應(yīng)該將城市軌道交通在不同運(yùn)行階段產(chǎn)生的不同能耗作為依據(jù)，對(duì)能耗評(píng)判結(jié)果做出分析。同時(shí)，在線路投入運(yùn)營(yíng)后，還應(yīng)該將實(shí)際的線路能耗作為依據(jù)，展開統(tǒng)計(jì)與分析，與最初的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比和評(píng)判，對(duì)既有線路運(yùn)營(yíng)期間的節(jié)能管理水平進(jìn)行高效的評(píng)判，從而確立與完善城市軌道交通的能耗評(píng)判機(jī)制。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市軌道交通近年來(lái)發(fā)展迅猛，城市軌道交通的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)能夠給我國(guó)廣大群眾的日常出行帶來(lái)巨大的幫助，推動(dòng)我國(guó)交通行業(yè)的大力發(fā)展。但在城市軌道交通的節(jié)能管理工作方面，依然存在著一定的不足，導(dǎo)致節(jié)能效果達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。因此，本文主要圍繞城市軌道交通中節(jié)能管理的相關(guān)措施展開分析，從而促使我國(guó)節(jié)能目標(biāo)能夠予以達(dá)成，促使我國(guó)的交通行業(yè)能夠獲得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)、穩(wěn)健的發(fā)展。