城市軌道列車(chē)節(jié)能優(yōu)化控制研究

商亮

摘要：城市軌道列車(chē)是城市交通系統(tǒng)中最主要的部分，由于城市交通系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，城市軌道列車(chē)也需要不斷地優(yōu)化和改變，優(yōu)化控制的標(biāo)準(zhǔn)指的是將過(guò)去原有的列車(chē)及其線路進(jìn)行節(jié)能上的轉(zhuǎn)變，通過(guò)對(duì)城市軌道列車(chē)的消耗進(jìn)行分析，從城市軌道列車(chē)的排放、列車(chē)類(lèi)型、重量等等方面進(jìn)行對(duì)應(yīng)的措施改善，達(dá)到科學(xué)合理的城市軌道列車(chē)節(jié)能優(yōu)化的控制效果。本文將重點(diǎn)從城市軌道列車(chē)的概念及其消耗等對(duì)其進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的研究，在確保其節(jié)能效果的同時(shí)也使優(yōu)化方案更加的科學(xué)合理，為城市軌道列車(chē)節(jié)能方案的優(yōu)化研究給予一定的幫助。

關(guān)鍵詞：城市軌道;列車(chē);節(jié)能優(yōu)化

引言：城市軌道列車(chē)的整個(gè)系統(tǒng)不僅僅需要確保其運(yùn)輸?shù)牧魍ㄐ?，還要保證其節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)，所以這將為城市軌道列車(chē)的工程帶來(lái)一定的困難，無(wú)論是在城市軌道列車(chē)上的規(guī)劃還是線路上的規(guī)劃，只要規(guī)劃的不科學(xué)合理，就將會(huì)產(chǎn)生不必要的能源損耗。如果想較大程度的減少不必要的消耗，就必須著重的對(duì)整個(gè)列車(chē)進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)列車(chē)的消耗進(jìn)行實(shí)際的考察，并且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)。因此，本文將從優(yōu)化列車(chē)的幾個(gè)方面進(jìn)行闡述優(yōu)化策略的重點(diǎn)，希望能為城市軌道列車(chē)在節(jié)能優(yōu)化上給予必要的幫助。

一、城市軌道列車(chē)節(jié)能優(yōu)化概述

在軌城市軌道列車(chē)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化之前，首先必須得對(duì)整個(gè)列車(chē)的運(yùn)輸消耗進(jìn)行分析，有一定的了解。當(dāng)下我國(guó)城市在促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展事業(yè)上有了新的方向，而在此過(guò)程中的城市軌道運(yùn)輸系統(tǒng)也受到了一些影響，但是由于城市軌道列車(chē)的需求量過(guò)大、投資成本過(guò)高，所以導(dǎo)致在節(jié)能優(yōu)化上面的控制并不完善，改進(jìn)的也不夠及時(shí)。因此，在開(kāi)展列車(chē)節(jié)能優(yōu)化工作的時(shí)候，相關(guān)的工作人員必須先對(duì)現(xiàn)有城市的軌道列車(chē)進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的耗能檢測(cè)，在檢測(cè)的同時(shí)必須還要細(xì)化的每個(gè)細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)都的檢測(cè)中，同時(shí)根據(jù)城市原有的節(jié)能方案進(jìn)行實(shí)際情況的分析和進(jìn)一步的優(yōu)化工作[1]。另

二、城市軌道列車(chē)能源消耗因素研究

城市軌道列車(chē)的能源消耗因素有較多中，主要的可以被分為：列車(chē)的類(lèi)型、列車(chē)的分組、列車(chē)所擁有的重量、列車(chē)在行駛情況下制動(dòng)牽引的能力、列車(chē)的操控方法、正常運(yùn)輸過(guò)程中的線路、站與站之間的距離等等方面的設(shè)計(jì)研究。

三、城市軌道列車(chē)節(jié)能優(yōu)化控制的研究方案

1、 城市軌道列車(chē)的類(lèi)型

城市軌道列車(chē)屬于城市交通工具中重要并且特殊的群體，城市軌道列車(chē)所運(yùn)輸?shù)穆肪€在規(guī)劃之時(shí)已經(jīng)基本確定，然而大部分的城市軌道列車(chē)的使用運(yùn)用壽命基本上在40年左右，所以在城市軌道列車(chē)使用壽命內(nèi)所運(yùn)輸?shù)木€路列車(chē)類(lèi)別是不會(huì)發(fā)生變化的，并且在列車(chē)上的較大一部分設(shè)施設(shè)備都是相對(duì)比較固定不會(huì)發(fā)生變化的。針對(duì)城市軌道列車(chē)上的較多設(shè)備不能因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展而改變，但是可以稍作調(diào)整的來(lái)達(dá)到節(jié)能優(yōu)化控制的目的[2]。

1.1軌道列車(chē)內(nèi)部客室的照明燈的改變

可以將軌道列車(chē)內(nèi)部的照明燈進(jìn)行替換，換成LED的燈管。因?yàn)?，熒光燈的?nèi)部擁有的金屬物質(zhì)會(huì)造成環(huán)境的重度污染，并且熒光燈還存在功率較高、使用壽命短、極大消耗量、后續(xù)維修過(guò)程較大等等缺點(diǎn)，但是LED燈主要使用的光源是二極管，它的最大優(yōu)勢(shì)就是避開(kāi)了熒光燈的所有缺點(diǎn)，同時(shí)符合節(jié)能的特點(diǎn)。

1.2軌道列車(chē)內(nèi)部的空調(diào)進(jìn)行調(diào)整

傳統(tǒng)的軌道列車(chē)的供電頻率是不能更改的，定頻的空調(diào)壓縮機(jī)所使用的轉(zhuǎn)身基本上不會(huì)發(fā)生改變，要想調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度只能靠不斷地開(kāi)啟和關(guān)閉壓縮機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果將軌道列車(chē)內(nèi)部的空調(diào)改變?yōu)樽冾l的空調(diào)，那么變頻空調(diào)內(nèi)部的變頻器將會(huì)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)更改壓縮機(jī)的供電頻率，對(duì)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)，同時(shí)達(dá)到調(diào)控軌道列車(chē)內(nèi)部空調(diào)溫度的作用，具有室內(nèi)溫度波動(dòng)較小、電能源消耗較少等等優(yōu)勢(shì)。

2、城市軌道列車(chē)的編組

由于城市軌道列車(chē)所需要編組的數(shù)量較大，因此隨之而來(lái)的則是列車(chē)所需要的牽引力就會(huì)變得很大，同時(shí)能源消耗就會(huì)提高。所以在城市軌道列車(chē)的編組上可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：可以按照城市軌道交通列車(chē)的運(yùn)營(yíng)時(shí)間、休息時(shí)間等等高峰時(shí)間的最大客流量與軌道列車(chē)的運(yùn)營(yíng)時(shí)間進(jìn)行結(jié)合分析，制定出即滿足客流量的需要又降低牽引力的城市軌道列車(chē)的動(dòng)態(tài)性的編組優(yōu)化方案模式，由此使得能源的使用率有所提高。

3、城市軌道列車(chē)的重量

軌道列車(chē)的自身重量是影響軌道列車(chē)整個(gè)牽引系統(tǒng)中電量的直接因素，軌道列車(chē)自身的重量越重，則在相同的牽引系統(tǒng)中所消耗的電能量也會(huì)越高。所以可以在軌道列車(chē)的重量上尋找一些節(jié)能的方法。

在軌道列車(chē)的新車(chē)選擇的時(shí)候，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)軌道列車(chē)重量輕化的目的，而該目的實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之處在于列車(chē)本體的重量輕化。因?yàn)檐壍懒熊?chē)的整體重量是占整個(gè)列車(chē)的最重要的比重，基本上有四分之一的占比，因此可以在軌道列車(chē)的制作上使用輕化的材料。另外，軌道列車(chē)內(nèi)部的連接材料和方式、內(nèi)部安裝的材料等等都會(huì)對(duì)軌道列車(chē)的重量造成一定的影響，所以在選擇是必須要謹(jǐn)慎。

4、軌道列車(chē)的操控方法

城市軌道列車(chē)的操控方法也會(huì)極大的對(duì)消耗能力產(chǎn)生影響。根據(jù)有關(guān)的資料顯示，人工駕駛狀態(tài)下的牽引力能源消耗量基本上都是高于自動(dòng)駕駛狀態(tài)下的牽引力能源消耗量。所以，對(duì)于軌道列車(chē)的操控方法可以進(jìn)行以下的節(jié)能方式[3]。

在軌道列車(chē)使用的時(shí)候，應(yīng)該盡可能的使用軌道列車(chē)自動(dòng)控制的方式節(jié)能，電動(dòng)的軌道列車(chē)可以使用計(jì)算機(jī)控制的方式進(jìn)行自動(dòng)駕駛。在信號(hào)的相關(guān)系統(tǒng)制作時(shí)，可以按照實(shí)際運(yùn)行的線路所要經(jīng)歷的坡度、曲線半徑、站與站之間的距離、軌道列車(chē)的實(shí)際載重等等因素來(lái)對(duì)軌道列車(chē)的自動(dòng)駕駛曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于自動(dòng)駕駛的速度進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)，對(duì)隨行點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的管控，使得軌道列車(chē)能夠較久的處于一個(gè)最佳的自動(dòng)形式模式，進(jìn)而便于減少電能源的消耗，達(dá)成節(jié)能的效果。

5、根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)線路的坡度、曲線半徑以及站與站的距離

在城市軌道列車(chē)設(shè)計(jì)和規(guī)劃線路的時(shí)候，必須整體的考慮軌道列車(chē)線路正常運(yùn)營(yíng)后的能源消耗的問(wèn)題。并且按照實(shí)際的情況設(shè)計(jì)和規(guī)劃線路的坡度、曲線半徑以及站與站的距離。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙樹(shù)剛.城市軌道交通線路中列車(chē)節(jié)能優(yōu)化探析[J].中國(guó)科技投資，2017（18）

[2]薛亮，劉小玲.城市軌道交通列車(chē)車(chē)輛節(jié)能策略研究[J].綠色環(huán)保建材，2017（3）：19.

[3]龍廣錢(qián)，尹遜政.城市軌道交通列車(chē)節(jié)能控制策略研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2018，v.27;No.256（07）：98-102.

*國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助課題（2016YFB1200504）{在頁(yè)腳處標(biāo)注}