城市軌道列車節能優化控制研究

商亮

摘要：城市軌道列車是城市交通系統中最主要的部分，由于城市交通系統的不斷發展和完善，城市軌道列車也需要不斷地優化和改變，優化控制的標準指的是將過去原有的列車及其線路進行節能上的轉變，通過對城市軌道列車的消耗進行分析，從城市軌道列車的排放、列車類型、重量等等方面進行對應的措施改善，達到科學合理的城市軌道列車節能優化的控制效果。本文將重點從城市軌道列車的概念及其消耗等對其進行節能優化的研究，在確保其節能效果的同時也使優化方案更加的科學合理，為城市軌道列車節能方案的優化研究給予一定的幫助。

關鍵詞：城市軌道;列車;節能優化

引言：城市軌道列車的整個系統不僅僅需要確保其運輸的流通性，還要保證其節能減排可持續發展的特點，所以這將為城市軌道列車的工程帶來一定的困難，無論是在城市軌道列車上的規劃還是線路上的規劃，只要規劃的不科學合理，就將會產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，就必須著重的對整個列車進行科學的優化設計，對列車的消耗進行實際的考察，并且根據實際情況進行節能優化方案的設計。因此，本文將從優化列車的幾個方面進行闡述優化策略的重點，希望能為城市軌道列車在節能優化上給予必要的幫助。

一、城市軌道列車節能優化概述

在軌城市軌道列車進行節能優化之前，首先必須得對整個列車的運輸消耗進行分析，有一定的了解。當下我國城市在促進可持續發展事業上有了新的方向，而在此過程中的城市軌道運輸系統也受到了一些影響，但是由于城市軌道列車的需求量過大、投資成本過高，所以導致在節能優化上面的控制并不完善，改進的也不夠及時。因此，在開展列車節能優化工作的時候，相關的工作人員必須先對現有城市的軌道列車進行一個系統的耗能檢測，在檢測的同時必須還要細化的每個細節環節都的檢測中，同時根據城市原有的節能方案進行實際情況的分析和進一步的優化工作[1]。另

二、城市軌道列車能源消耗因素研究

城市軌道列車的能源消耗因素有較多中，主要的可以被分為：列車的類型、列車的分組、列車所擁有的重量、列車在行駛情況下制動牽引的能力、列車的操控方法、正常運輸過程中的線路、站與站之間的距離等等方面的設計研究。

三、城市軌道列車節能優化控制的研究方案

1、 城市軌道列車的類型

城市軌道列車屬于城市交通工具中重要并且特殊的群體，城市軌道列車所運輸的路線在規劃之時已經基本確定，然而大部分的城市軌道列車的使用運用壽命基本上在40年左右，所以在城市軌道列車使用壽命內所運輸的線路列車類別是不會發生變化的，并且在列車上的較大一部分設施設備都是相對比較固定不會發生變化的。針對城市軌道列車上的較多設備不能因為技術的發展而改變，但是可以稍作調整的來達到節能優化控制的目的[2]。

1.1軌道列車內部客室的照明燈的改變

可以將軌道列車內部的照明燈進行替換，換成LED的燈管。因為，熒光燈的內部擁有的金屬物質會造成環境的重度污染，并且熒光燈還存在功率較高、使用壽命短、極大消耗量、后續維修過程較大等等缺點，但是LED燈主要使用的光源是二極管，它的最大優勢就是避開了熒光燈的所有缺點，同時符合節能的特點。

1.2軌道列車內部的空調進行調整

傳統的軌道列車的供電頻率是不能更改的，定頻的空調壓縮機所使用的轉身基本上不會發生改變，要想調節室內溫度只能靠不斷地開啟和關閉壓縮機來實現。如果將軌道列車內部的空調改變為變頻的空調，那么變頻空調內部的變頻器將會根據實際情況來更改壓縮機的供電頻率，對壓縮機的轉速進行對應的調節，同時達到調控軌道列車內部空調溫度的作用，具有室內溫度波動較小、電能源消耗較少等等優勢。

2、城市軌道列車的編組

由于城市軌道列車所需要編組的數量較大，因此隨之而來的則是列車所需要的牽引力就會變得很大，同時能源消耗就會提高。所以在城市軌道列車的編組上可以進行適當的調整：可以按照城市軌道交通列車的運營時間、休息時間等等高峰時間的最大客流量與軌道列車的運營時間進行結合分析，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的動態性的編組優化方案模式，由此使得能源的使用率有所提高。

3、城市軌道列車的重量

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

在軌道列車的新車選擇的時候，應該實現軌道列車重量輕化的目的，而該目的實現的關鍵之處在于列車本體的重量輕化。因為軌道列車的整體重量是占整個列車的最重要的比重，基本上有四分之一的占比，因此可以在軌道列車的制作上使用輕化的材料。另外，軌道列車內部的連接材料和方式、內部安裝的材料等等都會對軌道列車的重量造成一定的影響，所以在選擇是必須要謹慎。

4、軌道列車的操控方法

城市軌道列車的操控方法也會極大的對消耗能力產生影響。根據有關的資料顯示，人工駕駛狀態下的牽引力能源消耗量基本上都是高于自動駕駛狀態下的牽引力能源消耗量。所以，對于軌道列車的操控方法可以進行以下的節能方式[3]。

在軌道列車使用的時候，應該盡可能的使用軌道列車自動控制的方式節能，電動的軌道列車可以使用計算機控制的方式進行自動駕駛。在信號的相關系統制作時，可以按照實際運行的線路所要經歷的坡度、曲線半徑、站與站之間的距離、軌道列車的實際載重等等因素來對軌道列車的自動駕駛曲線進行設計，對于自動駕駛的速度進行自動的調節，對隨行點進行對應的管控，使得軌道列車能夠較久的處于一個最佳的自動形式模式，進而便于減少電能源的消耗，達成節能的效果。

5、根據實際情況設計線路的坡度、曲線半徑以及站與站的距離

在城市軌道列車設計和規劃線路的時候，必須整體的考慮軌道列車線路正常運營后的能源消耗的問題。并且按照實際的情況設計和規劃線路的坡度、曲線半徑以及站與站的距離。

參考文獻：

[1]趙樹剛.城市軌道交通線路中列車節能優化探析[J].中國科技投資，2017（18）

[2]薛亮，劉小玲.城市軌道交通列車車輛節能策略研究[J].綠色環保建材，2017（3）：19.

[3]龍廣錢，尹遜政.城市軌道交通列車節能控制策略研究[J].鐵路計算機應用，2018，v.27;No.256（07）：98-102.

*國家重點研發計劃資助課題（2016YFB1200504）{在頁腳處標注}