城際軌道交通運營能耗體系建立與研究

張東海　楊松　楊石平

摘 要：本文從城際軌道交通營運能耗出發，首先分析研究了城際軌道交通的能耗特征，接著確立了城際軌道交通運營能耗的主要指標，進而根據選取的能耗指標，然后確立城際軌道交通運營能耗指標體系。

關鍵詞：城際軌道交通;能耗指標;指標體系

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國經濟的快速發展、城鎮化進程的不斷加快，低碳綠色出行已逐漸成為人們的共識，城市軌道交通憑借其準時、快速、舒適且運量大、污染少的特點，很好地契合了人們的需求[1-3]。由于城市群、塊狀或帶狀區域經濟的飛速發展，城市間的交流合作變得愈加密切、頻繁，城際通勤也日漸常態化，為了滿足區域內人們出行和加快區域經濟發展的需要，城際軌道交通應運而生[4]。

目前，國內尚未系統地針對城際軌道交通運營能耗監測和節能管控的研究，未形成一套較為科學的指標框架，因此，各地運營管理單位在能耗成本考核時指標不統一，給管理帶來了較大的難度;此外城際軌道交通的系統能耗問題不僅涉及節約能源、節約型城市的問題，還能響應政府提出的“碳達峰碳中和”口號。因此，在當前我國建設節約型社會、節約型城市交通的背景下，掌握城際軌道交通系統能耗特點，建立城際軌道交通運營能耗體系，然后制定節能措施與相應管控策略，可為相關行業提供能耗管理依據。

1 城際軌道交通運營能耗情況

1.1 主要能耗分類

城際軌道系統組成系統復雜，就各類能耗情況而言，可按照不同類別來分。車站能耗包括了電扶梯系統、動力照明系統、環控系統等;控制中心與綜合基地、停車場均包含了電能、熱力、燃氣、汽油、柴油等方面的能耗;線路和路網方面包含了牽引能耗、車站能耗和綜合能耗等。

1.2 主要能耗組成

其中車輛系統的電耗設備包括牽引、制動、車載照明、車載空調等，根據統計資料顯示，車輛系統的能耗大約占軌道交通系統總能耗的56%，其中牽引能耗是車輛系統的主要能耗，大約占比50%。車站設備系統的耗電設備包括通風空調、自動扶梯、車站照明等，軌道交通車站系統大約占總能耗的44%，其中通風空調系統是車站設備的主要能耗，大約占比50%。

2 能耗指標體系的建立

2.1 確立能耗指標原則

為了保證確立的指標的合理性，城際軌道交通能耗指標體系的建立需要遵循以下原則：

（1）客觀性原則：所建立的能耗指標體系需要能夠全面、準確地反映出系統能耗的整體情況，依據所統計的車站能耗數據，既能夠反映出系統全局的結構特點，又能細化到局部系統的指標。

（2）導向性原則：通過分析能耗指標數據能夠達到指導節能工作的目的。

（3）可行性原則：所選取的指標能夠在不同條件下進行能耗對比，通過對現有的線路和站點的能耗分析采取的節能減排改善策略和節能措施，基于現有條件可順利實施。

（4）科學性原則：采用的指標應具備靈敏度高、綜合功能強等特點，既有持續性、協調性、檢測性，又要注意指標因子的綜合性、層次性、代表性、合理性和現實性。各指標之間存在獨立關系。

（5）非線性原則：城際軌道交通作為一個獨立的復雜性系統，指標選取應具有離散型特點，能夠實現能耗指標體系結構的最優化。

基于遞階層次結構原理，可以基本確立出三層能耗指標的框架。如圖1所示，目標層為路網能耗，需要以線路能耗為基礎按線路類別進行加權平均計算;準則層為線路能耗，以牽引能耗與動力系統能耗為基礎按系統類別進行加權平均計算;方案層為列車能耗、與車站能耗和綜合能耗，以各系統能耗為基礎進行加權平均統計。

2.2 能耗指標需要采集的數據

為了符合能耗指標選取的離散性和客觀性原則，分別需要統計線路和車站的能耗。線路能耗應分別統計線路牽引電耗、線路電耗及線路綜合能耗，需要統計內容如下：

（1）線路牽引電耗應統計列車在正線、聯絡線上運行和出入車輛段與綜合基地的電耗。

（2）線路車站電耗應統計線路中牽引電耗、相關車站及區間的電耗。

（3）線路綜合能耗應統計線路電耗、相關停車場、車輛段與綜合基地的綜合能耗。

車站應統計電耗，包括電梯與自動扶梯系統、照明系統、通風與空調系統和其他系統的電耗，不包含商業等非營運性質電耗，需要統計內容如下：

（1）車站電梯與自動扶梯系統應統計電梯、自動扶梯等系統的電耗。

（2）車站照明系統應統計公共區域照明、工作區域照明、區間照明等系統的電耗。

（3）車站通風與空調系統應統計公共區域通風與空調、管理用房通風與空調、空調水和隧道通風等系統的電耗。

（4）車站其他系統應統計給排水、屏蔽門/安全門、信號、通信、自動售檢票、火災自動報警、環境與設備監控等系統的電耗。

2.3 能耗指標與計算方法

結合綠色節能站點內涵構成，線路能耗指標主要包括以下幾項：

（1）線路每車公里牽引電耗。

（2）線路每萬人公里牽引電耗。

（3）線路每萬人公里電耗。

（4）線路每萬人次電耗。

（5）線路每萬人公里綜合能耗。

（6）線路每萬人公里綜合電耗。

車站能耗指標主要包括以下幾項（若非換乘站，不用算換乘量）：

（1）車站每平方米電耗。在統計期內，車站單位建筑面積的電耗。

（2）每平方米車站年照明系統能耗指標。

（3）車站每萬人次電耗。在統計期內，車站服務于每萬人次乘客的電耗。

（4）車站通風與空調系統每平方米電耗。在統計期內，車站單位建筑面積通風與空調系統的電耗。

（5）車站通風與空調系統每萬人次電耗。在統計期內，車站通風與空調系統服務于每萬人次乘客的電耗。

（6）車站電扶梯系統單位升降高度電耗。

3 能耗指標體系的建立

結合軌道交通的路網特點、能耗影響因素和各線路的配用電特點，選取出合適的能耗指標，可以建立出如圖2所示能耗指標體系。

4 結語

本文對軌道交通的運營能耗特點進行了簡要分析與研究，接著確立了主要能耗指標，然后將能耗進行分類，最后根據確立的主要能耗指標，建立了能耗指標體系，為今后能耗指標體系的評價和能耗數學模型的研究奠定理論基礎。

參考文獻：

[1]汪文忠.綠色交通理念下的交通運輸規劃[J].交通與運輸，2016（1）：26-27.

[2]溫玉莎，鄭揮.從綠色交通理念看蘇南城際軌道交通建設的必要性[J].江蘇交通科技，2014（1）：27-30.

[3]潘海嘯.本期聚焦：綠色交通—構建暢通的城市：中國城市綠色交通——改善交通擁擠的根本性策略[J].現代城市研究，2010（1）：6-10.

[4]王敏.城際軌道交通客流預測方法研究[J].科技經濟導刊，2016（3）：19-21.