三金潭车辆段出入段线节能设计

高 华

(中铁第四勘察设计院集团有限公司， 湖北武汉 430063)

三金潭车辆段出入段线节能设计

高 华

(中铁第四勘察设计院集团有限公司， 湖北武汉 430063)

三金潭车辆段出入段线长约2.7 km，解决好其出入段线的节能设计有利于节能坡科研技术的推广应用，为以后长线路出入段线的节能设计提供经验借鉴。三金潭出入段线的节能设计，实现牵引耗电节约30%，大大节约了出入段线的运营成本，满足了我国城市轨道交通的节能环保需求。

车辆段 出入线 节能设计 轨道交通

1 项目概况

三金潭车辆段与综合基地由武汉市轨道交通3号线终点站市民之家站后接轨，车辆段出入线由正线终点引出后下穿张公堤、银潭路、金银潭大道、武汉德利彩印有限责任公司厂房后，接入地面车辆段，出入段线长约2.7 km(如图1所示)。

图1 三金潭车辆段出入段线接轨示意

2 节能坡设计基本原理

最大限度利用重力对列车进行牵引或制动，在出站时利用重力进行加速，进站时利用重力进行减速，以达到减少列车牵引能耗的效果。

3 出入线牵引耗电现状调查

国内部分城市轨道交通车辆段出入段线在相同旅行速度下的牵引耗电指标如表1所示。

三金潭车辆段出入段线由于线路长度偏长，且不符合正线节能坡设计条件，不能直接引用正线节能坡设计科研成果。如果仅按常规设计，比国内轨道交通车辆段出入段线牵引耗电平均水平偏高30%。

表1 部分轨道交通车辆段出入段线牵引耗电

4 建立模型

为了实现对三金潭车辆段出入段线的节能设计，于出入段线恰当位置假定节能坡终点，使节能坡终点与接轨站等高，满足节能设计的条件。设计模型如图2所示。

图2 三金潭车辆段出入段线节能设计模型

4.1 参数选定

设计中选定武汉轨道交通1号线的动车组为列车计算实例，以列车自重为计算重量，取0～30‰的整数坡度值进行研究，采用10的整数倍进行坡段长度设计。利用 “城市轨道交通列车运行模拟系统”仿真软件进行节能校核计算。

4.2 节能坡坡度值的选取

(1)匀速坡坡率值的选取

列车匀速行驶的受力分析如图3所示。

图3 列车匀速行驶受力示意

当Gsinθ=Rt时，牵引耗电最省。

列车在不同最高旅行速度下对应的匀速坡度值如表2所示。

表2 不同速度对应的匀速坡度值

通过对列车在不同旅行速度下匀速坡坡率的分析，最后选定5‰为节能坡的匀速坡坡率值。

(2)加速坡坡率值的选择

列车在各加速坡率值下牵引耗电如图4所示。

图4 列车在各加速坡率行驶时牵引耗电

由图4可知，当加速坡坡率值为25‰时，列车牵引耗电指标最小。

经常以上对比分析，最后选定5‰为出入段线匀速坡坡率值，选定25‰为加速坡坡率值。

4.3 节能坡坡段长度的选择

加速坡与匀速坡各长度比例组合下，出入段线牵引耗电如图5所示。

图5 加速坡与匀速坡在各坡长组合下行驶时牵引耗电

通过计算分析得出结论，三金潭车辆段出入段线节能坡设计中，当加速坡坡段长度为匀速坡坡段长度2倍时，能耗最小。

4.4 三金潭车辆段出入段线节能设计结果

经过分析研究，结合线路实际条件，三金潭车辆段出入段线节能设计结果如图6所示。

图6 三金潭车辆段出入段线节能坡设计结果

采用节能坡后，牵引耗电对比如表3、表4所示。

表3 出入段线非节能坡方案牵引计算结果

表4 出入段线节能坡方案牵引计算结果

采用节能坡可节约牵引耗电约30%。

5 结论

通过对三金潭车辆段出入段线节能设计研究得出如下结论：

(1)对长出入段线进行平纵断面设计时，可于出入段线恰当位置假定节能坡设计终点使之与接轨站等高，满足节能坡设计前提条件。

(2)根据线路实际情况，选定恰当的节能坡匀速坡和加速坡坡率值。

(3)通过仿真模拟，找出加速坡与匀速坡最佳坡段组合，使能耗最省。

[1] GB 50157—2003地铁设计规范[S]

[2] GB 50091—2006铁路车站及枢纽设计规范[S]

[3] GB 50090—2006铁路线路设计规范[S]

Access Polyline Energy Design of Sanjintan Depot

GAO Hua

2013-11-21

高 华(1981—)，女，毕业于中南大学道路铁道工程专业，工程师。

1672-7479(2014)01-0064-02

U212.32

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