城市轨道列车节能优化控制研究

商亮

摘要：城市轨道列车是城市交通系统中最主要的部分，由于城市交通系统的不断发展和完善，城市轨道列车也需要不断地优化和改变，优化控制的标准指的是将过去原有的列车及其线路进行节能上的转变，通过对城市轨道列车的消耗进行分析，从城市轨道列车的排放、列车类型、重量等等方面进行对应的措施改善，达到科学合理的城市轨道列车节能优化的控制效果。本文将重点从城市轨道列车的概念及其消耗等对其进行节能优化的研究，在确保其节能效果的同时也使优化方案更加的科学合理，为城市轨道列车节能方案的优化研究给予一定的帮助。

关键词：城市轨道;列车;节能优化

引言：城市轨道列车的整个系统不仅仅需要确保其运输的流通性，还要保证其节能减排可持续发展的特点，所以这将为城市轨道列车的工程带来一定的困难，无论是在城市轨道列车上的规划还是线路上的规划，只要规划的不科学合理，就将会产生不必要的能源损耗。如果想较大程度的减少不必要的消耗，就必须着重的对整个列车进行科学的优化设计，对列车的消耗进行实际的考察，并且根据实际情况进行节能优化方案的设计。因此，本文将从优化列车的几个方面进行阐述优化策略的重点，希望能为城市轨道列车在节能优化上给予必要的帮助。

一、城市轨道列车节能优化概述

在轨城市轨道列车进行节能优化之前，首先必须得对整个列车的运输消耗进行分析，有一定的了解。当下我国城市在促进可持续发展事业上有了新的方向，而在此过程中的城市轨道运输系统也受到了一些影响，但是由于城市轨道列车的需求量过大、投资成本过高，所以导致在节能优化上面的控制并不完善，改进的也不够及时。因此，在开展列车节能优化工作的时候，相关的工作人员必须先对现有城市的轨道列车进行一个系统的耗能检测，在检测的同时必须还要细化的每个细节环节都的检测中，同时根据城市原有的节能方案进行实际情况的分析和进一步的优化工作[1]。另

二、城市轨道列车能源消耗因素研究

城市轨道列车的能源消耗因素有较多中，主要的可以被分为：列车的类型、列车的分组、列车所拥有的重量、列车在行驶情况下制动牵引的能力、列车的操控方法、正常运输过程中的线路、站与站之间的距离等等方面的设计研究。

三、城市轨道列车节能优化控制的研究方案

1、 城市轨道列车的类型

城市轨道列车属于城市交通工具中重要并且特殊的群体，城市轨道列车所运输的路线在规划之时已经基本确定，然而大部分的城市轨道列车的使用运用寿命基本上在40年左右，所以在城市轨道列车使用寿命内所运输的线路列车类别是不会发生变化的，并且在列车上的较大一部分设施设备都是相对比较固定不会发生变化的。针对城市轨道列车上的较多设备不能因为技术的发展而改变，但是可以稍作调整的来达到节能优化控制的目的[2]。

1.1轨道列车内部客室的照明灯的改变

可以将轨道列车内部的照明灯进行替换，换成LED的灯管。因为，荧光灯的内部拥有的金属物质会造成环境的重度污染，并且荧光灯还存在功率较高、使用寿命短、极大消耗量、后续维修过程较大等等缺点，但是LED灯主要使用的光源是二极管，它的最大優势就是避开了荧光灯的所有缺点，同时符合节能的特点。

1.2轨道列车内部的空调进行调整

传统的轨道列车的供电频率是不能更改的，定频的空调压缩机所使用的转身基本上不会发生改变，要想调节室内温度只能靠不断地开启和关闭压缩机来实现。如果将轨道列车内部的空调改变为变频的空调，那么变频空调内部的变频器将会根据实际情况来更改压缩机的供电频率，对压缩机的转速进行对应的调节，同时达到调控轨道列车内部空调温度的作用，具有室内温度波动较小、电能源消耗较少等等优势。

2、城市轨道列车的编组

由于城市轨道列车所需要编组的数量较大，因此随之而来的则是列车所需要的牵引力就会变得很大，同时能源消耗就会提高。所以在城市轨道列车的编组上可以进行适当的调整：可以按照城市轨道交通列车的运营时间、休息时间等等高峰时间的最大客流量与轨道列车的运营时间进行结合分析，制定出即满足客流量的需要又降低牵引力的城市轨道列车的动态性的编组优化方案模式，由此使得能源的使用率有所提高。

3、城市轨道列车的重量

轨道列车的自身重量是影响轨道列车整个牵引系统中电量的直接因素，轨道列车自身的重量越重，则在相同的牵引系统中所消耗的电能量也会越高。所以可以在轨道列车的重量上寻找一些节能的方法。

在轨道列车的新车选择的时候，应该实现轨道列车重量轻化的目的，而该目的实现的关键之处在于列车本体的重量轻化。因为轨道列车的整体重量是占整个列车的最重要的比重，基本上有四分之一的占比，因此可以在轨道列车的制作上使用轻化的材料。另外，轨道列车内部的连接材料和方式、内部安装的材料等等都会对轨道列车的重量造成一定的影响，所以在选择是必须要谨慎。

4、轨道列车的操控方法

城市轨道列车的操控方法也会极大的对消耗能力产生影响。根据有关的资料显示，人工驾驶状态下的牵引力能源消耗量基本上都是高于自动驾驶状态下的牵引力能源消耗量。所以，对于轨道列车的操控方法可以进行以下的节能方式[3]。

在轨道列车使用的时候，应该尽可能的使用轨道列车自动控制的方式节能，电动的轨道列车可以使用计算机控制的方式进行自动驾驶。在信号的相关系统制作时，可以按照实际运行的线路所要经历的坡度、曲线半径、站与站之间的距离、轨道列车的实际载重等等因素来对轨道列车的自动驾驶曲线进行设计，对于自动驾驶的速度进行自动的调节，对随行点进行对应的管控，使得轨道列车能够较久的处于一个最佳的自动形式模式，进而便于减少电能源的消耗，达成节能的效果。

5、根据实际情况设计线路的坡度、曲线半径以及站与站的距离

在城市轨道列车设计和规划线路的时候，必须整体的考虑轨道列车线路正常运营后的能源消耗的问题。并且按照实际的情况设计和规划线路的坡度、曲线半径以及站与站的距离。

参考文献：

[1]赵树刚.城市轨道交通线路中列车节能优化探析[J].中国科技投资，2017（18）

[2]薛亮，刘小玲.城市轨道交通列车车辆节能策略研究[J].绿色环保建材，2017（3）：19.

[3]龙广钱，尹逊政.城市轨道交通列车节能控制策略研究[J].铁路计算机应用，2018，v.27;No.256（07）：98-102.

*国家重点研发计划资助课题（2016YFB1200504）{在页脚处标注}