城际轨道交通运营能耗体系建立与研究

张东海　杨松　杨石平

摘 要：本文从城际轨道交通营运能耗出发，首先分析研究了城际轨道交通的能耗特征，接着确立了城际轨道交通运营能耗的主要指标，进而根据选取的能耗指标，然后确立城际轨道交通运营能耗指标体系。

关键词：城际轨道交通;能耗指标;指标体系

中图分类号：U491 文献标识码：A

0 引言

随着我国经济的快速发展、城镇化进程的不断加快，低碳绿色出行已逐渐成为人们的共识，城市轨道交通凭借其准时、快速、舒适且运量大、污染少的特点，很好地契合了人们的需求[1-3]。由于城市群、块状或带状区域经济的飞速发展，城市间的交流合作变得愈加密切、频繁，城际通勤也日渐常态化，为了满足区域内人们出行和加快区域经济发展的需要，城际轨道交通应运而生[4]。

目前，国内尚未系统地针对城际轨道交通运营能耗监测和节能管控的研究，未形成一套较为科学的指标框架，因此，各地运营管理单位在能耗成本考核时指标不统一，给管理带来了较大的难度;此外城际轨道交通的系统能耗问题不仅涉及节约能源、节约型城市的问题，还能响应政府提出的“碳达峰碳中和”口号。因此，在当前我国建设节约型社会、节约型城市交通的背景下，掌握城际轨道交通系统能耗特点，建立城际轨道交通运营能耗体系，然后制定节能措施与相应管控策略，可为相关行业提供能耗管理依据。

1 城际轨道交通运营能耗情况

1.1 主要能耗分类

城际轨道系统组成系统复杂，就各类能耗情况而言，可按照不同类别来分。车站能耗包括了电扶梯系统、动力照明系统、环控系统等;控制中心与综合基地、停车场均包含了电能、热力、燃气、汽油、柴油等方面的能耗;线路和路网方面包含了牵引能耗、车站能耗和综合能耗等。

1.2 主要能耗组成

其中车辆系统的电耗设备包括牵引、制动、车载照明、车载空调等，根据统计资料显示，车辆系统的能耗大约占轨道交通系统总能耗的56%，其中牵引能耗是车辆系统的主要能耗，大约占比50%。车站设备系统的耗电设备包括通风空调、自动扶梯、车站照明等，轨道交通车站系统大约占总能耗的44%，其中通风空调系统是车站设备的主要能耗，大约占比50%。

2 能耗指标体系的建立

2.1 确立能耗指标原则

为了保证确立的指标的合理性，城际轨道交通能耗指标体系的建立需要遵循以下原则：

（1）客观性原则：所建立的能耗指标体系需要能够全面、准确地反映出系统能耗的整体情况，依据所统计的车站能耗数据，既能够反映出系统全局的结构特点，又能细化到局部系统的指标。

（2）导向性原则：通过分析能耗指标数据能够达到指导节能工作的目的。

（3）可行性原则：所选取的指标能够在不同条件下进行能耗对比，通过对现有的线路和站点的能耗分析采取的节能减排改善策略和节能措施，基于现有条件可顺利实施。

（4）科学性原则：采用的指标应具备灵敏度高、综合功能强等特点，既有持续性、协调性、检测性，又要注意指标因子的综合性、层次性、代表性、合理性和现实性。各指标之间存在独立关系。

（5）非线性原则：城际轨道交通作为一个独立的复杂性系统，指标选取应具有离散型特点，能够实现能耗指标体系结构的最优化。

基于递阶层次结构原理，可以基本确立出三层能耗指标的框架。如图1所示，目标层为路网能耗，需要以线路能耗为基础按线路类别进行加权平均计算;准则层为线路能耗，以牵引能耗与动力系统能耗为基础按系统类别进行加权平均计算;方案层为列车能耗、与车站能耗和综合能耗，以各系统能耗为基础进行加权平均统计。

2.2 能耗指标需要采集的数据

为了符合能耗指标选取的离散性和客观性原则，分别需要统计线路和车站的能耗。线路能耗应分别统计线路牵引电耗、线路电耗及线路综合能耗，需要统计内容如下：

（1）线路牵引电耗应统计列车在正线、联络线上运行和出入车辆段与综合基地的电耗。

（2）线路车站电耗应统计线路中牵引电耗、相关车站及区间的电耗。

（3）线路综合能耗应统计线路电耗、相关停车场、车辆段与综合基地的综合能耗。

车站应统计电耗，包括电梯与自动扶梯系统、照明系统、通风与空调系统和其他系统的电耗，不包含商业等非营运性质电耗，需要统计内容如下：

（1）车站电梯与自动扶梯系统应统计电梯、自动扶梯等系统的电耗。

（2）车站照明系统应统计公共区域照明、工作区域照明、区间照明等系统的电耗。

（3）车站通风与空调系统应统计公共区域通风与空调、管理用房通风与空调、空调水和隧道通风等系统的电耗。

（4）车站其他系统应统计给排水、屏蔽门/安全门、信号、通信、自动售检票、火灾自动报警、环境与设备监控等系统的电耗。

2.3 能耗指标与计算方法

结合绿色节能站点内涵构成，线路能耗指标主要包括以下几项：

（1）线路每车公里牵引电耗。

（2）线路每万人公里牵引电耗。

（3）线路每万人公里电耗。

（4）线路每万人次电耗。

（5）線路每万人公里综合能耗。

（6）线路每万人公里综合电耗。

车站能耗指标主要包括以下几项（若非换乘站，不用算换乘量）：

（1）车站每平方米电耗。在统计期内，车站单位建筑面积的电耗。

（2）每平方米车站年照明系统能耗指标。

（3）车站每万人次电耗。在统计期内，车站服务于每万人次乘客的电耗。

（4）车站通风与空调系统每平方米电耗。在统计期内，车站单位建筑面积通风与空调系统的电耗。

（5）车站通风与空调系统每万人次电耗。在统计期内，车站通风与空调系统服务于每万人次乘客的电耗。

（6）车站电扶梯系统单位升降高度电耗。

3 能耗指标体系的建立

结合轨道交通的路网特点、能耗影响因素和各线路的配用电特点，选取出合适的能耗指标，可以建立出如图2所示能耗指标体系。

4 结语

本文对轨道交通的运营能耗特点进行了简要分析与研究，接着确立了主要能耗指标，然后将能耗进行分类，最后根据确立的主要能耗指标，建立了能耗指标体系，为今后能耗指标体系的评价和能耗数学模型的研究奠定理论基础。

参考文献：

[1]汪文忠.绿色交通理念下的交通运输规划[J].交通与运输，2016（1）：26-27.

[2]温玉莎，郑挥.从绿色交通理念看苏南城际轨道交通建设的必要性[J].江苏交通科技，2014（1）：27-30.

[3]潘海啸.本期聚焦：绿色交通—构建畅通的城市：中国城市绿色交通——改善交通拥挤的根本性策略[J].现代城市研究，2010（1）：6-10.

[4]王敏.城际轨道交通客流预测方法研究[J].科技经济导刊，2016（3）：19-21.