城际轨道交通能耗分析研究

杨石平 1 汪成立 1 张东海 2

摘要：本文分析了轨道交通营运能耗特点，合理地对能耗交通能耗进行分类，并提出切实可行的城际轨道交通能耗管理策略，为城际轨道交通建设、决策管理和运营节能降耗提供参考。

关键词：城际轨道、运营能耗、管理策略

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^[1-2]。同时，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的需要，城际轨道交通应运而生。城际轨道交通是指以城际运输为主的轨道交通客运系统，包括各种类型的城际铁路（轨道）线路、运营的城际列车和相关的车站^[3-4]。

1. 轨道交通能耗组成

轨道交通系统十分复杂，已形成网络化的轨道交通不仅涉及理、工、管、建筑等门类学科，而且各线路本身还涉及到建筑结构、暖通、电气、机械等多个专业。除建筑设施以外，从机电系统角度来说，轨道交通能耗可分为行车电耗、车站设备电耗和中心场地电耗3部分，轨道交通能耗分类如图1所示。

图1 轨道交通能耗分类

能源短缺和环境污染问题已经成为全球性的重要问题。虽然轨道交通作为一种集约化的公共交通工具，单位能耗较小，按照同等运力比较，其能耗仅相当于小汽车的1/9，公交车的1/2，但是由于运量大，其总能耗仍十分巨大。这不仅给各城市能源供给带来了沉重负担，也给运营单位带来了巨大的成本压力。统计资料显示，长约20km的轨道交通线路，北方城市和南方城市的年耗电量约为8000万kWh和10000万kWh。而根据设计资料，某条城际铁路能耗虽然小于城市轨道交通，但其总量仍十分巨大，预计能耗情况如表1所示。

表1 项目初、近、远期年用电量单位（万kWh/年）

项目	初期	近期	远期
总用电量	6065	8112	9366

现有运行轨道交通公司对轨道交通运营能耗进行统计分析，各个行车电耗主要包括列车牵引用电、车辆辅助用电（空调、照明、制动系统）等；车站设备电耗主要包括车站通风空调、电梯／电扶梯、照明、屏蔽门、给排水、弱电等系统用电；中心场地电耗主要包括：车辆基地、控制中心各系统用电；根据统计，轨道交通线路各个系统能耗占比如下图2所示。牵引电耗占总能耗的50%左右，是主要能耗车站、车辆段内的通风能耗、电梯、照明、辅助用电等占40%，其余占10%。

图2 轨道交通线路能耗占比

2. 节能策略与展望

根据目前学者或轨道运营公司对轨道交通能耗的研究，节能策略可从诸多方面开展，结合实际情况，主要可从以下几点考虑：

1. 牵引电耗主要是由牵引电机引起，列车设计定型后，牵引电机的参数也就选定，另外从列车运行安全角度考虑，去减小电机功率对行车安全也会带来隐患；

2. 从管理角度出发，主要是在车站、车辆段等区域，考虑到季节因素，春节季节可以不开空调，仅仅开通风系统；结合时间因素，将电梯（特别是自动扶梯）调节成自动节能模式，在无人的时候，电梯处于“休眠状态”，有乘客时继续运行，车站照明可以考虑客流量因素，实行智能调光，从而降低能耗。

3. 总结

1. 本文主要分析了轨道交通的能耗情况，科学地将轨道交通能耗进行分类，为后续研究各个分项的能耗情况打下基础；

2. 结合现有轨道交通能耗的特点，结合实际情况，提出了相应的节能策略方向。

参考文献

1. 石静雅, 苏永清, 岳继光. 轨道交通能耗影响因素分析及能耗评价体系的建立[J]. 铁道运输与经济, 2008, 30(009):46-49.

2. 戴华明, 李照星, 宋杰. 北京市城市轨道交通能耗现状及节能措施建议[J]. 铁路技术创新, 2016, 000(004):77-80.

3. 张彦杰. 基于案例推理的轨道交通能耗管理决策研究[D]. 南京理工大学, 2014.

4. 孙宁, 李照星, 戴华明. 城市轨道交通能耗指标体系与节能措施研究——设备监理在节能减排中的创新实践[J]. 设备监理, 2011, 000(001):15-18.