城市轨道交通停车场中的节能
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浅谈地铁建设中的节能与环保摘要:轨道交通能有效改善城市公共交通状况,在城市交通中发挥着越来越重要的作用。
但随着城市轨道交通运量的加大,能耗也随之不断增长。
因此,对城市轨道交通项目进行节能评估和审查,是在项目前期优化建设方案,增强用能合理性,从源头上对能源消费总量和消费强度进行“双控”的重要工作,实现“绿色地铁”。
关键词:地铁建设;节能环保;绿色地铁一、绿色地铁及建设现状绿色地铁是指在地铁的全寿命周期内,最大限度地节约资源,在实现高效、安全地运载乘客的同时,减少对环境的污染,为乘客提供舒适、健康、便捷的交通运输方式。
通过优化设计、使用节能技术和设备等综合措施,使绿色地铁能耗比普通地铁降低20%。
地铁路网建设发展后,车站在城市中分布越来越广,车辆段、停车场作为中大型建筑群占据了城市部分用地面积,能耗占比越来越高。
轨道交通的能源消耗结构主要包括:电力、天然气、外购热力、汽油、柴油等不同能源类别,其中电力占能源消耗的80%以上。
目前在轨道交通工程建设中,对节能环保等绿色工作的重视力度不够,往往以工程进度和系统的基础使用功能为关注重点,而相应的节能环保效果等并未作为主要考虑的对象,且个别技术由于会增加初期投资和实施难度,导致其应用受到限制。
二、地铁建设节能环保实施方向1、线路节能设计——优化线路节能坡。
理想的线路纵断面是将车站设在纵断面的凸形坡段上,列车进站时上坡将动能转化为势能,列车出站时下坡将势能转化为动能。
有利于减少能量消耗。
线路绷断面设计考虑沿线地形、地质及施工方法等因素,尽量将地下或地面车站布置在纵断面的凸形部位上,并设置合理的进出站坡度,以节省电能消耗。
2、优化车站空间和车站形式以满足轨道交通功能需求为主,合理确定与车站功能相匹配的空间规模,尽量避免设置不必要的地下空间,优化车站规模,控制车站主体和附属设施的总面积,以减少车站动力及照明用电,地下车站完全深埋于地下,与外部的冷热交换相对较弱,设计中尽可能合理利用空间,减少车站规模和埋深,从而降低建设成本和提升费用。
地下停车场的照明节能设计改造摘要:现如今,我国人民的经济在不断地增长,机动车辆的数量在不断地增加,停车场的需求也在逐步提高,像居民区、商业区、企业园区等都建设相应的地下停车场。
每一个停车场都会具有照明设计,但是地下停车场由于采光差、自然光利用率逐步降低,若是设计不合理的照明系统,肯定会影响人们进出的方便程度,更为严重的则会造成安全隐患,这也是进行地下停车场的照明节能设计与改造工作的主要原因之一。
因此,本文对于地下停车场的照明节能进行设计,仅供参考。
关键词:地下停车场;照明节能;设计引言:城市的地下停车场数量在不断增加与完善,且设施与档次也越来越大,造成地下停车场的能耗在与日俱增,地下停车场的照明能耗就已经占据其80%的运营能耗,这也会为物业及人们的开支造成很大的损耗。
所以,对照明系统进行节能设计则是当前停车场运行过程中较为重要的事,因为一般的停车场都采用连续照明的方式,不仅会产生能源浪费以及设备的损耗,也会为物业的管理造成一定的经济负担,这也需要设计人员站在实际的角度进行分析,在达到照明节能设计要求的同时,也不会影响到人们进出的顺利程度。
一、地下停车场照明现状当前城市中大部分的停车场都会采用过去的照明控制方法,而地下停车场由于其地理位置的原因,基本没有自然采光,且一般都是24小时的照明系统,但是进入停车场内的人员以及车辆几乎都是短时间的停留,长时间的照明系统虽然为不同时间段的人们进出带来了便利,但是却浪费了更多的电能,不仅提高了停车场的能耗,还为人们带来更多的开支[1]。
停车场是专门停放车辆的场地,其照明能耗也是地下停车场在运营过程中的主要构成,只有将照明系统进行控制,才能达到节能设计及减排的目的。
长期以来,相关部门为降低地下停车场的照明能耗,提出了很多的建议与尝试,像减少灯具的数量,会影响到停车场的照明程度,使其不达标或者不均匀;而控制亮灯时间,会增加进出车辆的安全隐患,造成车祸、撞击等问题。
基于某种研究方法下的城市轨道交通节能管理系统设计摘要:随着我国城市化的快速发展和城市人口密度的不断扩大,轨道交通系统将成为我国各大中型城市公共交通的重要组成部分。
本文论述了城市轨道交通能耗及其节能措施。
关键词:城市轨道交通;能耗;节能;层次分析法城市轨道交通是我国公共交通体系的重要组成部分。
作为一种安全、舒适、准时、快捷的交通方式,近年来城市轨道交通得到了快速的发展。
然而,由于城市轨道交通总运量大,能耗是一个亟待解决的问题。
因此,研究城市轨道交通的节能具有重要的现实意义。
一、轨道交通概述轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。
最典型的轨道交通是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。
随着火车和铁路技术的多元化发展,轨道交通呈现出越来越多的类型,不仅遍布于长距离的陆地运输,也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。
二、轨道交通能耗分析城市轨道交通系统组成复杂,是涉及土建、车辆、通信、信号、供电、环控及自动控制等专业的综合性系统工程,其消耗能源主要为电、水两类。
轨道交通的电能耗可分为牵引能耗及动力照明设备能耗。
牵引能耗即运营车辆所消耗的电能,包括正线旅客列车运营消耗的电能、车辆段旅客列车出入库消耗的电能,以及列车试车和试验所消耗的电能,根据估算轨道交通牵引耗电量将在0.05~0.08千瓦时/吨公里之间,占总能耗的42%左右。
动力照明设备所消耗的电能包括为保证满足旅客列车安全可靠运营要求的设备系统,为旅客提供良好乘车环境的设备系统和保证车站正常运转的设备系统、车站的商业区动力照明设备,以及运营部门办公所需要的动力照明设备的能耗,约占总能耗量的58%左右。
轨道交通的水消耗主要是旅客、车站人员生活用水和冲洗地面用水、空调补水等。
三、轨道交通节能措施1、规划设计阶段。
在轨道交通规划设计中坚持“能源节约与开发并举,把节约能源放在首位”的指导思想,采用低能耗的设计方案对降低能耗具有显著的意义。
议城市轨道交通设计中的环保理念及应用摘要:城市轨道交通能有效缓解城市交通体系压力,提高沿线土地开发利用效率,提升经济发展水平。
城市轨道交通系统是以电力驱动,沿线无显著的大气污染、水污染等环境问题,是一项绿色的交通体系。
但城市轨道交通建设过程中会对环境产生不利影响,其中噪声、振动等都是非常明显的表现,因此,在城市轨道交通设计过程中要注意环保理念的应用,以充分减少城市轨道交通工程对环境的影响。
关键词:城市轨道交通;规划设计;环保理念引言城市轨道交通具有时效快,容量大以及低碳环保等多种优越性。
随着城市化进程的不断发展,城市轨道交通行业也取得了迅猛的进展,可是人们出行难问题仍然没有得到有效的解决。
这就说明轨道交通在我国还存在很大的发展空间,同时也面临着更大的挑战与压力。
想要实现轨道交通未来多元化发展规划,就需要充分结合现如今发展状况,对未来发展趋势进行深入的研究与探索。
1我国城市轨道交通发展的现状1.1强度较大的总体建设带来的问题我国城市轨道交通在实际建设过程中,申报工作几乎都集中在某一个时期,从而给总体工程带来勒较大的建设强度。
就我国目前情况来看,轨道交通建设规模不仅大而且比较集中,这就造成了建设和运营储备都跟不上实际发展步伐,从而使得整个工程在设计环节和勘测运营等多个方面都存在很大的缺陷,为工程后期施工过程埋下了一定的安全隐患。
除此之外,由于建设过程和运营商开通工作也相对比较集中,这就造成了在此期间运营人才和相关管理人才都比较缺乏,跟不上工程发展实际需求量。
另外,别给政府资金带来了较大的压力,严重阻碍着我国城市轨道交通行业的可持续发展。
1.2规划不合理带来的问题就我国目前的情况来看,轨道交通在建设过程中没有和其他交通部门进行良好的沟通与协商,这就造成了各种交通方式之间没有很好的默契和衔接,也在一定程度上影响着整体规划的科学合理性。
根据以往经验总结,我国大多数城市轨道交通规划方案个性化特征都不太明显,各个方案之间雷同性非常大,由此可以看出,在对工程进行设计规划的时候,并没有充分结合当地的实际情况。
“双碳”背景下城市轨道交通节能减排有效措施分析吴燕(福州职业技术学院,福建 福州 350108)摘要:“双碳”背景下,节能减排成为各领域发展的重大任务,轨道交通也不例外。
城市轨道交通作为正在快速发展阶段的公共交通基础措施,是“双碳”背景下实现节能减排的发展任务、减少能源消耗和减少碳排放量的关键也是轨道交通发展的重点。
研究在总结城市轨道交通碳排放现状的基础上,对能源消耗结构和影响因素进行分析,提出了供电节能、车站节能、车辆节能和运输组织模式节能的主要措施,并指出了城市轨道交通节能的主要方向,以期能为行业节能减排提供参考。
关键词:城市轨道交通;车辆能耗;车站能耗;节能减排课题项目:2023年福建省中青年教师教育科研项目(科技类)——基于PyroSim的综合实训室火灾模拟与疏散研究(JAT231240)引言“双碳”目标是我国基于碳排放量增加、环境问题日益严峻的显示问题而提出的。
2020年9月22日,习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出“我国C02排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。
目前,“双碳”目标已经成为我国长期转型发展战略。
城市轨道交通作为城市基础设施与公共交通的核心,以其电气化和大运量的特性,在碳减排领域占据重要地位。
中国城市轨道交通协会年报发布的数据显示,2021年我国范围内城市轨道交通的能耗为213.1亿kWh,同比增长率超23.6%,表明我国城市轨道交通发展与绿色节能降碳之间的矛盾日益凸显。
因此,为推动城市轨道交通的可持续发展,并助力“双碳”目标早日实现,我国城市轨道交通领域急需研究和制定可行的绿色节能技术路线,实施科学的碳排放管理,并通过不断的科技进步和创新实践,构建更加绿色、低碳、可持续的城市轨道交通体系,为城市的可持续发展和居民的幸福生活作出更大贡献[1]。
1城市轨道交通耗能现状分析城市轨道交通高效运作依赖大量电能,其中列车牵引和车站内部设施能耗相当,中央空调、通风和照明等设备能耗尤为突出,因此牵引和环控环节是轨道交通减少碳排放的关键所在。
现代城市轨道交通(地铁)机电一体化的应用与节能技术的探讨一、前言城市轨道交通包括地铁在内的信号系统通常都是由列车自动控制系统组成,以下简称ATC,ATC系统包括列车自动监控系统(简称ATS)、列车自动防护子系统(简称ATP)、列车自动运行系统(简称ATO)三个子系统。
这三个子系统都是经由信息交换网络来构成一个封闭连环的系统,这使得车上与地面控制、中央与地面控制得以互相结合,于是形成一个集列车运营情况的调整、列车的指挥以及列车无人驾驶自动化等多种功能为一体的列车自动控制系统。
这其中ATP系统是ATC系统至关重要的组成部分,它负责列车的超速警告,列车与列车之间安全间距、安全开关门的的监控等工作,以此来保障列车以及司乘人员的安全性能。
同时ATS系统主要负责自动调整列车的运营时间表、生成列车运营时间表、监管列车运营的状态以及保障列车能够正点运营。
ATO负责的是列车在车站能够准点停车、站点停的期间能够继续自动运营以及到达终点后可以自动折返。
现如今的ATC系统大部分都可以满足现如今客运量对列车运营的安全性和列车运营正常时刻表等的需要,但是与此同时ATC系统还具备安全设备种类繁多、体积大、以及接口之间关系复杂等特点,因此在安全稳定性能方面仍有需要完善的地方。
不过随着科学技术的快速进步,信号系统势必会发展成为更先进可靠、服务性能更好、智能化程度更高的系统。
二、地铁中信号系统即ATC系统的应用早期地铁信号系统以音频轨道电路为基础,不过由于音频轨道电路因其稳定性与抗干扰等性能都不能满足高密度行车的需要,于是渐渐的赖到了数字轨道电路,这其中应用得最多的地铁信号系统便是以数字轨道电路为基础的ATC系统。
总的来说,ATC系统由ATS、ATP、ATO三个子系统组成,其中ATP/ATO按地理位置的分布又分为轨旁ATP/ATO以及车载ATP/ATO。
1、ATS系统ATS子系统负责监视和控制整个地铁线路中列车的运行状态。
ATS 为非故障安全系统,它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作,都不会影响列车运行的安全。
浅析地铁车站建筑节能设计作者:高金枝来源:《城市建设理论研究》2014年第06期摘要:由于能源危机和环境保护得到越来越多的关注,近年来,在城市轨道交通车站制定节能技术解决方案正在成为新的研究课题。
由于城市交通轨道基础设施能源消耗量的迅速增长,发达国家将大量的注意力投向绿色节能的解决方案上,并且正在开发新建交通轨道基础设施的建筑节能措施。
然而,为了实现能量消耗显著减少的节能方法,创新的技术必须实施执行,包括新的建筑设计方案,新型建筑材料等,这是一种可持续建筑的理念,对于能源,水,土地和材料节约,环境负荷等要素集聚在一起,达到地铁站内和站外环境的和谐统一。
本文重点介绍地铁车站建筑节能设计措施。
关键词:铁车站;建筑节能设计;措施中图分类号:TE08文献标识码: A地铁车站建筑节能方案设计地铁系统需要在大约3米以下的地方提供全面气象保障和高效的气候控制。
在地铁车站系统建筑设计中遵循基本的行人环境目标,通常需要更多的考虑在这些设施中的行人交通流动,一般的行人通道环境设计是行人分层网络,这些网络特别需要系统内连续性。
设计者应确认周围交通终端或站外走道网络的有效性。
地铁系统要考虑行人自动扶梯乘坐,这要求在分析乘客导向,最短路劲和寻路的便利方面达成地铁站建筑系统的节能设计目标。
对于地铁建筑采光系统,特别是高架地铁车站,采光玻璃条的角度要经过严格计算,采用35度倾斜,这样春夏秋冬四季站内获得的光照有所不同,但恰好最符合舒适度需要。
阳光四季的照射角度会有差异,冬天斜射多,夏天直射多,通过设计采光顶玻璃,使得冬天需要阳光温暖的时候,车站候车区域能有很长时间的大面积光照;而夏天需要凉爽的时候,候车区域则光照面积小而且时间短。
尽量采用自然光和自然通风,充分体现被动式节能的生态理念,避免采用大量节能设备的高成本。
地铁车站系统建筑设计特点是其建设成本高,与地下公用设施可能发生某些冲突,以及下部系统与上面市容不兼容。
地铁车站的建筑节能设计需要仔细分析行人设施的组织和中转站内的充足确定的服务,便利和乘客安全的用户感知度。
城市轨道交通节能办法摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进轨道交通建设项目的增多,优势在于缓解城市交通压力,方便居民出行,但同时也带来了巨大的电能消耗,城市轨道交通系统面临着节能挑战。
节能环保理念作为一种现代化可持续发展理念,轨道交通的能源消耗主要是电能,因此,要促进城市轨道交通可持续发展,“绿色低碳、节能降耗”将是重要环节之一。
本文就关于城市轨道交通节能的思考及展望展开探讨。
关键词:城市轨道交通;节能办法;措施对于城市轨道交通系统而言,有效的节能设计是实现资源合理分配和利用的重要环节,优秀的节能设计有利于轨道交通能源耗费最低化,运营成本最少化,保护环境最大化。
城市轨道交通相对于公交车、出租车而言具有运量大、时间快、消耗低等巨大优势。
随着城市框架的不断拉大,各地均在大力发展轨道交通缓解交通压力。
“低碳经济”概念的提出使城市轨道交通能耗问题越来越受到重视,这也是建设集约型社会的必然要求。
城市轨道交通系统节能是实现交通领域节能减排的工作重心,因此如何建设节能的轨道交通系统成为轨道交通系统前期建设与后期运营极为重要的研究课题。
一、城市轨道交通耗能分析城市轨道交通系统由许多子系统组成,是一个复杂交的通工程,其子系统包括:车辆系统、电力系统、环控系统、信号系统、通讯系统、消防系统、环境控制等。
轨道交通消耗的能源主要是电能,而车辆牵引负荷和车站动力设备是耗电最主要的两大板块。
车辆节能主要放在制动动能回收的方向,因列车制动能耗和维护成本双高的局面,导致其节能空间巨大,根据统计可知:该部分所消耗的电能占制动能量的35%左右,所以利用制动的动能节能是主要方向,但目前还缺少先进的制动能源回收系统,为了实现城市轨道交通系统的低能耗,需要在城市轨道交通系统设计、建设、运行的各个环节采取措施,以低能耗为目标,各方相互沟通,整合资源,从而实现城市轨道交通的节能目标[1]。
车站动力设备主要包括众多机电设备和通讯设备,如隧道通风设备、车站通风空调设备、电梯与电扶梯、智能照明系统等,同时还包括乘客服务设施如:闸机、售票机、广播、乘客信息、站台门等其他辅助服务设施。
论 坛·FORUM24轨道交通节能管理中几个重点关注的问题——以京港地铁为例文_王云霞 北京节能环保中心摘要:随着城市化进程的加快,轨道交通发展迅猛,所占能耗比重也越来越高。
本文通过对轨道交通节能服务案例的分析,提出轨道交通节能管理需关注的几个重点问题:用能结构、用能状况分析、能耗指标分解等,为后续轨道交通节能管理和节能潜力释放提供良好思路。
关键词:轨道交通;节能管理;节能诊断;指标分解Several Key Issues Concerned in Energy-saving Management of Rail Transit——Take Jinggang Metro as an exampleWang Yun-xia[ Abstract ] With the acceleration of urbanization, rail transit develops rapidly, and the proportion of energy consumption is also increasing. Based on the analysis of energy-saving service cases of rail transit, this paper puts forward several key issues that need to be paid attention to in energy-saving management of rail transit: energy structure, analysis of energy consumption status, decomposition of energy consumption indicators, etc. It provides a good idea for energy-saving management and energy-saving potential release of subsequent rail transit.[ Key words ] rail transit; energy-saving management; energy-saving diagnosis; index decomposition我国轨道交通行业近年来发展势头迅猛。
论坛园地作者简介:张英楠(1994—),女,助理工程师苏州市轨道交通运营能耗分析及节能措施管控张英楠(苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司,江苏苏州 215002)摘 要:近年来,我国城市轨道交通规模显著增长。
随着开通运营线路的增多,既有线路的成本管控问题逐渐凸显。
城市轨道交通系统电能消耗量巨大,同时拥有较大的节能空间。
通过对苏州市轨道交通1号、2号、3号、4号线能源消耗情况的统计,对牵引能耗和动力照明能耗细化调查,进行行业对比分析,寻找能源管控的薄弱点,提出了提高运营节能效率、降低运营成本的节能措施。
关键词:城市轨道交通;能耗;环控系统;节能措施中图分类号:U231;U268.6苏州市轨道交通1号、2号、3号、4号线总长度约165.87 km ,共设7座主所、135座车站(包括15座换乘车站)、1个控制中心、4个车辆段、3个停车场(桑田岛停车场目前已拆除待重建)。
电能消耗可分为牵引用电和动力照明用电2类,分别为列车提供牵引电能,为车站、车辆段提供生活、办公、生产、服务所需的动力及照明用电。
其中动力照明用电能耗主要分布在通风空调、照明、自动扶梯等设备上,通风空调系统能耗约占车站能耗的40%,是车站的主要用电设备,也是节能工作的重点。
1 能源消耗情况统计分析为解苏州轨道交通能源管理在行业内的表现情况,将2012年—2020年中国城市轨道交通协会年度报告中的指标情况进行排名,从牵引用电和动力照明用电2方面对电能消耗情况进行对标分析。
1.1 牵引用电能耗对标情况目前中国城市轨道交通协会统计发布的反映牵引用电能耗表现情况的指标包括网络牵引总能耗、网络每车公里牵引能耗、网络每人次牵引能耗及网络每人公里牵引能耗,主要受线路规模、车辆型号、车辆编组、车站间距、客流、运输组织等因素的影响。
结合行业数据分析,2012年至2020年苏州市轨道交通牵引电耗指标值及在全国城市轨道交通中排名情况见表1。
由表1情况分析如下。
城市轨道交通新能源技术应用研究摘要:新能源技术的快速发展,在未来的经济中有所作为,低碳可持续绿色能源应用,支撑轨道交通系统绿色环保的可持续发展。
将光伏发电系统产生的电能供给城市轨道交通车辆及其辅助设备,不仅能促进可再生能量,更能缓解城市轨道交通系统的供电压力,并在降低运营成本的同时促进“绿色交通”的构建,符合建立低碳交通模式的基本国策。
关键词:城市轨道交通;光伏发电;储能系统;能量管理策略引言轨道交通客货运量大、经济成本低,成为各国的主要运输方式。
在某些发展中国家和发达国家,包括中国、日本和德国,轨道交通被视为交通发展的核心,因为它为乘客提供了快捷方便的出行方式。
随着列车速度的提升载客量、货物量的增加,系统的健康监测发挥着越来越重要的作用。
系统状态监测一般分为轨道沿线侧监测和车载监测。
对于这两种监测系统的供电,最普遍的方法是使用锂电池进行供电,但是电池会造成电化学污染。
另一种方法是通过线路连接到电网,但是此方法会造成远距离电力输送损失。
在过去的20年内,具有环境能量收集功能的环境自供电传感器技术受到了极大的关注,因为自供电技术具有环保、节能效益,并且能实时为监测传感器供电。
1轨道交通领域新能源技术分类1.1风能采集轨道交通领域风能采集是指利用列车行驶过程中,车身周边形成的气流驱动发电装置工作来进行发电,常见的发电装置有电磁式发电机和压电片发电机。
特别是在高速沿线和隧道,风力资源十分优越,近年来,国内外都对沿线的风能采集技术展开了大量的研究。
2018年,哈萨克斯坦纳扎尔巴耶夫大学电气与电子工程系的Bagheri等提出了一种安装在列车车顶的风能采集装置。
该研究讨论了在移动列车上实施风能收集系统的可行性建议和分析了在列车车顶安装风力涡轮机的不同方面,讨论了风能利用的实际问题。
其次,该研究给出了车顶式涡轮机风力发电的计算方法,并讨论了涡轮机的空气阻力。
作者在SolidWorks环境中进行仿真研究,以探索风力涡轮机对移动列车的空气阻力影响,将产生的功率,与克服由车车厢上方的风力涡轮机引起的额外空气阻力所需的机械功率进行比较。
地铁车辆段节能设计发表时间:2018-09-17T16:52:24.217Z 来源:《基层建设》2018年第20期作者:罗曦春[导读] 摘要:本文分析了地铁车辆段的主要能耗点,以及与之相对应的主要节能方向。
云南京建轨道交通投资建设有限公司云南昆明 650000摘要:本文分析了地铁车辆段的主要能耗点,以及与之相对应的主要节能方向。
对目前常用的地铁车辆段在设计阶段引入的节能措施逐一进行了节能效果的对比分析,有助于节能措施的选择。
关键词:地铁;车辆段;节能 Design of energy saving measures for metro vehicle depot Luo Xichun Yunnan Jingjian Rail Transit Investment & Construction Co.,Ltd Yunnan Kunming 650000 China Abstract: This paper analysis the main energy consumption of metro vehicles depot, and the energy saving measures which corresponding its. And this paper comparative analysis the effectiveness of typical energy saving measures in the step of design for metro vehicles depot, Contribute to the selection of energy saving measures. Keyword: Metro, vehicle depot, energy saving 城市轨道交通作为能耗大户,其中车辆段肩负着车辆的大修、架修、双周检、三月检、停车列检等任务,能耗很大。
城市轨道交通自动化车辆段和停车场的关键功能发布时间:2021-03-10T03:25:47.944Z 来源:《防护工程》2020年31期作者:朱岑熙[导读] 停车场和车辆段区域是城市轨道交通运行的必须元素,列车的检测和维护等一系列活动全部都位于此处。
苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司江苏省苏州市 215000摘要:随着我国国家经济的发展,国民经济水平地提高,传统的交通出行方式路况多变,安全事故频发,很难满足现代人民日常生活出行的需要,城市轨道交通的发展应然而生。
城市轨道交通这种出行方式不仅出行安全、便捷、乘车环境较好、乘车舒适度也相对较高,很快便代替了传统的出行方式,成为我国城市人口出行地首选交通工具。
文章将详细描述城市轨道交通自动化车辆段和停车场的关键功能,并对其关键功能部分展开分析研究。
关键词:城市轨道交通;自动化车辆段;停车场;信号系统引言:停车场和车辆段区域是城市轨道交通运行的必须元素,列车的检测和维护等一系列活动全部都位于此处。
自动化系统作为城市轨道交通运行的中心纽带,与城市轨道交通的控制运行更是缜密,停车场区域每天都需要进行大量的数据操作和问题处理,传统的问题处理主要是由人工进行实际操作的,这也就导致了车辆入库效率低,检测维修时间长,且人工操作也很难保证车辆入库的安全性,为了避免这些问题,我国从事城市轨道交通相关行业的人共同努力,研究,开发出了城市轨道交通自动化车辆段信号系统,随着对其的投入使用,有效地解决了传统遗留问题,保障了工作效率的同时提升了安全性。
一、自动化车辆段信号系统的功能随着我国城市建设的发展,城市轨道交通开始在城市范围内大规模普及应用。
但轨道交通列车在载客运行前和每天结束运行后,仍然有很长一段时间的停运期位于停车场中,往往这些操作都是由人工进行工作处理,难以做到自动化处理模式,弊端很多,城市轨道交通自动化信号系统逐渐开始发展起来,给我国城市轨道交通的运营带来了极大的便利和优势。
一、城市轨道交通行业的能源利用现状城市轨道交通本身并不产生污染,但因为其高密度、大运量的运营特性,必然带来大量的能源消耗。
以上海轨道交通1号线(莘庄———共富新村>为例,仅2006年7—9月的耗电量就高1达4 728. 5万kW·h,电费高达3 000多万元。
其中,牵引用电约占总用电量的50%,其它为空调及照明用电。
为此,节能降耗问题已引起城市轨道交通业界的关注。
目前,部分节能措施如屏蔽门、节能灯、限制使用黏土多孔砖等已经在城市轨道交通中得到广泛应用。
但是将一条线、一个车站或一座停车场作为一个整体来设计构思,以最大限度地高效利用能源及开发利用可再生能源仍有待研究。
本文从节能设计的系统性角度,以一个城市轨道交通停车场为例进行分析。
<一)城市轨道交通是节能的公共交通城市轨道交通相对于其它城市公共交通工具而言,具有安全舒适、快速环保、运能大和能源消耗少的特点。
按照同等运能比较,轨道交通的能耗只相当于小汽车的1/9,公交车的1/2。
因此,轨道交通本身就具有重要的节能减排意义。
城市轨道交通相对于其它城市交通工具的另一个特点是以耗电能为主,而不是燃油。
石油作为国家核心能源,是工业经济的命脉,当今世界几乎所有国家都把石油安全置于能源战略的核心位置。
石油安全直接关系到国家能源安全,关系到经济社会的可持续发展。
因此在特大城市、大城市中,以城市轨道交通为骨干、提高占公共交通的出行比例,符合国家宏观经济层面的能源政策,有利于建设资源节约型、环境友好型社会。
我国城市交通节能的措施之一,是建立绿色城市交通系统,应对城市化进程和交通机动化快速增长的挑战,构建可持续性的城市交通系统模式。
超大、特大城市将加快轨道交通建设,形成立体城市交通系统,大力发展城市公共交通系统。
通过优化城市交通系统结构和完善城市间交通模式,提高城市交通系统效率并达到系统节能目的。
二、城市轨道交通节能意义城市轨道交通的节能减排工作也十分重要。
虽然按同等运能比较,轨道交通能耗比其他形式交通方式小,但因为其大运量的特点,使得总耗电量相当大,是耗能大户,仍有节能潜力。
因此,轨道交通建设和运营在遵循以人为本,方便旅客的出行和换乘,做到“方便、快捷、准时、舒适”等原则的同时,作为重点用能单位,严格遵守《中华人民共和国节约能源法》合理用能的原则,一直致力于加强节能管理、推进技术进步、提高能源利用效率、减少环境污染方面的研究。
国家发展和改革委员会在交通基础设施建设项目审批程序中也要求必须进行“节能专篇”的研究,要求项目应遵循的合理用能标准及节能设计规范、项目能源消耗种类和数量分析、项目所在地能源供应状况分析、能耗指标、节能措施和节能效果分析等内容。
应结合具体运营规模、技术标准和项目实施条件,进行城市轨道交通节能研究,并将具体措施融合到建设中。
节能涉及到多项专业技术,应以有限的能源消耗取得最大的经济利益为目标,充分调动各方面积极因素,把节能分析、节能设计、节能管理紧密结合起来,达到降低综合能耗指标的目的。
三、城市轨道交通节能技术现状及存在的问题<一)城市轨道交通主要能耗种类在轨道交通运营过程中主要消耗电能,基本不消耗其它形式的能源。
耗电可以将其归结为车辆运行的牵引耗电和其它设备耗电两大类。
据初步统计,北京地铁1992年一线、环线正线的全年牵引耗电量为80196300kw·h ,占全年总耗电量的70.6%,其余为动力照明耗电,以及车辆段、停车场的牵引耗电,调试、维修等耗电。
以北京地铁为例,2002年一线地铁全年耗电量52 139 240 kw·h,环线地铁全年耗电量为75 751 220kw·h,复八线地铁全年耗电量为50 734 670 kw·h,三条线全年耗电总量为178625130kw·h。
其中三条线路的牵引耗电总量占全年总耗电量的57%。
新建的城市轨道交通项目除上述耗电内容外,还需增加车站空调和车辆空调等<二)目前城市轨道交通能耗方面的问题能源消耗总量过大是目前城市轨道交通面临的一大问题。
轨道交通运营成本高居不下的问题日显突出,其中有近50%来自于列车牵引能耗。
按照目前我国城市轨道交通的发展速度,城市轨道交通的能耗将达到相当的规模。
应该说,尽快找到大幅降低轨道交通运行能耗的方法,已成为保持城市轨道交通高速度可持续发展必须解决的重要问题之一。
北京轨道交通线网规划用电总量的趋势图如图1所示。
根据以往多年的建设和运营经验数据,城市轨道交通列车牵引供电系统和通风空调系统是轨道交通中最主要的用电大户,分别占到轨道交通系统总能耗的1/2和1/3,节能潜力也相对最大。
对于其它设备系统,虽然能耗比例不高,但能耗总量也不低,结合高效低耗设备及其它节能措施的应用,也存在一定的节能潜力。
通过对北京及全国各地既有城市轨道交通线路运营情况的调研,我们发现电能费用占城市轨道交通运营费的50%左右,车辆牵引用电又占城市轨道交通用电的50%以上。
用目前城市轨道交通电动车组普遍采用“再生制动+电阻制动+机械制动”的制动方式,制动能量可达到牵引能量的30%以上,部分再生制动的能量可以被线路上相邻车辆吸收,如不能被吸收则转换为电阻或空气制动,制动能量被白白消耗,初步估算该部分消耗的电能占制动能量的40%左右。
通风空调系统作为城市轨道交通中的重要设备系统之一,是城市轨道交通运行的能耗大户,其用电量排在牵引供电之后,位居第二;在运营初期的特定条件下,其用电量甚至超过牵引供电,成为第一用电大户。
因此,如何降低城市轨道交通通风空调系统运行能耗,是解决城市轨道交通运营能耗过高问题的重要内容。
四、已采用的主要节能降耗措施<一)线路选线与运营组织重视节能线路节能设计主要考虑尽可能优化曲线半径,以减少车辆行驶过程中因曲线阻力大而增加电耗;优化线路节能坡,设置合理的进出站坡度,使列车进站时上坡,将动能转化为势能,列车出站时下坡,再将势能转化为动能,这样有利于减少牵引能耗;线路纵坡设计还综合考虑泵站位置等设备布置,以达到优化、合理、经济、节约能源的目的。
确定全线的总体运营规模、合理确定利车编组、合理设置运营交路、合理安排列车运营对数等技术措施,将有效降低人车公里能耗。
<二)车辆节能选用调频调压控制的交流牵引系统。
该系统通过变频调速避免了列车调速时由附加电阻消耗掉大量的电能,也不会因附加电阻的发热提高隧道内的温度而要求增加通风量和制冷电能。
该系统能有效利用再生制动,利用车辆行车密度大、不同车辆同时处于不同牵引、制动工况的概率较高的特点,可较多地回收车辆制动能量。
理论上可回收25%左右。
选用轻体车辆。
车辆采用不锈钢车体,车辆自重比普通铸钢车体约减少3t,用等能量比较的方法推算,每辆车可节约运送50位乘客所需的能量。
随着车体自重的减轻,相应能减轻轮轨磨耗,减少维修量等附加节能效果。
采用列车自动控制节能。
电动客车采用微机控制自动驾驶。
在信号系统设计时,根据线路的坡道、弯道及列车载重等情况,设计自动驾驶ATO曲线,自动调整行驶速度,控制随行点使电动客车永远处于最佳运行状态,以便减少电耗,达到更进一步节能的目的。
<三)供电系统节能牵引供电系统节能设计。
合理设置中压供电网络接线形式,既减少系统电缆的长度,也可以减少开关设备数量,降低设备损耗和线路损耗,达到节能的效果。
合理设置各种类型变电所。
牵引网采用导电率较高的钢铝复合接触轨,牵引网电能损失较少,减少变电所的空载能耗。
牵引变电所预留设置车辆再生储能设备安装条件,如果每座变电所均设置该设备,每年可降低牵引用电量约5%左右。
选用环保节能设备,如配电变压器选用非晶合金变压器,虽然一次投资有所增加,但是长期运行与普通变压器相比,可节约相当电能。
动力照明系统节能设计。
动力照明配电设计按照负荷分级供电的原则进行,对各种负荷,按其重要程度分为一、二、三级。
减化了供电系统,节约配电设备。
采用集中无功自动补偿和和分散无功补偿措施,提高功率因数,降低线路损耗。
在照明产品的选择上,选择高效、节能的光源、灯具。
选用先进节能的电机电器设备,电扶梯及大型风机、水泵等采用变频控制,节约设备用电。
从运营管理上,当车站高峰过后,可以关闭部分公共照明设备,变频电梯低速运行。
<四)通风空调系统节能系统形式节能设计。
根据地区的气候环境条件及对通风空调系统方案的比选,城市轨道交通通风空调系统形式。
尽量利用列车活塞效应,从而采用自然通风方式,节省风机的能耗。
风机变频控制。
通风空调系统的设备一般按远期高峰小时运行情况进行配置,而系统负荷随列车的对数、客流的变化而变化。
在运行初期、近期客流及行车对数远没有达到设计水平,因此设备容量有较大的富裕量;同样在非高峰时段的系统负荷较高峰时段也有较大的差距,也存在设备容量富裕的问题。
表冷器开启降低能耗。
该设备设计为门式,两侧设轴,可以在通风季节电控延轴开启,降低系统的通风阻力和能耗。
根据实测结果,8万m3/h的组合式空调机组,表冷器打开前的风机功率为50kw,打开后风机功率降为36.8kW。
通过表冷器开启,在通风季节能耗可以降低28%左右。
对于通风季节长的城市来说,节能意义非常重大。
采用节能运行模式。
因为城市轨道交通内部的发热量大,具有全年热负荷的特性,通风空调系统的设计应充分利用非空调季节室外的天然冷源对城市轨道交通内部进行冷却,尽量减少空调系统的运行时间,节约能耗。
其它节能措施。
车站的各风机及空调机组,根据环境的变化自动启动或停止设备,减少不必要的能耗。
采用有效的空调风管、冷媒管等保温措施,减少冷量运输能耗。
选用合理的室内温湿度标准,尽量取用温湿度的上限值,以减少空调冷负荷,降低制冷能耗。
详细计算空调负荷及管路水力计算,选用合适的设备容量以避免浪费。
<五)设备监控系统节能采用综合监控系统对全线各车站内的变电所系统设备、通风空调系统设备、给排水系统设备、电梯系统设备、低压照明系统设备进行综合性的监控与调度管理。
可以对全线的变电所系统的基础设备进行集中管理;根据不同季节、各车站不同的客流情况、室内外的环境情况,做到合理送排风<空调),使空调得到有效的利用;通过综合监控系统程序的合理设计、运营调度人员的合理组织可以减少能耗损失。
<六)给排水系统最大限度地利用市政自来水供水压力,采用生产生活用水由市政自来水直接供水,消防给水系统平常运行时尽量市政自来水稳压。
选用行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备,以提高供水的安全可靠性,降低能耗和水损。
车辆段应最大限度地利用市政自来水供水压力,给水加压采用变频供水设备或无负压供水设备,职工浴室热源可采用太阳能热水器。
车辆冲洗和检修废水经处理、消毒后再回用于洗车或冲洗零部件,既节约用水,又保护环境,完全符合国家节能环保政策。