城市轨道交通能源管理系统发展历程及方向

北京：打造可持续发展的绿色交通系统｜　ΤΗΕΜΕ　话题北京轨道交通发展总体情况自世界第一条地铁线于１８６３年在英国伦敦诞生后，现已有５１个国家建成运营地铁及轻轨线，总里程已超过９０００公里，平均每年建成６３．３公里。

从１８６３年至今的世界城市轨道交通发展历程来看，上个世纪是世界大城市的轨道交通发展期，而我国从本世纪开始城市轨道交通才进入了高速发展期。

我国第一条地铁线于１９６９年１０月在北京建成通车，相比伦敦滞后１０６年。

从各国首条建成的地铁或轻轨的年代排序来看，我国位列第２４名，起步不算最晚，但在２０世纪中发展甚慢，正式高速发展是从２１世纪开始（见附表）。

北京轨道交通发展历程１９６５～１９８１年：早期地铁系统（一期工程）北京地铁一期工程于１９６５年７月１日开工，在１９６９年１０月１日完工。

这条线路是中国大陆最早的地铁线路，而且也早于香港、首尔、新加坡、旧金山、华盛顿。

１９８１年９月１５日，在试运营１０年之后，北京地铁终于对外开放，包括１９座车站，从西山的福寿岭到北京站的２７．６公里线路。

１９８２年，北京地铁年客运量达到了７２５０万人次。

１９８４～２０００年：二期工程１９８４年９月２０日，北京地铁二期工程开通运营。

这条马蹄形的线路自复兴门至建国门，长１６．１公里，有１２座车站。

二期工程和一期工程的一部分可以组合成一个环，但直到１９８７年１２月２８日，两条已有线路才被重新组合成两条新线，即自苹果园至复兴门的１号线和沿北京内城城墙行驶的环线——２号线。

北京地铁在１９８８年年输送旅客量达到了３．０７亿人次。

１９９０年，地铁日客流量首次突破１００万人次，全年总客流量达到了３．８１亿人次。

１９９１年１月２６日，１号线沿长安街东延的规划获得批准，总投资２０亿元。

西单站在１９９２年１２月１２日开始运营，其余线路则在１９９９年９月２８日通车。

２０００年１月２６日，北京地铁１号线全线贯通运营。

２００１～２００７年：飞速发展２００１年７月１３日，北京获得了第２９届夏季奥林匹克运动会主办权，极大地推动了北京地铁事业的发展。

“双碳”目标下轨道交通与能源融合发展路径和策略研究摘要:轨道交通是能源消耗和碳排放的重要行业，推进轨道交通能源结构变革和以能源自洽为特征的新型轨道交通能源系统发展是助力实现碳达峰、碳中和目标的重要手段。

本文主要就“双碳”目标下轨道交通与能源融合发展路径和策略进行了分析。

关键词：“双碳”目标；轨道交通；能源；融合引言轨道交通能源融合的目标是通过轨道交通能源自洽，实现轨道交通系统能源结构的改变，提高轨道交通系统弹性，支撑国家能源安全和“双碳”战略。

推动轨道交通与能源融合发展，有助于优化交通运输系统能源结构，促进绿色低碳、环境友好型交通运输系统的发展，为我国履行应对气候变化责任、确保国家能源安全和推动交通强国建设提供支撑保障。

1轨道交通能源概述通过轨道交通供用能系统的转型升级，分别构建面向电气化铁路的新型牵引供电系统、面向非电气化铁路的新型动力系统，共同实现轨道交通能源系统清洁化、再电气化的发展目标。

在清洁化发展方面，充分利用轨道交通空间资源，将分布式发电设施接入电气化轨道交通系统，推动非电气化轨道交通区域内的自然资源禀赋开发与利用；将能源电力生产设备纳入轨道交通交通系统基础设施，形成兼具能源、交通属性的新型基础设施，实现非电气化轨道交通交通系统的能源生产、转换、补给功能一体化（可视为互联电力网的具体形式）。

在再电气化方面，非电气化轨道交通牵引动力由化石燃料驱动转向清洁电力驱动，促进非电气化轨道交通交通系统载运用能实现再电气化，分为以电能作为动力源、以氢能作为机车动力源再由燃料电池转化为电能两种方式；完成轨道交通载运装备的电能替代，以电动机作为驱动机构来获得优于内燃机的能量转换效率，实现交通载运装备的节能与增效（可视为电动化交通的直接表现）。

在此基础上，促成以能源生产为主的互联电力网、以能源消费为主的电动化相结合，充分利用轨道交通沿线自然禀赋资源，以新能源发电为轨道交通提供清洁电力，形成电力“远方来”“周边取”共存的能源电力供给新模式；基于清洁电力制备交通零碳燃料，加速清洁原料燃料替代交通终端化石能源的进程，形成清洁能源发电‒零碳原料燃料‒电动化驱动的新型交通能源系统（可视为能源交通融合的关键所在）。

我国城市轨道交通行业现状及发展趋势概述1. 前言近年来，我国城市轨道交通行业得到了快速发展，成为现代化城市的重要组成部分。

本文将对我国城市轨道交通行业的现状进行概述，并展望其未来的发展趋势。

从简单到复杂，由表及里地介绍该行业的各个方面，让读者对城市轨道交通有一个全面的了解。

2. 发展历程2.1 建设起步期我国城市轨道交通行业的发展可以追溯到20世纪80年代末和90年代初。

当时，为了缓解城市交通拥堵和提升交通效益，中国政府开始在一些大城市启动了轨道交通系统的建设，如北京、上海、广州等。

这些城市的地铁线路逐步建成，并逐步形成了现代化的轨道交通网络。

2.2 迅猛发展期进入21世纪后，我国城市轨道交通行业经历了迅猛的发展。

各个城市纷纷加快了轨道交通网络的拓展，包括地铁、轻轨和城市快速公交等。

特别是一些二线和三线城市也开始在建设轨道交通方面加大力度，使得城市轨道交通行业进一步扩大和完善。

3. 现状分析3.1 城市覆盖和线路规模截至目前，我国已经拥有数量庞大的城市轨道交通线路。

根据国家统计数据，截至2021年底，我国共有79个城市拥有地铁和轻轨线路，总里程超过8000公里。

其中，北京、上海、广州、深圳等几个大城市的地铁覆盖面积最广，线路总里程也最长。

3.2 运营效益和便利性城市轨道交通的快速发展为人们的日常生活带来了诸多便利。

通过轨道交通，人们可以快捷地到达各个城市重要地点，避免了交通拥堵问题。

轨道交通的智能化系统也为乘客提供了更舒适、高效的出行体验。

4. 发展趋势展望4.1 信息化与智能化未来，我国城市轨道交通行业将持续推进信息化和智能化发展。

通过引入各类先进技术，如互联网、大数据和人工智能，将轨道交通系统与其他城市运行管理系统相连接，实现线路优化、运营效益提升和智能调度等。

4.2 轨道交通与城市规划的融合随着城市的不断扩大和更新，城市轨道交通系统也需要与城市规划相融合。

未来城市轨道交通的建设将更加注重与城市发展规划的协调，确保线网布局与城市功能布局的一致性，为城市居民提供更便捷、高效的出行方式。

2024城市轨道交通行业趋势随着城市化的加速和人口的不断增长，城市轨道交通成为越来越多城市的主要交通选择之一。

2024年，城市轨道交通行业将迎来一系列新动态和发展趋势。

一、技术创新与智能化发展2024年，随着技术的不断创新与进步，城市轨道交通将更加智能化。

自动驾驶技术将得到广泛应用，减少人为操作的风险和错误，提高运营效率。

同时，人工智能和大数据分析将用于优化列车调度和运营管理，实现更高效、安全的运行。

二、绿色环保与可持续发展随着人们环保意识的增强，城市轨道交通将朝着更绿色、低碳、可持续的方向发展。

2024年，将会出现更多新能源轨道交通系统，如太阳能、风能等。

同时，轨道交通系统将加大对尾气排放的限制，推动电动车辆的普及，减少空气污染和交通噪音。

三、发展多式联运城市轨道交通作为城市交通的重要组成部分，不再仅仅满足“点对点”的出行需求，而是越来越多地与其他交通方式进行无缝衔接。

2024年，将有更多的轨道交通站点与公交、自行车、共享出行等交通方式结合，形成多式联运的便捷服务，提供更加便利的出行体验。

四、智慧城市的发展随着城市轨道交通发展的智能化，城市交通系统将与城市管理和公共服务相结合，共同推动智慧城市的建设。

通过无线网络和物联网技术，乘客可以享受到更多便利服务，如在线购票、实时车辆信息查询、智能安检等。

同时，城市交通数据也将为城市规划、交通分析和智能交通管理提供更精准的基础。

五、安全防护措施的提升2024年，城市轨道交通行业将加强对安全防护的重视。

新技术将应用于安全监控系统，包括人脸识别技术、红外线监测等，以提高安全检测的准确性和可靠性。

同时，加强人员培训和应急预案的制定，提高紧急疏散和灾害应对能力，确保乘客的安全出行。

六、城际铁路的发展除城市内部的轨道交通发展外，城际铁路的发展也将是2024年城市轨道交通行业的重要趋势。

随着高铁和城际铁路网络的逐渐完善，城市间的交通将更加便捷、快速，进一步推动区域经济的发展和交流。

城市轨道交通行业发展趋势随着城市化进程的加速和人口的持续增长，城市交通成为了一个日益突出的问题。

在这样的背景下，城市轨道交通逐渐成为了解决城市交通拥堵和环境污染的重要手段。

作为城市公共交通体系的重要组成部分，城市轨道交通不仅可以提高城市运输效率，减少交通拥堵，还可以减少对环境的破坏。

因此，城市轨道交通行业的发展前景备受关注，而未来城市轨道交通行业的发展趋势也备受瞩目。

一、城市轨道交通行业的发展现状目前，城市轨道交通已成为了解决城市交通问题的主要手段之一，其在全球范围内得到了广泛的推广和应用。

根据国际城市轨道交通协会（UITP）发布的报告显示，截至2019年，全球范围内共有405座城市拥有轨道交通系统，其中有170座城市拥有地铁，196座拥有轻轨，39座拥有市郊铁路系统。

而随着城市轨道交通的不断发展和完善，其在城市交通系统中的地位也在不断提升。

从国内来看，我国的城市轨道交通系统也在迅猛发展。

截至2020年，中国共有41座城市拥有地铁系统，覆盖了超过3000公里的线路。

与此同时，国内轻轨交通也在不断扩张，大中小城市之间都有不同程度的轻轨交通规划和建设。

此外，中国的城市轨道交通系统在技术和设备方面也不断实现新突破，例如自动驾驶技术、智能化调度系统等的引入，为城市轨道交通的发展注入了新动力。

二、城市轨道交通行业发展趋势1. 增加新线路和扩大规模随着城市交通需求的不断增长和城市化进程的加速推进，城市轨道交通系统的规模也会不断扩大。

未来城市轨道交通的规划和建设将主要体现在两个方面：一是增加新线路，包括地铁、轻轨、市郊铁路等不同类型的轨道交通线路，以满足不同区域和不同需求的城市交通需求；二是扩大规模，即在已有城市轨道交通系统基础上进行扩容和提升，增加车辆数量、扩大站点规模等，以应对日益增长的乘客需求。

2. 提高运营效率和服务水平为了更好地应对城市轨道交通系统的不断扩大和不断增长的乘客需求，未来的发展趋势将主要围绕提高运营效率和服务水平展开。

城市轨道交通系统能源管理与优化一、绿色能源在城市轨道交通系统中的运用城市轨道交通系统是城市公共交通的重要组成部分，为城市的经济、社会和人民生活提供了保障。

城市轨道交通系统耗能大，对环境造成的压力也很大，为了实现可持续发展，需要对能源进行全局管理。

1.1.城市轨道交通系统能耗分析城市轨道交通系统的能耗主要包括列车牵引能耗、车站、车辆维修及空调等各项目能耗。

其中列车牵引能耗占整个系统能耗的60%左右，是系统内部的最大能耗源。

根据分析发现，城市轨道交通系统的能耗主要来自三个方面：（1）系统中列车高频率、高功率的启停过程；（2）列车运行过程中的制动过程；（3）列车运营方式中的空载运行方式。

1.2.绿色能源在城市轨道交通系统中的应用城市轨道交通系统的能源管理与优化，需要从能源消耗效率提高的角度入手。

其中，引入绿色能源是解决城市轨道交通系统能源问题的重要途径之一。

（1）太阳能光伏在轨道交通系统中，建设智慧站、车站顶棚安装光伏发电设施可以使得公共交通系统充分利用太阳能资源，实现可再生能源的利用。

（2）能量回收在列车通过车站的制动过程中，可以实现能量回收，将制动时产生的能量回收到供电系统中，实现能耗的再利用。

此外在列车系统设计时，也要有整体考虑，在牵引功率较大的高速段，通过设计实现能量回收。

二、城市轨道交通能源管理为了实现城市轨道交通的绿色发展，需要通过能源管理和优化，降低能耗，提高能源使用效率。

2.1.能耗监测做好轨道交通系统的能耗监测工作，对于制定科学合理的能源管理和优化方案有着重要意义。

对于整个系统中的每个细节，都需要使用传感器等方式收集数据，以便于系统集中管理和分析，从而制定相应措施，减少不必要的能源消耗。

2.2.智能系统城市轨道交通智能化系统是实现能源管理和优化的重要手段，对于实现节能减排具有重要作用。

通过智能可控制、集中监视和智能应急反应系统，可以实现更加精细的管理和优化，提高能源使用效率。

2.3.节能改造通过对存在的交通设施和设备进行改造和优化，以降低能耗，提高能源使用效率。

城市轨道交通的发展和未来规划随着城市化的进程不断加速，越来越多的人涌向城市，导致城市的交通状况变得越来越糟糕，尤其是交通拥堵和环境污染问题成为人们关注的焦点。

因此，城市轨道交通作为一种快速可靠、环保舒适的交通方式，在城市发展中扮演着越来越重要的角色。

随着技术的不断发展，城市轨道交通的未来规划和发展也面临着新的挑战和机遇。

一、城市轨道交通的发展历程城市轨道交通作为一种新兴交通方式，其前身是城市有轨电车。

早在19世纪末20世纪初，巴黎、伦敦、柏林等城市就已经开始了有轨电车的运营。

随着城市的扩大和交通状况的恶化，有轨电车的运营成本和效率逐渐趋于极限。

20世纪50年代，地铁作为城市轨道交通方式应运而生，武汉作为中国最早建设地铁的城市之一，在1984年开通的第一条地铁线，也是中国的第一条地铁线，标志着中国地铁的发展进入了新的时期。

之后，中国的城市轨道交通建设也经历了飞速的发展，目前已经形成了平凡的城市轨道交通建设和运营模式。

二、城市轨道交通的现状和发展趋势当前，中国的城市轨道交通已经覆盖了大多数大中城市，并逐步向小城市延伸。

截至2021年，中国共有47个城市开通地铁，地铁里程已超过7600公里，是世界上最大的地铁运营体系。

不仅如此，中国的城市轨道交通建设还在不断加速。

未来的城市轨道交通发展趋势主要包括以下几个方面：1、智能化：随着人工智能和物联网技术的发展，未来的城市轨道交通将会更加智能化。

通过数据采集、处理和分析，将提升列车的运行效率、放大各个站台的信息、增强安全管理和应急响应能力等方面的功能。

2、高效能：未来的城市轨道交通还将更加高效、节能、环保。

新材料、新能源等技术将帮助城市轨道交通实现“绿色出行”，提高能源利用效率和交通效率。

3、多样化：城市轨道交通也将向多元化发展。

地铁覆盖面广、速度高、服务细化，此外，轻轨、有轨电车、城市通勤铁路等也会有所扩展。

另外，可以通过公共自行车、租赁电单车、电动汽车等电动出行方式作为与城市轨道交通的补充，多样化的交通方式让市民可以选择更贴符自己需求的出行方式。

城市轨道交通的能源管理与可再生能源应用随着城市化进程的不断推进和交通需求的不断增长，城市轨道交通作为一种高效、环保的交通方式，在城市中起着重要的作用。

然而，城市轨道交通系统的能源消耗一直是一个重要的问题，而且传统能源的使用也给环境带来了负面影响。

因此，本论文旨在探讨城市轨道交通的能源管理以及可再生能源在该领域的应用。

一、城市轨道交通的能源管理城市轨道交通的能源管理是为了实现其运行的高效和环保，同时尽可能降低能源消耗和排放。

在能源管理方面，有以下几个方面需要考虑：1.1 能源消耗分析了解城市轨道交通系统的能源消耗情况对于制定合理的能源管理策略至关重要。

可以通过统计每辆列车的能源消耗情况，获得系统总能源消耗量，并进一步分析各因素对能源消耗的贡献。

1.2 能源供给与分配城市轨道交通系统需要大量的电能供给，因此建立稳定和可靠的能源供应体系至关重要。

此外，对能源的分配也需要科学合理，通过合理分配能源，可以提高能源利用效率。

1.3 能源管理控制策略城市轨道交通系统需要采取一系列的能源管理控制策略，以降低能源消耗和减少对环境的影响。

比如，优化列车的能量回收利用，合理控制列车的运行速度和停站时间等。

二、可再生能源在城市轨道交通中的应用为了减少城市轨道交通对传统能源的依赖，可再生能源的应用在城市轨道交通中具有重要意义。

以下是可再生能源在城市轨道交通中的应用方式：2.1 太阳能利用太阳能发电是一种常见的可再生能源应用方式。

在城市轨道交通中，可以将太阳能电池板安装在车站屋顶或轨道上方，通过光伏发电的方式为列车供电。

这种方式可以有效减少对传统电能的需求。

2.2 风能利用风能发电也是一种可再生能源的应用方式。

在城市轨道交通中，可以考虑在轨道旁边或高架桥上安装风力发电装置，通过风力发电为列车供电。

这不仅可以减少能源消耗，还可以兼顾城市景观与环境保护。

2.3 储能技术储能技术是实现可再生能源在城市轨道交通中应用的关键，可以将通过可再生能源产生的电能进行储存，以便在需要时供给列车使用。

0 引言自2003年《国务院办公厅关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知》（国办发〔2003〕81号）发布以来，城市轨道交通得到较快发展；现代有轨电车系统以其造价成本相对较低、审批流程相对简单等优势受到越来越多城市的青睐[1-2]。

2007年5月和2009年12月，天津滨海新区和上海张江区2条现代化有轨电车先后投入运营，我国现代有轨电车行业开始复苏，此阶段车辆尚需整车进口；自2013年8月沈阳浑南现代有轨电车正式载客试运营，经过近5年的发展，我国现代有轨电车进入繁荣发展阶段[3-4]。

截止到2018年7月《国务院办公厅关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》（国办发〔2018〕52号）发布，我国已有12个城市（大连和长春采用传统有轨电车，未纳入统计）共计19条现代有轨电车线路开通运营，运营里程达227.26 k m。

据统计，目前我国正在建设现代有轨电车项目的城市或地区有20个，共36条线路，建设里程约574 km；处于筹备阶段且已入选P P P管理库的现代有轨电车项目有20余个[5]，已启动现代有轨电车项目的城市或地区超100个，建设总里程超1 000 km。

我国现代有轨电车产业集群已初步形成，创新技术得以发展并应用，已进入快速发展期。

以我国现代有轨电车项目为研究对象，从车辆、基建、弱电系统、运营维保等方面探讨现代有轨电车系统的发展趋势。

1 车辆目前中车集团各主机厂均能整车制造现代有轨电车车辆，中车集团设置的各生产、维修基地能够满足我国市场发展需求，随着引进技术的消化及自主研发产品的日益成熟，现代有轨电车车辆将会满足业主不同层次的需求。

1.1 产品型谱化参考阿尔斯通Citadis系列有轨电车经验，产品系列从Citadis X01到Citadis X05，车型含70%低地板和100%低地板，车辆编组涵盖三、五、七、九模块，车辆宽度有2.40 m和2.65 m两种，多种供电方式可供选择，能够实现有轨电车产品型谱化，满足客户多样化需求。