列车属性对城市轨道交通牵引能耗的影响及列车用能效率评价
地铁列车运输能耗分析
地铁列车运输能耗分析地铁作为一种高效、环保的城市交通工具，受到了越来越多城市的青睐。
然而，随着地铁使用的普及，其运输能耗问题也逐渐引起人们的关注。
本文将对地铁列车的运输能耗进行分析，并探讨减少能耗的方法。
一、地铁列车的能耗组成地铁列车的能耗主要来自以下几个方面：1. 动力系统能耗：地铁列车通过电力机车牵引，电力消耗较大。
动力系统中电力机车的能效、电力供应系统的效率以及牵引装置的质量等都会影响能耗的多少。
2. 制动能量回收：地铁列车在行驶过程中会进行频繁的制动，制动过程中产生的能量可以通过回收装置进行回收利用。
合理利用制动能量回收技术可以降低列车的能耗。
3. 空调制冷能耗：地铁列车一般都配备了空调系统，以保证乘客的舒适。
空调制冷能耗主要取决于列车的设计以及空调系统的运行效率。
4. 照明、车门和其他设备的能耗：地铁列车运行过程中的照明、车门和其他设备的能耗也会对总能耗产生一定的影响。
二、减少地铁列车能耗的方法为了降低地铁列车的能耗，可以从以下几个方面进行改进：1. 提高动力系统能效：采用高效的电力机车、提高电力供应系统的效率以及优化牵引装置的质量都可以降低动力系统的能耗。
2. 制动能量回收利用：合理利用制动能量回收装置，将制动过程中产生的能量回收，再利用于列车的动力系统，可以降低列车的能耗。
3. 优化空调制冷系统：改进列车的设计，采用节能型的空调系统，合理控制空调系统运行时间和温度，可以降低空调制冷能耗。
4. 优化照明、车门和其他设备的能耗：采用节能型的照明设备，合理控制车门的开闭时间，对其他设备进行能效改进，都可以减少列车的能耗。
三、案例分析：上海地铁能耗优化实践为了降低地铁列车的能耗，上海地铁进行了一系列的优化实践。
在动力系统方面，上海地铁采用了高效的电力机车，并对电力供应系统进行了改进，提高了能效。
在制动能量回收方面，上海地铁对列车进行了改造，引入了先进的制动能量回收装置，有效回收利用了制动能量。
城市轨道交通能源消耗与排放指标评价方法
城市轨道交通能源消耗与排放指标评价方法摘要
城市轨道交通（URT）系统是一种可替代传统汽车交通的公共交通方式，能有效减少交通拥堵等城市交通问题。
但在日益增长的URT规模和要求下，如何评估URT能源消耗及其排放问题也变得愈加重要。
本文提出了一种用于评估城市轨道交通能源消耗与排放的指标评价方法。
首先，根据常用的能源消耗指标和排放指标，利用比例和加权法来构建城市轨道交通能源消耗与排放总指数，以评估城市轨道交通系统在能源消耗与排放方面的总体表现；其次，利用数据融合理论，建立能源消耗与排放双层指标体系，可以更好地识别和控制URT消耗细分指标下的能源结构，从而更好地优化URT能源消耗与排放问题；最后，以深圳市轨道交通系统为例，实践了本方法在深圳市URT系统中的应用及效果。
结果表明，本方法能有效识别URT能源消耗及其排放问题，有助于更好地优化URT系统。
关键词：城市轨道交通；能源消耗；排放；指标评价
1.绪论
随着中国城市化进程的加快，人口和活动量不断增加，城市交通问题也越来越显现出来，交通拥堵成为许多城市交通问题的关键原因。
DB11T 1035-2013 城市轨道交通能源消耗评价方法
注：若车站为非换乘站，上式不需计算换乘站换乘量。
2
DB11/T 1035—2013
5.1.2.2 车站电梯与自动扶梯系统单位电耗评价指标为车站电梯与自动扶梯系统单位升降高度电耗。
单位：千瓦时/米。计算方法见公式（3）。
车站电梯与自动扶梯系统单位升降高度电耗=
车站电梯与自动扶梯系统电耗 总升降高度
............ (3)
车站其他系统每平方米电耗=Байду номын сангаас
车站其他系统电耗 车站建筑面积
........................ (7)
5.1.3 控制中心能耗评价指标
控制中心能耗评价指标为控制中心占路网综合能耗比例。计算方法见公式（8）。
控制中心占路网综合能耗比例=
控制中心综合能耗 路网综合能耗
×100%
.................... (8)
b) 计期内，线路完成每万人次客运量的综合能耗。单位：吨标准煤/万人次。计算方法见公式（15）。
线路每万人次综合能耗=
线路综合能耗 线路客运量
........................... (15)
5.1.6 路网能耗评价指标
5.1.6.1 路网单位牵引电耗评价指标包括路网每车公里牵引电耗和路网每万人公里牵引电耗。具体计 算方法如下：
车站电耗 车站建筑面积
............................. (1)
b) 车站每万人次电耗是指在统计期内，车站服务于每万人次乘客的电耗。单位：千瓦时/万人次。
计算方法见公式（2）。
车站每万人次电耗=
车站电耗 车站进站量+车站出站量+换乘站换乘量
................... (2)
城市轨道交通的牵引能耗估算方法
城市轨道交通的牵引能耗估算方法陈峰;杨洋;刘欧阳【摘要】为解决目前城市轨道交通面临的能源消耗总量过大的问题,以北京轨道交通运营线路能耗数据为基础,分析影响城市轨道交通能耗的主要因素,并通过多元线性回归的方法,建立基于运营数据的牵引能耗估算模型,通过测算与实际运营数据的误差为1.6％;同时将不同城市轨道交通的能耗测算方法进行对比,包括列车单位能耗测算法、电力机车耗电量测算法和单位指标测算法,前两者与估算模型的结果误差不超过5％,验证了模型的可行性;通过单位指标测算法的对比分析,反映出估算指标的不合理性.结果表明,相关对比为既有线路能耗的估算和新建线路能耗的预测提供了参考的方法.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2014(027)002【总页数】4页(P90-93)【关键词】城市轨道交通;牵引能耗;回归分析;测算【作者】陈峰;杨洋;刘欧阳【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院北京100044【正文语种】中文【中图分类】F530.7;U266.2城市轨道交通系统能耗的测算直接关系到运营公司效益和市政府财政补贴，“降低交通能耗，实现低碳出行”已经作为一种先进的都市交通理念被许多世界级大城市所接受。
要对目前城市轨道交通的能耗情况有大致的了解，需要基于已有运营数据提出快速而且切实可行的城市轨道交通能耗估算方法。
城市轨道交通系统能耗分为牵引能耗和车站能耗，其中牵引能耗包含车辆内部设施运转能耗［1］，是笔者研究的重点。
国内外一般借助牵引电算软件模拟计算牵引能耗，国外运用最多的是“运行图法”，我国近年来通用的牵引计算仿真系统有：北京交大和香港理工大学合作的GTMSS系统、西南交大的UMTrCS系统、申通集团的列车牵引及能耗计算系统等。
孔令洋、梁青槐等人分析了城市轨道交通系统能耗特征及其影响因素，介绍了国内外已运营直线电机轮轨交通系统的能耗状况，并对直线电机牵引系统能耗与普通轮轨系统牵引能耗做了比较分析［2］。
列车牵引特性对牵引能耗和供电方案设计的影响分析
DOI：10.19587/ki.1007-936x.2020z1.016列车牵引特性对牵引能耗和供电方案设计的影响分析王世峰，康克农，李力鹏摘 要：首先介绍了城市轨道交通供电系统方案设计的主要输入，依据实际改造案例对改造内容及要求进行概述，分析供电系统改造的制约点；在此基础上，依据同一车型（8B, 6M2T）不同牵引特性进行牵引计算和供电仿真；依据计算结果分析车辆牵引特性对牵引能耗和供电系统方案设计的影响，并给出建议。
关键词：车辆牵引特性；牵引能耗；牵引电流；供电系统设计Abstract: This paper first introduces and discusses main inputs for power supply system design of urban rail transit.After that, taking a real reconstruction example, summarizes its reconstruction design contents and requirements, and analyzes the constraints. Train performance calculation and power supply simulation are performed depending on different traction characteristics of a same train type (8B, 6M2T). According to the results, the paper analyzes the influence of traction characteristics on traction energy consumption and power supply system design, and gives suggestions for traction characteristics.Key words: train traction characteristic; traction energy consumption; traction current; power supply system design 中图分类号：U223.2 文献标识码：B 文章编号：1007-936X(2020)z1-0076-050 引言供电系统方案设计依据外部输入，确定牵引变电所分布、容量，电缆截面和供电分区等，可大致分为牵引计算与供电仿真两部分。
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。
本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。
一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。
变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。
接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。
牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。
二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。
2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。
3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。
4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。
5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。
三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。
理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。
实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。
具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。
2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。
城市轨道交通节能措施研究
城市轨道交通节能措施研究摘要：目前，我国的轨道交通工程建设有了很大进展，城市轨道交通虽是一种环保的交通方式，但其耗能仍然很大，应持续挖掘和应用节能减排措施，尤其在“双碳”目标要求下。
本文首先分析城市轨道交通能耗构成及影响因素，其次探讨城市轨道交通节能措施，为行业节能提供参考和借鉴。
关键词：城市轨道交通;节能;车辆能耗;车站能耗引言供电系统对城市轨道交通的运行具有重要作用，在设计供电系统时应具有一定的节能意识。
依据接线方式、变压器容量等设定照明系统，并明确补偿方式，以降低供电系统运行时的能耗。
城市轨道交通包括大量变配电设备和各种等级的配电线路，据统计，电费约占其运营成本的35%~45%，因此，节能对城市轨道交通运营的可持续发展具有重要作用。
1城市轨道交通能耗构成及影响因素分析电能消耗是城市轨道交通系统运营过程中能源消耗的主要形式,主要包括列车运行能耗和车站运营能耗两部分。
国内外学者在轨道交通能耗影响因素和节能措施方面开展了大量研究。
国内对轨道交通能耗的文献多局限于某一个方面,且大多数没有给出对能耗影响的量化分析。
采用实验和解析计算相结合的研究方法,运用灰色关联层次分析模型,构建了能耗计算模型,得出了车站能耗和车辆能耗主要影响因素的量化影响因子。
车辆能耗和车站能耗构成城市轨道交通的总能耗,二者占比接近,两部分对总能耗的影响比较接近,均需重点关注。
城市轨道交通中车辆自重部分在整个车辆质量中所占比例较大,牵引力做功大部分用于克服列车自重。
因此列车自重的变化对于城轨轨道交通的列车运行能耗影响显著;从接触网到牵引变流器、牵引电机、齿轮箱,每个环节都因效率因素而损失能量,牵引传动效率对列车运行能耗影响较为显著;辅助变流器为车辆所有中压和低压负载供电,辅助负载的总功率以及辅助变流器的效率对列车的运行能耗影响明显。
2城市轨道交通节能措施2.1供电系统与设备1)以交通线路长度和车站位置为设计依据选定牵引变电所位置，同时按设计规范在上、下行之间设置均流线以降低牵引网中的能耗。
轨道交通列车能量消耗分析
轨道交通列车能量消耗分析在现代城市中，轨道交通系统扮演着至关重要的角色。
无论是地铁、有轨电车还是高铁，轨道交通列车为人们提供了快速、安全和环境友好的出行方式。
然而，我们可能很少思考这些列车背后的能量消耗问题。
本文将对轨道交通列车的能量消耗进行分析。
首先，我们需要了解轨道交通列车的能源来源。
一般来说，轨道交通列车使用电能作为驱动力。
这些电能可以通过多种方式供应，例如传统的煤炭发电、核能发电、风能发电以及太阳能发电等。
不同的能源来源对环境影响和能源效率有着不同的影响。
接下来，我们来看一下轨道交通列车的能量消耗过程。
轨道交通列车的能量消耗主要可以分为两个方面：牵引能量和辅助能量。
首先是牵引能量，即列车运行时所需要的能量。
当列车启动、加速和保持速度时，需要将电能转化为机械能，驱动列车前进。
其中，加速过程是能量消耗最大的时刻，因为需要克服惯性和摩擦力。
牵引能量的消耗与列车的负载、速度、行驶距离以及线路的坡度等因素密切相关。
一般来说，高负载、高速度、长距离以及陡峭的坡度都会增加列车的能量消耗。
其次是辅助能量，在列车运行过程中需要消耗的电能。
辅助能量主要用于照明、空调、通风、制动能量回收等功能。
这些辅助设备虽然不会耗费大量的能量，但在整个系统的能量消耗中也不可忽视。
除了考虑能量消耗的过程，我们还需要研究轨道交通系统的能效问题。
提高能效可以减少能量消耗，进而降低对能源的依赖，降低对环境的影响。
有许多方法可以提高轨道交通系统的能效。
首先，改进列车设计和制造技术。
采用轻量化材料可以降低列车的重量，减少能量消耗。
同时，优化列车的空气动力学性能，减少风阻，也可以提高能效。
其次，改进能源供给和储存系统。
选择更加清洁和高效的能源供应方式，如使用可再生能源，可以减少对化石燃料的依赖，并降低对环境的污染。
此外，可以研究利用储能技术，如超级电容器或电池系统，将制动过程中产生的电能储存起来，以备列车再次启动时使用。
此外，优化列车运行管理也是提高能效的关键。
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中 图分 类 号 ：Ｕ２ ６ Ｏ ． １ ３ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
城市轨道交通系统能源消耗总量 巨大，其 中的
牵 引能耗 是 城 市 轨 道 交 通 系 统 能耗 的 重 要 组 成 部 分 ，约 占总 能 耗 的 ５ ０ ［ １ ］ 。分 析 牵 引 能 耗 的影 响 因素有 助于 降低 牵引 能耗 ，对 节约 能源 、降低 运 营 成 本具 有重 要意 义 。 城 市轨 道交 通列 车 的属性 包括列 车 质量 、单 位
通 过建 立仿 真 系统描 述 了列车 编组 和牵 引性 能对 货 物 列车 能耗 的影 响 。刘海 东等 ＿ ３ ］ 采用 计算 机模 拟 的 方 法研 究 了列 车 质 量 与 牵 引能 耗 的关 系 。Ｉ Ｆ Ｅ ＵＥ ４ ］
１ 影 响牵 引 能 耗 的列 车 属 性
１ ． １ 列车 牵引能 耗模 型
耗 的影响程度 随着牵 引电机效 率的提高而减小 ；分别采用列 车用 能效率特 征值和仿 真 的方 法对 同一线路 上运行
的列 车进行牵 引能耗 比较 ，得到的列 车牵引能耗排序完 全一致 ，说明列 车用能效 率特征值 可 以准 确判别列 车用
能效率 的高低 ；根 据列 车用 能效 率特征值随速度变化 的规律 ，可 以分析 不同列 车在不 同类 型线路 上节能 运行 的 适用性 ，为城市轨道交通 车辆 的选 型提供 依据 。 关键词 ：牵引能耗 ；列 车属性 ；列 车用能效 率 ；城市轨 道交通
要 ：通过建立城市 轨道 交通 列车牵引能耗 模型 ，分析 影响牵 引能耗 的列车属 性 ，并基 于灵敏度 分析方
法判 断列车属性 对牵 引能耗 的影响程 度 ；定义牵引能耗 模型 中的被积 函数为 列车用 能效率特 征值 ，用 于列 车用
能效率 的评价 。研究结果表 明 ：影 响牵 引能耗 的列 车属 性主要包括列车的质量 、单 位基本阻力 和牵引 电机效 率 ， 这三者 中以列 车质 量对 牵引能耗的影响最大 ，单位基本 阻力对 牵引 能耗 的影 响最小 ，而牵引 电机 效率对 牵引能
１ ２ ０ ｍ・ ｓ ～ 。列 车牵 引力与 牵引 电流相 关联 ，由牵 引 电机效 率决 定 。牵 引 电机 效率 可 以表征 为列 车 的 牵 引力 与速 度 的乘 积 除 以牵 引 电压与 牵引 电流 的乘 积 。因此 ，影 响牵引 能耗 的列 车属性 主要 有列 车质 量 、单 位基 本 阻力 和牵 引电机 效率 。
Ｍａ ｒ ｃ ｈ， ２ ０ １ ６
列 车属 性对 城 市 轨道 交通 牵 引能 耗 的 影 响及 列车 用 能效 率评 价
陈 壶 ，毛保 华 ，柏 赘 ，贾文峥 ，李竹君
（ １ ．北京交通 大学 城市复杂系统理论与技术教育部重点实验室 ，北京 ２ ．交通运输部 科学研究院城市交通研究 中心 ，北京 摘 １ ０ ０ ０ ４ ４ ； １ ０ ０ ０ ２ ９ ）
型 ，分析影响牵引能耗的列车属性 ，并采用灵敏度
分析 的方 法判 断各 列 车属性 的重 要程 度 ；提 出列 车 用 能效率 评价 指标 ，并对 比不 同列 车 的指标值 与列 车在 同一 线路 和运 行模 式下 的仿 真能 耗 ，以验证 评 价 指标 的有效 性 。
基本阻力和牵引特性等。列车属性对牵引能耗 的影 响 不容 忽视 。孑 Ｌ 令 洋 等［ １ ］ 基 于 电机效 率对 比了直线 电机系统和旋转 电机系统的牵 引能耗 。Ｈｏ ｙ ｔ 等ｌ ＿ ２ ］
通信作者 ：毛保华 （ １ ９ ６ ３ 一） ，男 ，教授 ， 博士研究生导师 。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ：ｂ ｈ ｍａ ｏ ＠ｂ ｊ ｔ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
１ Ｏ Ｏ
中
国
铁
道
科
学
Байду номын сангаас
第 ３ ７ 卷
助 能耗 主要 受 车载辅 助设备 、气 温 、线路 敷设 方式
的影 ， ｑ Ｉ Ｅ ，与列 车属性 的关 系不 明显 ；再 生制 动 能
列车用能效率 由多个列车属性共同决定，某一列车 属性 难 以判 断列车 用能 效率 情况 ；既有 研究 尚未 提
出１ 个用 于刻 画列 车用 能效 率 的评 价 指标 ，为实 现 城市 轨道 交通 车辆 节能选 型 提供 依据 。 本 文 通 过 建 立 城 市 轨 道 交 通 列 车 牵 引 能 耗模
以上研 究分 析 了某一 列车 属性 与牵 引能 耗 的关 系 ，但 未判 断各 列 车 属 性对 牵 引 能 耗 的 影 响程 度 。
动反馈 回牵 引电网的能耗 （ 再生制动能耗） 嘲。辅
收稿 日 期： ２ ０ １ ５ － ０ ６ － ２ ０ ；修订 日 期： ２ ０ １ ５ — １ ０ － ０ ９
第３ ７ 卷 ， 第２ 期 ２ ０ １ ６年 ３月
文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ６ ）０ ２ — ０ ０ ９ ９ — ０ ７
中 ＮＡ 国 铁 道 科 学 ＣＨＩ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｓ ＣＩ ＥＮＣ Ｅ
Ｖｏ Ｉ ． ３ ７ Ｎｏ ． ２
根据德 国不 同种类列车的数据 ，分析了列车 自重的 降 低对 牵 引能 耗 的影 响程 度 。Ｒ ａ ｇ ｈ ｕ ｎ ａ ｔ ｈ ａ ｎ等＿ ５ ］ 分
别 讨论 了不 同流 线型 设计 对列 车运 行阻 力和牵 引 能
耗 的影 响 。
牵 引 能耗 是 指列 车 在 运行 过 程 中消耗 的电 能 ， 主 要包括 牵 引系统 驱 动列车 运行 的能 耗 、空调 照明 等 车载辅 助设 备运 行 的能耗 （ 辅 助能 耗）及 再 生制