節能縱坡

捷運線路縱斷面設計中，通常將地下鐵道車站設線上路縱剖面的最高處，車站兩端均為下坡，稱為節能縱坡。捷運節能坡是指符合列車運行規律的節能坡道，它遵循遵循“高站位、低區間”的設計原則，車站一般位於縱斷面的高處，區間位於縱斷面的低處．列車進站停車前，藉助上坡的坡度阻力．將動能轉化為列車勢能，以縮短制動時間、減少制動發熱，節約環控能量消耗，列車從車站起動後，藉助下坡的動力將勢能轉化為列車動能，以縮短列車牽引時間快速起步，從而達到節約牽引能耗的目的。

基本信息

• 英文名：節能縱坡
• 其他外文名：Energy saving longitudinal slope

• 屬性：軌道交通
• 設計原則：高站位、低區間

簡介

根據城市軌道交通運營線路的能耗統計分析,列車運行的牽引用電約為總用電量的50%-60%。隨著城市軌道交通網路規模的不斷擴大,總的運營能耗量呈快速增長的趨勢。城市軌道交通線路設計不合理、列車操縱不節能,使得能耗問題越來越突出。因此,如何挖潛降耗,突破關鍵技術,對降低城市軌道交通運營成本、提高經濟效益有著越來越重要的現實意義。

列車牽引計算

節能縱坡

節能理念融入城市軌道交通設計中,從工程設計開始考慮運營目標的相互協調,使得工程達到最大程度的最佳化,為列車運行提供節能基礎,之後在節能線路設計基礎上,研究列車牽引計算,避免了各專業間孤立設計而造成的工程浪費。使得最佳化設計出來的線路縱斷面和列車節能操縱策略,能最大限度的降低城市軌道交通長期運營支出。在節能縱坡取值範圍尋優中,對長度1000m、1200m、1500m的區間進行坡段組合,採用現有的城市列車運行計算系統進行模擬仿真,統計不同列車在其上運行的能耗,通過對不同車型在同一組合上的牽引制動能耗進行分析,尋找每個線路組合對應的較優坡度取值範圍,同時,分析同一車型在各線路組合間的牽引制動能耗,找出不同區間長度對應的較優區間組合,為城市軌道交通節能線路設計方案提供相應的實驗數據值。在列車牽引計算最佳化方面,對列車處於變坡點的坡度和處於變曲率點的半徑進行處理,建立了定時能耗模型,採用了時間步長法進行計算。在時間步長算法中,考慮到坡度和曲線對列車受力的影響：列車處於變坡點時,計算每個時間步長下的折算坡道,列車在曲線變化點時,將每一個車輛經過節點的過程看作一個階段,認為該階段過程中列車受力狀態相同,在此基礎上對該階段進行牽引計算。在進行牽引計算時,考慮到單質點模型和多質點模型的特點,本文提出採用單質點模型和多質點模型相結合的計算方法,當列車處於非節點時,採用單質點模型進行計算,當列車在變坡點上時,採用改進單質點模型進行計算,當列車經過變曲率點時,採用多質點模型進行分階段計算。

節能評估

線路選址和縱斷面設計軌道線路選址關係到周邊用地和資源使用情況、列車行走距離和運行阻力大小，影響列車牽引能耗。
能評報告應介紹線路選址基本方案，包括運量等級、速度目標、線路走向與構成、正線數量與長度、站間距、線路平面最小曲線半徑、軌道材料等主要技術參數。凡區間有條件，線路縱斷面應設計成節能坡，應介紹節能坡最大坡度要求、實際坡度、使用比例等。評估方案的合理性，分析它和先進方案在節能方面存在的差異，提出最佳化措施。