考虑服务水平的城市轨道交通牵引能耗解析

李旭

摘要：轨道交通牵引能耗，会受到很多因素产生影响，其中直接联系着满载率、开行间隔等。为对服务水平和牵引能耗之间存在的关联有所明确，在对服务水平有所保障的前提下，能够为开行方案的编制提供相应的基础，需要研究牵引能耗，构建模型，并对节能潜力加以分析。本文针对考虑服务水平的城市轨道交通牵引能耗给出了详细分析。

关键词：服务水平;城市轨道交通;牵引能耗

城市轨道交通，最突出的特征便是能耗以及污染非常低，有着较高的运能和准点率，所以非常吸引出行者，发展十分迅速。但在发展的过程中，也面临着一些问题需要解决，其一，市民对于轨道交通的依赖性非常大，使得交通服务网络有非常大的扩展，需要提升目前的运输服务水平;其二，轨道交通总耗电量的提升量非常大。结合当前所统计的数据量来看，在轨道交通总用电量方面，牵引能耗占据了一半以上，因为牵引能耗直接影响着服务水平，产生着互相制约的效果，针对同一线路来说，越高的服务水平，产生的牵引能耗也就越大。所以，在对轨道交通服务水平有所保证的基础条件下，牵引能耗的降低，是急需解决的关键性问题。

1、面向城市轨道交通能耗评估服务水平指标分析

1.1提取能耗服务水平指标

结合轨道交通出行产生的各项因素以及具体的出行决策过程进行分析，需要对五大准则进行明确，进而对轨道交通服务水平评估。其一为安全;其二为快捷;其三为舒适;其四为方便;其五为经济[1]。1）安全性最突出的表现便是乘客的财产和生命安全，屏蔽门的安全设置等;2）快捷性的重要体现为准点到达率以及具体的运行速度;3）便捷性在于提供的电梯服务、出行引导、换乘便捷性以及列车时间间隔;4）舒适性为整体环境的打造，温度的设置，站台服务人员等等;5）经济性为制定的优惠措施以及票价。

这些准则当中的每一项指标，都与服务水平指标体系有着直接的关联，其中开行间隔、开行列数与满载率有着直接的关联，开行列数对于线路的牵引能耗产生的影响也是直接性的。此外，环境以及温度，是编制空调控制方案的重要参考依据，也是各个季节能耗产生重大差异的关键性原因[2]。针对相同路线当中的牵引能耗来说，因为屏蔽门的设置、列车定员以及行驶速度等技术装备，需要对牵引能耗的相关度充分考量，在获取一系列指标的前提下，本文挑选环境温度、列车开车间隔以及满载率指标，针对牵引能耗的服务水平指标进行详细分析。

1.2服务水平指标等级的详细划分

由于线路和能耗服务水平指标有着直接的关联，包括外部温度以及环境满载率、列车开行间隔。但因为不同的运营公司会结合自身编制的标准，对车厢内部的温度加以控制，所以可以将列车满载率以及开行间隔指标，当作线路服务水平指标进行评价的基础[3]。

结合美国制定的等级，对我国车辆站席密度评价标准进行优化之后，获取的等级划分表以及满载率表，如表一和表二所示。计算出来的列车参数，以某城市地铁1号线为基础，在对相应的开行间隔、满载率数据有所明确的前提下，根据表格，便可得出具体的服务水平等级。

2、确保服务水平基础之上的节能潜力分析

首先需要对SVR牵引能量模型进行构建，这样可以对满载率详細估算，并精准确定环境温度、服务水平指标，在变化的情况下会产生多少线路牵引能耗。此外，利用详细分析服务水平指标，可明确在确定客流需求的前提下，开行间隔对满载率的决定效果。所以，在相应的服务水平当中，需要结合指标阙值区间范围，利用对开行间隔的优化，对线路牵引能耗所产生的变化进行分析，从而可以对一定服务水平基础条件之下的服务交通节能潜力进行分析。

2.1服务水平指标关系分析

结合牵引能耗构建出来的模型，其中应用的变量为客运周转量以及满载率。列车满载率，具体来说便是计算过程当中，客运周转量占据运能公里的具体比重，可对交通运行服务加以评估，也可以对全天或者某段时间当中的运力利用水平进行评价。在相同的线路当中，全天线路当中的满载率平均计算公式为：

在对全天每个时间段中的客运量、开行间隔、最大客流断面系统有所明确的基础之上，便可对每个时间段以及时段断面的服务水平进行评估，并明确各时段运能利用率以及相应的匹配度。

2.2变量约束条件

为了将本次研究能够简化一些，可利用两个时段完成探究工作，其一为高峰时段，其二为平峰时段。对当前已有时段划分研究成果进行参考，将全天当中最大高峰中的每小时客运量60%，当作划分具体时段的标准。

例如：某区域地铁一号线，在2020年5月3日，结合这一标准将高平峰时段进行划分。其结果如图一所示。在该工作日的7：00～9：00范围内，17：00～19：00范围内，客流量明显最大，高于全天最大高峰小时客流的60%，为典型的高峰期。这一时段所产生的集合属于Hg，其他时段变化分为平峰期，每小时运营所产生的集合便是HP。其中高峰期以及平峰期，各变量需要对相应的约束条件满足[4]。

3、结语：

总之，通过分析服务水平指标存在的关系，以及具体的变量约束条件，可以得出在确定客流需求的前提下，开行间隔对最终的满载率产生了决定性作用，所以需要优化开行间隔，在对这一服务水平条件给予满足的前提下，分析相应的线路牵引能耗，这样才能编制出最节能以及最舒适的优化策略。

参考文献：

[1]姚恩建， 李斌斌， 唐英，等. 考虑服务水平的城市轨道交通牵引能耗研究[J]. 铁道学报， 2019（6）：16-23.

[2]刘鹏， 田琼. 城市轨道交通列车牵引能耗分析[J]. 山东科学， 2012（03）：7-11.