李文波

(北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

城市軌道交通節(jié)能線路設(shè)計(jì)研究

李文波

(北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

在城市軌道交通中，能耗主要包括牽引能耗和動(dòng)力能耗兩部分，影響牽引能耗的因素主要包括車型、車輛啟動(dòng)和制動(dòng)方式、車輛最高速度、線路條件、季節(jié)因素等。通過數(shù)據(jù)調(diào)查和牽引計(jì)算模擬，分析站間距、敷設(shè)方式、平曲線半徑、節(jié)能坡的坡度與坡長(zhǎng)、節(jié)能坡與站臺(tái)端部的距離、節(jié)能坡組合方式等因素對(duì)列車牽引能耗的影響，提出節(jié)能線路設(shè)計(jì)的一般原則，并對(duì)節(jié)能坡的節(jié)能效果進(jìn)行分析。

城市軌道交通;節(jié)能;線路設(shè)計(jì);節(jié)能坡;牽引能耗

目前國內(nèi)軌道交通建設(shè)規(guī)模越來越大，建設(shè)速度也越來越快。隨著運(yùn)營里程的不斷增加，節(jié)約能源、降低運(yùn)營成本的問題也越來越突出。

根據(jù)國內(nèi)建成線路的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，20 km的軌道交通線路，年用電量約為6 000萬～1億kW·h。據(jù)此推算，若建成300 km的軌道交通線網(wǎng)，年用電量將達(dá)到9億～15億 kW·h［1］。例如，2009 年廣州和深圳兩市在軌道交通運(yùn)營中的電費(fèi)成本分別占總成本的20.5%和 23%［2］。

筆者從單條軌道交通線路著手，通過對(duì)站間距、敷設(shè)方式、線路平曲線、坡段長(zhǎng)度和坡度等線路條件對(duì)牽引能耗的影響進(jìn)行分析，提出了在線路設(shè)計(jì)過程中，為應(yīng)對(duì)節(jié)能應(yīng)該采取的設(shè)計(jì)方法和措施。

1 影響能耗的因素

城市軌道交通的能耗主要分為列車牽引能耗和動(dòng)力照明能耗兩大部分。列車牽引能耗指列車在運(yùn)行過程中消耗的電能，主要包括列車牽引系統(tǒng)、空調(diào)及附屬系統(tǒng)等設(shè)備能耗;動(dòng)力照明能耗指車站在運(yùn)營過程中消耗的電能，主要包括空調(diào)及通風(fēng)、照明、給排水、電梯、自動(dòng)扶梯、屏蔽門、弱電系統(tǒng)等設(shè)備能耗。

1.1 影響牽引能耗的因素

影響城市軌道交通系統(tǒng)牽引能耗的因素主要包括車型、車輛啟動(dòng)制動(dòng)方式、車輛最高速度、站間距、牽引供電系統(tǒng)電壓和饋電方式、季節(jié)因素、線路條件(平面曲線、縱坡、敷設(shè)方式等)和行車密度等。

1.2 影響動(dòng)力能耗的因素

影響城市軌道交通系統(tǒng)動(dòng)力能耗的因素主要包括車站敷設(shè)方式、車站的環(huán)控方式、車站規(guī)模、車站客流乘降量、季節(jié)及地域、車站出入口數(shù)量和自動(dòng)扶梯數(shù)量等。

2 線路條件對(duì)牽引能耗的影響

軌道交通線路的敷設(shè)方式、站間距、平曲線半徑、縱斷面坡度和坡長(zhǎng)均會(huì)對(duì)牽引能耗產(chǎn)生較大的影響。

在線路的規(guī)劃階段，應(yīng)合理選擇敷設(shè)方式和站間距，以達(dá)到節(jié)能目的;在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡可能優(yōu)化平面曲線半徑，以減少車輛在行駛過程中因曲線阻力大而增加電耗;優(yōu)化線路縱坡，采用“高車站低區(qū)間”的節(jié)能坡設(shè)計(jì)，使列車進(jìn)站時(shí)上坡，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，列車出站時(shí)下坡，再將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，有利于減少牽引能耗;在線路縱坡設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)確定節(jié)能坡的變坡點(diǎn)離站臺(tái)端部的合理距離，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

以下模擬分析結(jié)果的前提條件均為6節(jié)4M2T編組的B型車，列車最高運(yùn)行速度為80 km/h。

2.1 站間距

城市軌道交通線路的站間距應(yīng)根據(jù)具體情況確定。站間距較小能夠方便步行到站的乘客，但會(huì)降低旅行速度，增加乘客出行時(shí)間和運(yùn)營公司的配車數(shù)量;同時(shí)，由于多設(shè)車站也增加了工程投資和運(yùn)營成本。站間距較大有利于列車的節(jié)能，但是容易讓步行到站的乘客感覺不便，并且會(huì)增加車站負(fù)荷。根據(jù)國內(nèi)外城市軌道交通設(shè)計(jì)和運(yùn)營的經(jīng)驗(yàn)，主要服務(wù)于城市中心地區(qū)的軌道交通線路平均站間距為1.0～1.2 km，市區(qū)以外有所增加。

軌道交通線路的站間距大小與牽引能耗有直接的關(guān)系，列車的牽引能耗在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)消耗較大。站間距過小，列車啟動(dòng)制動(dòng)頻繁，牽引能耗較大;站間距過大，列車給電時(shí)間長(zhǎng)，同樣不利于節(jié)能。

在停站次數(shù)相同時(shí)，站間距對(duì)列車運(yùn)行能耗的影響主要表現(xiàn)在對(duì)惰行時(shí)間的影響。為了獲得相同的技術(shù)速度，在站間距較小時(shí)，列車需要不斷推高手柄位，而站間距較大時(shí)，可以延長(zhǎng)在較高速度時(shí)的惰行工況時(shí)間。惰行工況下單位距離能耗小于牽引工況。

在運(yùn)行距離相同的情況下，站間距對(duì)運(yùn)行能耗的影響主要是因?yàn)轭l繁制動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)能損失。列車在平直道上牽引時(shí)，牽引電能在轉(zhuǎn)化為列車動(dòng)能的過程中存在電氣損耗和列車運(yùn)行的基本阻力損耗，雖然列車在制動(dòng)過程中，將一部分動(dòng)能回饋牽引網(wǎng)，但這一部分難以彌補(bǔ)制動(dòng)造成的動(dòng)能損失［3］。

圖1為不考慮平面曲線和線路縱坡的情況下，不同站間距的牽引能耗模擬分析結(jié)果。

圖1 不同站間距牽引能耗對(duì)比分析(節(jié)能牽引模式)

從圖1可以看出，整個(gè)區(qū)間每公里牽引能耗隨站間距的增大而減小，而牽引總能耗在站間距為500～1 000 m時(shí)，隨站間距的增大而不斷增加。但在站間距為1 000～3 000 m時(shí)，站間距的增大對(duì)區(qū)間的牽引總能耗影響并不大，這主要是因?yàn)樵谀M計(jì)算中，列車采用的是“牽引—惰行—制動(dòng)”運(yùn)行模式，即列車牽引時(shí)間相當(dāng)，惰行時(shí)間增加，牽引總能耗變化不大，但區(qū)間運(yùn)行時(shí)間明顯增加。若為了減小運(yùn)行時(shí)間，在長(zhǎng)大區(qū)間(站間距2 000～3 000 m)的列車需要采用“牽引—惰行—牽引—制動(dòng)”的二次牽引運(yùn)行模式，因增加了列車牽引時(shí)間，牽引總能耗顯著增加，如圖2所示。

圖2 不同站間距牽引能耗對(duì)比分析(二次牽引模式)

從圖1和圖2可以看出，站間距小于1 000 m時(shí)，站間距越小，每公里牽引能耗明顯增加，站間距每減小100 m，每公里牽引能耗增加約4.5%，且旅行速度明顯降低;站間距大于2 000 m時(shí)，站間距越大，每公里牽引能耗的降低和旅行速度的增加放緩。

綜上分析，站間距采用1 000～2 000 m較為合理。

2.2 敷設(shè)方式

城市軌道交通敷設(shè)方式有高架、地面和地下3種，地下線的坡道附加阻力、曲線附加阻力、隧道附加阻力一般要比地面線和高架線大，另外采用地面或高架線還可減少通風(fēng)設(shè)備、排水設(shè)備、車站和隧道照明等設(shè)備的耗電。因此，線路的敷設(shè)方式對(duì)牽引能耗有影響。表1和圖3分別為部分城市軌道交通線路的敷設(shè)方式與牽引能耗對(duì)比分析結(jié)果［4］。

圖3 各線路換算單位車公里牽引能耗排序

從表1和圖3可以看出，由于地面和高架線相對(duì)于地下線，其曲線和坡度的設(shè)計(jì)條件一般都會(huì)比地下線好，而且車體內(nèi)照明用電量也要小，地面和高架線的耗電要比地下線小，但也存在以下一些特殊情況。

1)對(duì)于北方的嚴(yán)冬季節(jié)，由于車內(nèi)采暖設(shè)備耗電量大的影響，地面和高架敷設(shè)方面的優(yōu)勢(shì)不是非常明顯，如長(zhǎng)春輕軌、津?yàn)I輕軌。

2)重慶單軌采用的橡膠輪胎，摩阻力較大，也會(huì)導(dǎo)致牽引能耗的增加。

3)有些地面或高架敷設(shè)方式的坡度起伏較大，因列車較為頻繁地爬坡與制動(dòng)，牽引電耗相較于純地下線路來講，并未有很大的電耗優(yōu)勢(shì)，如滬4號(hào)線、重慶單軌。

2.3 線路平曲線

線路平面曲線是線路條件的重要組成部分，曲線半徑與線路的定位及等級(jí)、車輛性能、行車速度、地形地物條件等有關(guān)。列車在曲線上運(yùn)行產(chǎn)生離心力，這會(huì)影響旅客的舒適度，因此通常會(huì)設(shè)置外軌超高來產(chǎn)生向心力，以達(dá)到平衡離心力的目的。當(dāng)曲線半徑一定時(shí)，速度越高，要求設(shè)置的超高就越大。

曲線半徑對(duì)牽引能耗的影響主要表現(xiàn)在以下兩方面:

1)由于存在平面曲線，列車運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生曲線單位附加阻力，從而導(dǎo)致牽引能耗增加。曲線附加阻力與曲線半徑、列車速度、曲線外軌超高以及軌距加寬、列車車輛的軸距等許多因素有關(guān)，很難用理論方法推導(dǎo)其解法，一般的經(jīng)驗(yàn)公式為［5］

式中:ωr——曲線單位附加阻力，N/t;

A——試驗(yàn)常數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)軌距取值600;

R——曲線半徑，m;

g——重力加速度，m/s2。

城市軌道交通的軌距同樣符合標(biāo)準(zhǔn)軌距，可以采用下式來計(jì)算:

在曲線長(zhǎng)度相等的情況下，曲線半徑越小，則曲線轉(zhuǎn)角越大，曲線附加阻力會(huì)越大，一般會(huì)導(dǎo)致牽引能耗增加。

有研究成果對(duì)站間距為1 km，曲線半徑取100～1 000 m，兩種類型列車分別在限速40 km/h、50 km/h和60 km/h進(jìn)行了列車牽引能耗的模擬計(jì)算［6］;研究結(jié)果表明，平曲線上的曲線附加阻力對(duì)牽引能耗的影響不是很明顯，半徑減小200 m，區(qū)間牽引能耗增加值不超過4 kW·h。

2)曲線半徑與允許列車通過的速度有關(guān)，列車通過曲線的速度按下式計(jì)算［7］:

式中:h——超高值。

從上式可以看出，曲線半徑越小，列車限速越小。列車限速小，會(huì)導(dǎo)致列車運(yùn)行速度低，區(qū)間運(yùn)行時(shí)間增加。由于列車運(yùn)行速度低，所以會(huì)導(dǎo)致單位時(shí)間牽引能耗的降低。

圖4為對(duì)站間距1.2 km的運(yùn)行區(qū)間，在區(qū)間中部設(shè)置不同半徑的曲線時(shí)，不同平曲線半徑的牽引能耗模擬分析結(jié)果。

圖4 不同曲線半徑對(duì)牽引能耗的影響

從圖4可以看出，對(duì)于城市軌道交通常用的250～450 m限速曲線半徑，區(qū)間運(yùn)行時(shí)間隨半徑的增大而減少，牽引能耗隨半徑的增大而增加，能耗增加較為明顯;半徑超過450 m的曲線對(duì)區(qū)間運(yùn)行時(shí)間和牽引能耗影響并不大;在曲線半徑小于450 m時(shí)，雖然曲線半徑越小，牽引能耗也越小，但是區(qū)間運(yùn)行時(shí)間增加，小半徑曲線會(huì)惡化線路條件，加速車輪和鋼軌的磨耗。因此，小半徑曲線不能作為一種降低牽引能耗的措施，有條件時(shí)應(yīng)盡量采用半徑大于450 m的曲線。

2.4 線路縱斷面

列車在線路上運(yùn)行時(shí)，受到牽引力、基本運(yùn)行阻力、曲線阻力、風(fēng)阻力和坡度阻力5種力的作用，其中基本運(yùn)行阻力、曲線阻力及風(fēng)阻力與列車運(yùn)行方向相反，而坡度阻力的方向是變化的。當(dāng)列車上坡時(shí)，坡道阻力與列車運(yùn)行方向相反，使列車減速;當(dāng)列車下坡時(shí)，坡道阻力與列車運(yùn)行方向相同，使列車加速運(yùn)行。

在軌道交通線路縱斷面設(shè)計(jì)中，將車站設(shè)置在凸形坡段上，使列車進(jìn)站時(shí)上坡，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，列車出站時(shí)下坡，再將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這樣有利于減少能量消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。這種設(shè)計(jì)也叫做節(jié)能坡設(shè)計(jì)，如圖5所示。

圖5 典型節(jié)能縱斷面設(shè)計(jì)案例

節(jié)能坡要達(dá)到節(jié)能的目的，必須合理選擇節(jié)能坡的坡度、坡長(zhǎng)、位置以及緩坡連接方案，才能達(dá)到較優(yōu)的節(jié)能效果。

2.4.1 坡度對(duì)牽引能耗的影響

圖6為兩車站標(biāo)高相同，站間距為1.2 km時(shí)，區(qū)間的牽引能耗模擬結(jié)果。區(qū)間設(shè)計(jì)成“節(jié)能坡—緩坡—緩坡—節(jié)能坡”的V字坡形式，緩坡的坡長(zhǎng)和坡度分別取250 m，3‰，節(jié)能坡坡長(zhǎng)取250 m，坡度分別取3‰，4‰，6‰，8‰，10‰，…30‰。

圖6 不同坡度下的牽引能耗

從圖6可以看出，在運(yùn)行距離和限速條件一致的情況下，牽引能耗隨節(jié)能坡坡度的增大而減小，利用最小二乘法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得出在該模擬條件下，牽引能耗(y)與節(jié)能坡坡度(x)的函數(shù)關(guān)系為

節(jié)能坡坡度每增加 1‰，牽引能耗會(huì)減少0.21 kW·h。因此，利用城市軌道交通線路縱斷面V字坡的設(shè)計(jì)，使列車進(jìn)站時(shí)上坡將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，列車出站時(shí)下坡將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而達(dá)到節(jié)能的目的。但是，節(jié)能坡的坡度也不宜過大，列車在過大的坡度上運(yùn)行時(shí)，操縱方式稍不合理便引起較大的能源消耗;有研究表明，節(jié)能坡的坡度大小設(shè)置為22‰～26‰較為合理［8］。

2.4.2 坡長(zhǎng)對(duì)牽引能耗的影響

圖7為兩車站標(biāo)高相同，站間距為1.2 km時(shí)，區(qū)間的牽引能耗模擬結(jié)果。區(qū)間設(shè)計(jì)成“節(jié)能坡—緩坡—緩坡—節(jié)能坡”的V字坡形式。節(jié)能坡坡長(zhǎng)分別取190，200，210，…350 m，坡度取 24‰;緩坡坡長(zhǎng)依次縮短，分別取 305，295，285，…145 m，坡度取 26‰。

圖7 不同坡長(zhǎng)下的牽引能耗

從圖7可以看出，在運(yùn)行距離和限速條件一致的情況下，牽引能耗隨節(jié)能坡坡長(zhǎng)的增大而減小，利用最小二乘法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得出在該模擬條件下，牽引能耗(y)與節(jié)能坡坡長(zhǎng)(x)的函數(shù)關(guān)系為

節(jié)能坡坡長(zhǎng)每增加10 m，牽引能耗會(huì)減少0.16 kW·h;采用250 m和350 m的坡長(zhǎng)比采用200 m的坡長(zhǎng)分別節(jié)能約4.5%和14%。

可見，在理想情況下節(jié)能坡的坡長(zhǎng)應(yīng)盡可能長(zhǎng)，但并不是節(jié)能坡越長(zhǎng)越好。通過對(duì)模擬條件下的速度—距離曲線和電流—距離曲線分析后發(fā)現(xiàn)，坡長(zhǎng)在260～300 m時(shí)，列車運(yùn)行至1/3坡段時(shí)停止?fàn)恳⑥D(zhuǎn)為惰行，列車?yán)檬Ｏ?/3坡段的坡道下滑力進(jìn)行加速至最大運(yùn)行速度，以達(dá)到牽引能耗最小化，但這種方式對(duì)列車的操縱要求非常高。

2.4.3 節(jié)能坡離站臺(tái)端的距離對(duì)牽引能耗的影響

圖8為節(jié)能坡的豎曲線端部離站臺(tái)端的距離分別為0，2，4，6，…100 m 時(shí)，區(qū)間的牽引能耗模擬結(jié)果。站間距為1.2 km，區(qū)間設(shè)計(jì)成“節(jié)能坡—緩坡—緩坡—節(jié)能坡”的V字坡形式，節(jié)能坡的坡度24‰，坡長(zhǎng)250 m。

圖8 V字坡區(qū)間節(jié)能坡位置對(duì)牽引能耗的影響

從圖8中可以看出，牽引能耗隨節(jié)能坡與站臺(tái)距離的增大而增加，利用最小二乘法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得出在該模擬條件下，牽引能耗(y)與節(jié)能坡位置(x)的函數(shù)關(guān)系為

(x為節(jié)能坡的豎曲線端與站臺(tái)距離)

若考慮到車站設(shè)計(jì)和施工的便利，將節(jié)能坡移出車站范圍，即節(jié)能坡豎曲線端與站臺(tái)距離由10 m增加至50 m時(shí)，牽引能耗增加約0.24 kW·h，按近期日開行列車200對(duì)來計(jì)算，僅1個(gè)區(qū)間1年增加牽引能耗約17 520 kW·h。由此可見，節(jié)能坡在有條件的時(shí)候應(yīng)該盡量貼近站臺(tái)設(shè)置，這樣節(jié)能效果更好。

2.4.4 節(jié)能坡與緩坡組合的能耗對(duì)比分析

表2為站間距為1.2 km，兩車站軌面高差分別為6.5，8.7，10.7，12.7 和 14.7 m，區(qū)間采用單個(gè)坡段和2個(gè)坡段組合時(shí)的牽引能耗對(duì)比分析模擬結(jié)果。

表2 單個(gè)坡段與組合坡段的牽引能耗對(duì)比

坡段拆分原則是，將單個(gè)坡段拆分成1個(gè)坡長(zhǎng)250 m的節(jié)能坡和1個(gè)緩坡的組合(由于受豎曲線不能進(jìn)入有效站臺(tái)范圍的控制，單個(gè)坡段拆分成2個(gè)坡段的組合時(shí)，區(qū)間坡段總長(zhǎng)稍有變化)，如表2所示。

從圖9可以看出，坡度為6‰，8‰和10‰時(shí)，拆分成節(jié)能坡和緩坡的組合后，牽引能耗有明顯的減少;坡度為6‰時(shí)，拆分后牽引能耗減少約11%;坡度為8‰和10‰時(shí)，拆分后牽引能耗減少約3%。

圖9 單個(gè)坡段與組合坡段的牽引能耗對(duì)比

坡度超過10‰時(shí)，拆分成節(jié)能坡和緩坡的組合后，對(duì)牽引能耗幾乎沒有影響，而且拆分后的節(jié)能坡坡度分別達(dá)28%和30%，拆分后的坡度過大，反而對(duì)運(yùn)營不利，拆分的必要性不大。

2.4.5 節(jié)能坡的節(jié)能效果分析

圖10為站間距為1.2 km，區(qū)間分別采用人字坡(525 m3‰，525 m－3‰)、一般 V 字坡(525 m－3‰，525 m3‰)和節(jié)能 V 字坡(250 m－24‰，245 m－3‰，245 m3‰，250 m24‰)時(shí)的牽引能耗對(duì)比分析模擬結(jié)果。

從圖10可以看出，坡度大小采用3‰時(shí)，V字坡相對(duì)于人字坡節(jié)能效果一般，而且還需增設(shè)區(qū)間泵站。

將3‰的坡段拆分成24‰和3‰的組合后，區(qū)間坡段設(shè)計(jì)為“250 m－24‰，245 m－3‰，245 m3‰，250 m24‰”的V字節(jié)能坡。從圖10可以看出，V字節(jié)能坡的設(shè)計(jì)相對(duì)于人字坡和一般的V字坡節(jié)能效果很明顯，分別節(jié)能約26%和21%。

圖10 節(jié)能坡的節(jié)能效果分析

按近期日開行列車200對(duì)來計(jì)算，僅1個(gè)節(jié)能坡段1年節(jié)約牽引能耗約16.5萬kW·h;按1個(gè)區(qū)間左右線同樣采用節(jié)能坡的設(shè)計(jì)，1個(gè)區(qū)間1年節(jié)約牽引能耗66萬kW·h。

3 結(jié)論

筆者通過收集資料、數(shù)據(jù)調(diào)查和模擬計(jì)算，針對(duì)線路敷設(shè)對(duì)牽引能耗的影響進(jìn)行了研究，具體結(jié)論如下:

1)從每公里牽引能耗和旅行速度兩方面考慮，站間距采用1～2 km較為合理。

2)一般情況下，地下線的坡道附加阻力、曲線附加阻力、隧道附加阻力一般要比地面線和高架線大，而且車體內(nèi)部照明用電也會(huì)增加，因此牽引能耗一般也會(huì)比地面線和高架線大。

3)平曲線對(duì)牽引能耗的影響表現(xiàn)在不同半徑下的曲線附加阻力和曲線限速對(duì)牽引能耗的影響。同等長(zhǎng)度的曲線，曲線半徑越小，曲線附加阻力越大，牽引能耗也越大;對(duì)B型車而言，在曲線半徑小于450 m的情況下，曲線半徑越小，限速越低，牽引能耗也越低，但小半徑曲線會(huì)惡化線路條件，加速車輪和鋼軌的磨耗，并不能作為一種降低牽引能耗的措施。

4)在坡長(zhǎng)一定的情況下，牽引能耗隨節(jié)能坡坡度的變化成相應(yīng)的線性變化;在坡度一定的情況下，牽引能耗隨節(jié)能坡坡長(zhǎng)的變化成相應(yīng)的線性變化。節(jié)能坡坡度和坡長(zhǎng)分別采用22‰～26‰和250 m左右較為合適。

5)在設(shè)置節(jié)能坡的區(qū)間，節(jié)能坡在有條件的時(shí)候應(yīng)該盡量靠近站臺(tái)設(shè)置，這樣節(jié)能效果更好。

6)在地勢(shì)條件允許、兩車站埋深合理的前提下，若區(qū)間為單個(gè)坡段，且坡長(zhǎng)較長(zhǎng)，坡度大小為6‰～10‰時(shí)，將其拆分成1個(gè)大坡和1個(gè)緩坡的組合，其節(jié)能效果更好，而且減小了列車進(jìn)站的坡度;坡度超過10‰時(shí)，拆分反而會(huì)惡化線路條件，不建議進(jìn)行拆分。

7)區(qū)間在采用標(biāo)準(zhǔn)的V字節(jié)能坡設(shè)計(jì)后，節(jié)能效果明顯，單個(gè)坡段比不采用節(jié)能坡設(shè)計(jì)的坡段節(jié)能約21%，按近期日開行列車200對(duì)來計(jì)算，僅1個(gè)區(qū)間1年節(jié)約牽引能耗66萬kW·h。

［1］張燕燕.城市軌道交通系統(tǒng)牽引及車站能耗研究［D］.北京:北京交通大學(xué)，2008.

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Design of Energy-Saving Route of Urban Rail Transit

Li Wenbo
(Beijing Urban Engineering Design ＆ Research Institute Co.，Ltd.，Beijing 100037)

Abstract:Energy consumption in urban rail transit consists of train traction，power and lighting.Factors affecting traction energy consumption include vehicle type，speed limit，conditions of line and seasonal climate.Through data investigation and train traction simulation，factors influencing traction energy consumption，such as station distance，laying mode，radius of horizontal curve，energy-saving slope gradient and length，distance between energy-saving slope and station and the combination of energysaving slopes were analyzed，the basic principles for energy-saving route design were advanced，and the energy-saving effect of energy-saving slope was also elaborated.

Key words:urban rail transit;energy-saving;route design;energy-saving slope;traction energy consumption

U231+.2

A

1672-6073(2013)02-0008-06

10.3969/j.issn.1672-6073.2013.02.003

收稿日期:2012-08-16

2012-09-21

作者簡(jiǎn)介:李文波，男，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事城市軌道交通線路規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究工作，liwb@buedri.com

(編輯:曹雪明)