轨道交通领域的节能技术专利分析

管家奇

摘要：随着时代的进步，轨道交通具有运行效率高、客运量大等优秀的特征，但其对电能等能源消耗也非常大。让轨道交通成为真正意义上的绿色交通，需要在节能技术领域取得突破。轨道交通中与节能技术较为密切的技术之一是制动系统。

关键词：轨道交通;节能技术

引言

随着城市化的进展，轨道交通在满足人们出行需求的同时，也带来了诸多的城市问题，其中交通拥堵、环境污染、资源的消耗等问题已成为社会广泛关注的热点，为了减小城市化进程中出现的轨道交通问题及其带来的负面效应，社会倡导“公交优先”的理念，因此城市轨道交通因其自身安全、快速、便捷等优点深受人们的喜爱，近几年也得到了快速的发展。

1轨道交通节能的意义

电力消耗是城市轨道交通节能中控制的主要因素，主要是通过减少电气设备的运行数量，提高其运行效率，采用新技术来代替电能等方式来实现。加强对轨道交通列车节能运行组织的研究不仅可以从根本上降低运输成本，在列车运行的高峰期和非高峰期，为轨道交通运输单位提供科学合理的运行依据，降低能耗。同时更有利于为居民提供良好的城市基础设施，为构建和谐稳定的社会环境打下良好的基础。城市轨道交通运输系统由很多小系统组成，例如信号系统、车站系统、设备系统等，这些系统的运行主要是电能和水资源的消耗。主要有以下几个方面：（1）在进行城市轨道交通设计和建设过程节能特征方面具有一定的指导意义。轨道线路的设计，例如曲线的半径设计、坡道的设计等，不仅对于工程的整体造价，而且对于后期的运营阶段具有非常大的影响。轨道交通的线路设计不仅仅要考虑工程造价，节能环保也是考虑的重要因素，坡道的节能设计、曲线的半径选取等等也是非常重要的一环。（2）城市轨道交通列车节能要素的研究对于轨道交通运输的组织工作具有重要的意义。主要是列车的停靠站、运行技术、满载率等方面对于城市轨道交通列车运行的能耗具有很大的影响。

2轨道交通领域的节能技术专利分析措施

2.1能耗数据监测

（1）电能表计用电量显示。电能表计分为电力智能仪表和环控设备表计，其中，环控设备部分按5级划分，软件功能实现可实现电力开关的设备状态监视及各级设备电能数据显示，各级设备用电数据包括正向有功电度、正向无功电度、反向有功电度、反向无功电度，用户可通过软件实时查看各级系统、设备实时用电情况。（2） 实时电能趋势。电能质量管理系统实时采集电能瞬时值，系统通过实时趋势图方式可展现电能数据，包括但不限于开关的三相电压、三相电流、功率、谐波、功率因数数据，有利于对电能质量的全过程进行分析，满足不同用户对电能数据的使用需求。（3）能耗数据查询。系统设置能耗数据查询功能，可显示车站指定回路开关查询时间段内记录的所有能耗数据，包括有功、无功电度等，选择条件包括车站、分类、分项、设备、时刻、时间段，支持分组设备查询、数据列表、数据导出Excel文件等功能，方便用户对任意能耗数据的查询。

2.2通风空调系统的节能

根据当地的气候条件和通风空调系统技术方案的对比，在通风系统设计时，充分考虑采用自然通风的方式。列车运行初期或非高峰时段，系统负荷远没有达到轨道列车运行的设计水平，即系统的运行负荷是个变数，随着列车的客流量、列车对数等情况的变化而变化，一般列车的风机变频按照高峰期小时的运行情况而制定。轨道交通内部人流量大、机械设备多等特点，导致其内部发热量大，因此，在非空调使用季节，通风设计可利用室内外的温差进行温度的调节，降低空调的耗能。同时，可根据轨道交通内部环境的变化，采用智能化、自动化的措施控制车站内的风机、空调等设备的运行，降低不必要的能耗。

2.3节能效果

在实际运行过程中，大系统多数时间处于部分负荷状态，负荷率一般在 25%-75%。实际热湿负荷比满负负荷小时，传统定风量系统会通过减少送风量保持站内温度。这也在一定程度上导致资源浪费，无法满足节能减排的要求。对此，城市轨道交通车站可设计智能化空调控制系统，改变风量模式，设计小新风机关闭模式及冷水机组自动控制模式。两种模式均要满足两个条件。第一，保证城市轨道车站温度在 30℃以下 ;第二，站内最小换气次数在 5 次以上。在通风季阶段，大系统智能控制单元根据温度及二氧化碳浓度、换气次数等选择风阀，对送风机进行调整，为保证室内正压，回 / 排风机及送风机同步运动，并结合实际情况关系小新风机，达到节约能耗的目的。

2.4 节能管控的总体思路

（1）充分利用能源管控平台，细化节能管控的颗粒度，制定车站的节能管控目标，做到精细节能。（2）纵向的节能管控，依据各站过往的能耗数据，制定车站环控及照明等各分类能耗制定相应标准。（3）横向的节能管控，针对同类的车站，进行能耗的对比分析，寻找差异原因，制定针对性的整改措施。

2.5制定并完善节能技术规范

实际工作过程中缺乏相应的节能技术规范，由于我国各区域的地质概况、气候条件等各方面因素的差异化，目前还没有一个科学合理的技术规范供参考，只能根据当地的实际情况和工程经验而定。因此，在制定节能技术规范的过程中，要充分考虑到不同区域的适用条件。

2.6人才的培养

人才是企业发展的重要因素，企业要做好人才的培养和引进工作。轨道交通列车运行系统复杂，涉及内容较多，而节能领域缺乏一定的技术人才支撑。因此要加强校企合作，加大培养人才的力度。

结语

随着轨道交通的发展以及节能环保的要求，节能技术在轨道交通中具有广阔的应用前景。通过上文分析可以得出，中国与全球专利申请态势基本相同，专利申请数量波动增长，中国轨道交通领域节能技术关专利申请开始逐渐影响全球的专利申请趋势。在轨道交通领域节能技术中，专利申请数量较多，且专利布局涉及的技術较为广泛，持续的研发投入以及技术改进，使得他们在该技术领域的综合实力较强。中国企业可以在自身独立研 发的同时，借鉴这些公司的研发思路，进一步的改进，提高自身综合技术实力。

参考文献

[1] 王彬 . 轨道交通工程通风空调系统常见施工质量问题探究 [J]. 安徽建筑 ，2020，27（12）：116-117.

[2] 缪健进 . 上海轨道交通地下车站蒸发冷凝技术的应用研究 [J]. 大众标准化 ，2020，（22）：207-209.

[3] 钱亮 . 轨交运营需驶出“高能耗”怪圈——专访中国铁路设计集团有限公司城市轨道交通设计研究院副总工程师刘英杰 [J]. 机电信息 ，2020，（31）：50-51.

[4] 廖佳仪 . 基于城市轨道交通环境之暖通空调节能的探讨[J]. 工程建设与设计 ，2020，（19）：77-79.