高速铁路出站节能坡设计方法研究

节能坡设计是高速铁路节省牵引能耗和降低运营成本的有效途径之一。根据高速铁路特点,提出高速铁路出站节能坡的设计方法和计算算法。采用计算机仿真计算和数据分析方法,对最高运行目标速度、列车编组质量等主要影响因素进行计算和仿真分析,确定各因素对出站节能坡设计的影响程度和节能坡取值范围,为高速铁路出站节能坡的设计提供参考和依据。     

地铁线路区间纵断面节能设计优化模型

线路纵断面形式是影响地铁列车牵引能耗的重要因素之一。在给定线路平面设计方案和车站位置的前提下,考虑地铁设计规范要求和线路地理条件限制等现实约束,构建以上、下行列车总牵引能耗最小为目标的区间纵断面设计优化模型,并采用遗传算法求解区间坡度和坡长的最优组合序列。案例分析表明,与实际设计方案相比,采用本文模型得到的纵断面设计方案可节约5%左右的列车牵引能耗;当区间衔接的两车站高程相差较大时,采用先缓上坡后陡上坡(反方向先陡下坡后缓下坡)的单向坡设计形式较为节能;当车站高程相近时,采用先下坡后上坡的V型纵断面设计形式有利于牵引节能。     

动车组运行能耗影响因素的量化分析

动车组能耗对铁路运输成本具有重要影响,列车性能和运营状况是影响动车组运行能耗的主要因素。针对目前对于动车组能耗影响因素以定性分析居多,以大量数据分析为基础,以各CRH型动车组为实例,以计算机仿真技术为手段,分别设置不同的仿真环境,从坡道设计、曲线半径、车站分布、动车组质量和限速5个主要方面,定量分析各影响因素对动车组运行能耗的影响,得出各因素对能耗的重要度和灵敏度。实现动车组运行能耗影响因素的量化分析方法,解决由定性分析到定量分析的关键问题。为合理确定动车组能耗水平、优化高速铁路线路设计、高速铁路节能运营组织和宏观把握高速铁路节能方向提供了更为直观的参考和依据。     

地铁节能线路纵断面设计研究

介绍地铁节能线路纵断面的设计方法,通过大量的列车牵引计算图,分析一些典型线路纵断面的运行效果,认为在车站两端设置-22‰～-26‰的加速坡道,可以降低列车牵引电能消耗约20%～25%。说明加速坡的合理长度与列车运行的目标速度有关,认为在最高运行速度80km/h的线路上采用250m长的加速坡比较合适。     

城际铁路地下车站平坡设置研究

城际铁路地下车站普遍采用2‰的坡段以解决纵向排水问题,但设置2‰的纵坡不仅增加车站土建施工难度,还对后期的设备安装、装修等带来诸多不便。文章根据相关设计规范,结合线路平面条件、车站布置、隧道断面等,分析城际铁路与地铁纵断面设计异同、地下车站设置平坡对排水产生的影响,并提出解决方案。研究认为,城际铁路地下车站内排水可通过垫层找坡、底板找坡等方式解决,隧道内排水可通过沟底找坡方式解决。端头为直线的地下车站可设置为平坡;端头为曲线的地下车站不宜设置为平坡,需根据缓和曲线、竖曲线、道岔等参数计算确定。     

延续进路对高速铁路通过能力的影响

研究目的:《计算机联锁技术条件》(TB/T 3027—2002)规定:进站信号机外方制动距离内换算坡超过6‰下坡道的车站,须在接车进路末端设置延续进路。当接车进路末端设有安全线或隔开设备时,延续进路开向安全线或隔开设备;当接车进路末端无安全线或隔开设备时,延续进路开向正线。我国高速铁路目前有部分车站在进站信号机外、制动距离内换算坡超过6‰下坡,按照规定,须在接车进路末端设置延续进路。设置延续进路,对高速铁路车站通过能力有较大影响,因此有必要研究各种情况下车站的通过能力。本文系统分析计算了各种情况下延续进路对车站到到间隔、到通间隔、到发间隔、发到间隔的影响。研究结论:(1)延续进路对高速铁路车站通过能力影响较大,车站到达间隔将增加2.3 min以上,车站到通间隔也增加2.3 min以上;(2)设置安全线并不能很好地解决问题,高速铁路设置安全线不必要;(3)该研究成果对于高速铁路车站设计、能力计算具有参考价值。     

基于节能运营的城轨交通纵断面优化设计

城市轨道交通工程建成投入运营后,节能运营就成为运行、维护和管理的重点。因此,在设计阶段就应考虑线路纵断面设计对今后节能运营的影响。此文在以工程造价最低线路纵断面设计的基础上,论述节能运营的线路纵断面二次优化设计,把列车运行能耗作为目标函数,对纵断面内的变坡点在约束范围内进行必要的的调整,使运营能耗极小化,达到节能的目的...     

高速铁路线路平纵断面设计的动力学评估方法

高速铁路线路平纵断面参数对高速行车安全性与舒适性有较大的影响,从动力学角度对线路平纵断面参数设计合理性进行校核是必要的。为了对高速铁路线路平纵断面设计安全性与舒适性进行评估,本文基于机车车辆与线路最佳匹配设计原理,采用车辆-轨道耦合动力学仿真技术,提出了一套切实可行的评估方法。作为工程应用实例,结合京沪高速铁路工程实际,对京沪高速铁路线路平纵断面进行了全面的行车安全性与乘车舒适性分析评估。     

城市轨道交通市域快线节能坡参数研究

研究目的:随着地铁对节能要求和运营服务水平的提高,列车牵引能耗占总系统能耗的1/2,地铁线路纵断面坡度设计对列车牵引能耗影响尤为明显。本文通过研究各种最高速度(100 km/h、120 km/h、140 km/h)下市域快线节能坡的坡长与坡度,并分析V型坡与W型坡以及单面坡与多段坡运行能耗,最终得出经济适用的节能坡设置参数。研究结论:(1)节能坡设置长度:100 km/h为460 m,120 km/h为580 m,140 km/h为660 m;(2)长大区间下,结合适宜的站间距,W型坡较V型坡能耗更低,且随着缓坡坡度的增加,节能趋势更加显著;(3)两车站平均坡度大于10‰时,采用多段坡比采用单面坡能耗更低,且采用缓坡+陡坡的方案节能效率更加明显;(4)两车站平均坡度10‰～20‰时,随着单面坡平均坡度值的增加,多段坡节能效率逐渐降低;(5)本研究成果可为长大区间下市域快线线路纵断面设计提供参考。     

高速铁路车站布局研究

合理安排路网中客运站布局能有效提高高速铁路通过能力和运营管理水平。通过分析车站布局的影响因素和布局原则,针对旅客列车旅行速度、线路通过能力、运输组织模式得出三种情况下的高速铁路合理站间距,进而根据高速铁路车站布局原则和具体高速铁路相关技术标准确定最终的车站布局方案。算例分析表明该计算方法能够合理确定高速铁路车站布局方案。     

高速铁路行车调度节能运行图编制方法研究

针对高速铁路行车调度节能需求的现状,以列车在区间运行效率最高和总能耗最低为优化目标,提出以区间运行时间和停站时间为输入变量,对能耗成本和运行时间进行优化,建立节能运行图编制模型.通过仿真实验,结果表明在列车运行图编制中,考虑适当地增加列车运行时间和优化停站方案时,可以节省很多列车运行能耗.     

基于BAS的京张高铁站房能源管理系统研究

近年来,越来越多的机电设备及子系统应用到高铁站房中,如电动窗、电热风幕、电伴热、电动百叶、能源管理系统(远程抄表)等等,多为人工控制或独立控制,管理不便且能耗浪费较大。仅对空调通风、照明和扶梯等机电设备进行监控的常规BAS系统,已经不能满足运营管理节能减排的要求。以京张高铁站房为例,介绍基于BAS的能源管理系统的系统架构、系统功能,提出对高铁站房内的通风空调、给排水、照明、电扶梯、电热风幕、电动窗、电伴热等设备进行全面、节能、高效的自动化监控。为高铁站房和交通枢纽的BAS系统和能源管理系统设计提供参考。     

新型节能材料在严寒地区高铁站房的应用研究——以齐齐哈尔南站为例

严寒地区站房节能设计是设计中重点考虑的问题,优秀的节能设计不仅可以给室内提供舒适的热环境,也降低能耗。近年来新型节能材料的不断出现为节能设计提供新的方向,齐齐哈尔南站节能设计中在屋面、墙体、玻璃幕墙等部位使用多项新材料,有效降低围护结构的传热系数,阻止室内热量向室外散失,经使用后实地测试室内温度均超过设计温度。     

基于BIM建模的站房大空间照明设计节能研究

在高速铁路站房大空间建筑电气照明设计中,如何合理模拟灯光与环境及建筑结构间的连锁关系是一项不可忽视的多模型复杂课题,特别在针对舒适度和节能有高要求的绿色生态建筑设计中。在实际BIM设计过程的基础上,结合国内外软件特点,研究BIM建模照明仿真计算并合理利用自然资源,实现模拟站房大空间光环境。前瞻性地利用BIM全生命周期特点从前期设计阶段准确把握光环境效果、照明系统性能和运行情况,能够在保证设计满足规范标准的同时优化设计方案与实际使用舒适度,最终真正做到三维BIM一模多算整体设计,为站房照明与节能提供方案优化设计,并为BIM电气设计未来深化推广打下坚实理论依据与设计基础。     

高速铁路车站通过能力计算方法探讨

针对传统分析计算方法不适用于高速铁路通过能力计算的问题,研究计算机模拟法应用于高速铁路车站通过能力计算的关键技术。首先,分析高速铁路车站与传统既有铁路车站作业组织上的不同,对高速铁路车站通过能力的特点进行深入研究。其次,提出计算机模拟法计算高速铁路车站通过能力的整体思路流程,并提出高速铁路车站咽喉、到发线作业一体化模型的详细构建思路。最后,给出高速铁路车站作业计算机仿真模拟算法流程。     

高速列车应急自走行辅助驾驶研究

当牵引供电网发生故障,高速列车应急自走行系统受车载储能装置容量限制,特别是在线路条件复杂时,如何操纵列车实现就近停车变得异常困难。为了解决高速列车应急自走行系统的速度曲线规划问题,进行了应急自走行辅助驾驶装置的功能设计和系统结构设计。根据列车应急运行的特点,设计了应急自走行优化算法。以CR400BF复兴号动车组列车运行于国内某高速铁路线路为例进行仿真,仿真结果表明,该装置可在能量受限的情况下规划列车自走行的运行速度曲线,与司机巡航驾驶相比实现了良好的节能性;同时,基于节能优化操纵策略,采用不同的牵引目标恒速速度进行仿真,仿真结果表明,根据线路条件选择合适的牵引目标恒速速度,对于车载储能装置容量受限的高速列车应急自走行驾驶具有重要的指导意义。     

超大截面劲性砼结构施工技术

介绍了高速铁路站房桥建合一超大截面劲性混凝土结构的施工关键技术,阐述了在钢柱、钢梁周围配置钢筋、浇筑混凝土,钢结构柱梁构件和钢筋混凝土形成整体的承载结构体系施工方法,应用该关键施工技术的劲性混凝土结构既能满足高速铁路站房轨道层承载力大和跨度大的要求,又可满足铁路桥梁设计规范要求.