面向双碳战略的城市轨道交通运营综合效能提升技术研究

城市轨道交通凭借其运量大、速度快、安全性高、环保等优点,成为我国城市居民日常出行的重要交通方式,也是建设环境友好型城市的重要抓手。为响应国家双碳战略号召,在实现节能环保的同时进一步提升城市轨道交通的运营综合效能,文章在深入分析当前城市轨道交通运营现状及存在问题的基础上,从车站运营、能耗管理、乘客服务、线网运营 4 个方面阐述城轨运营综合效能提升的重点方向,并介绍相关关键技术,提出相应发展对策,以期为推动我国城市轨道交通高质量发展提供参考和借鉴。     

城市轨道交通车站智慧能耗管理系统研究

为响应国家双碳战略,文章首先分析城市轨道交通车站能耗管控现状、环境特点和技术不足,针对车站内传统的能耗统计管理存在周期长、人力物力耗费大、风水系统无智能化联动,电表、水表出现故障时不能及时发现和处理等问题,研究并提出车站智慧能耗管理系统架构、网络架构和功能架构,通过该系统可对车站水、气、电、热等多种能源进行智能化分析和精准管理。运用针对性节能管理、监测数据采集、联动系统控制等策略,在提升车站智慧化水平的同时实现车站节能增效,为城市轨道交通智慧运营提供智能化决策。特别是在疫情防控常态化形势下,车站设备使用强度和频率呈现不规律性,该管理系统可更有效的助力城市轨道交通低碳、高效、智能运行。     

双碳背景下城市轨道交通基础设施运维管理平台建设

城轨具有速度快、运量大和绿色环保等优点,目前已成为缓解城市交通拥堵的主要工具。文章以国家“碳达峰”与“碳中和”战略为背景,以城轨绿色低碳发展为目标,针对城轨基础设施运维管理的能耗问题,从数据电子化资产管理、检测结果精准分析与智能决策、检修资源智能化调度 3 个方面设计并开发城市轨道交通基础设施运维管理平台,并在某地铁线路实现落地应用,证明该平台可有效助力运维管理节能降耗,助推国家双碳战略的深入贯彻与实施。     

预应力技术在道路桥梁施工中的有效应用研究

预应力技术应用在道路桥梁施工中,能够预先为混凝土结构施加一定的压力,以此抵消工程荷载产生的拉应力,避免道路桥梁工程出现裂缝和形变问题,最大限度地延长道路桥梁工程的使用寿命,针对预应力技术在道路桥梁施工中的重要作用进行分析,提出预应力技术的应用措施和注意事项。     

基于碳平衡法的汽油机与柴油机油耗模型研究

文章从燃烧学的理论出发,分析了汽油与柴油燃烧后的生成产物。根据GB/T19233—2008《轻型汽车燃料消耗量试验方法》中对汽油和柴油中碳的质量比与所生成的碳氢化合物中碳的质量比的规定,确定汽油及柴油的化学式,以及各自所生成的碳氢化合物的化学式。以此为基础建立了汽油机和柴油机的基于碳平衡法的油耗计算模型。根据以往各国柴油机的碳平衡法的模型中未考虑碳烟的情况,本文借鉴参考文献[2]的柴油机烟雾计算模型,将碳烟也考虑其中。     

碳强度指标主要影响因素及优化方案

IMO MEPC 76会议确定了船舶营运碳排放强度指标（CII）及其评级生效日期,即从2023年01月01日起,CII评级不达标的船舶或将被迫采取纠正措施,且船舶的正常营运及其在二手船市场的估值将受影响。为避免CII评级给船舶营运造成不利影响,文章探讨了船舶营运过程中CII评级的主要影响因素及优化CII评级的措施。通过采集多型实船营运数据,分别对其CII指标进行计算和分析,提出了航速、航线和污底为对CII影响最大的营运因素。对已投入营运的船舶,如经过营运优化后仍不能取得理想的CII评级,则进行燃料改造是最有效的方式。此外,文章还探讨了目前CII的评价标准可能会对大型散货船产生一定程度的不利影响,因此大型散货船更加需要注重船舶营运的优化。     

交通行业碳达峰愿景下电动船舶的发展

针对交通行业实现碳达峰的实施路径进行深入的思考。将交通行业响应国家“双碳”目标,实现碳达峰的方式、所占比例和所处地位作为立足点,阐述电动船舶对交通行业实现碳达峰的重要作用和意义,分析当前我国电动船舶技术发展的现状和存在的问题,提出政策建议。该研究为实现交通行业“双碳”目标提出的路径图可供对交通行业的整体布局（各种运输方式占比）参考。     

电动汽车与电网互动的关键问题研究综述

电动汽车大规模无序接入将给电网带来峰谷差增大、电能质量下降、电网运行优化控制难度增加等不利影响。应用电动汽车与电网互动技术（Vehicle-to-Grid, V2G）控制电动汽车的充放电过程,可有效缓解上述问题,并起到削峰填谷、平抑可再生能源的作用。近十年来,该项技术已成为电动汽车与电力系统领域的研究热点。阐述了电动汽车与电网互动的基本概念及发展现状,重点从电动汽车集群充电需求和放电能力的时空分布、基于V2G的协同调度、市场机制及经济运营三方面进行梳理,分析了V2G在“双碳”背景下的机遇和挑战,对电动汽车调度及应用问题研究中常用的求解方法进行了总结,同时展望了V2G技术的未来研究方向。     

“双碳”目标下国家中心城市绿色交通水平评价方法

为衡量国家中心城市绿色交通水平,探寻了制约其绿色交通发展的关键因素,以制定针对性的发展策略,推动交通运输领域“双碳”目标的实现。首先,根据国家中心城市绿色交通系统的特点,采用驱动力-压力-状态-影响-响应（Driver-Pressure-State-Impact-Response, DPSIR）模型构建国家中心城市绿色交通水平评价指标体系。然后,分别采用直觉模糊层次分析法（Intuitionistic Fuzzy Analytic Hierarchy Process, IFAHP）和熵权法确定评价指标的主、客观权重,并借鉴博弈论思想提出评价指标的综合赋权方法。之后,采用改进的集对分析-可变模糊集耦合模型评价国家中心城市绿色交通水平。最后,引入障碍度模型识别限制国家中心城市绿色交通发展的关键因素和制约类型。结果表明：2020年9个国家中心城市绿色交通均属于“一般”水平,呈现出“边高中低”的空间分布特征;日均轨道交通客运量占城市人口比重、交通干线噪声平均值、节能环保支出占财政支出比重、人均GDP和交通运输支出占财政支出比重是制约国家中心城市绿色交通水平的关键因素。     

基于LMDI与国际类比组合法的我国交通运输行业碳排放驱动因素及减排潜力

为了给“双碳”目标下我国交通运输行业发展路径及政策制定提供学术参考,基于对数平均迪氏指数法（Logarithmic Mean Divisia Index, LMDI）,选取交通运输碳排放系数、运输方式结构、客货运结构和换算周转量4个因素定量分析了2010—2020年间我国交通运输行业碳排放变化的主要机理,并结合与美国、日本、德国等已达峰国家相应驱动因素的类比分析,提出我国交通运输行业面向“双碳”目标的路径建议与实现措施。研究结果表明：交通运输碳排放系数、运输方式结构、换算周转量是驱动我国交通运输行业碳排放的关键因素,2010—2020年的贡献率均值分别为24.8%, 27.2%和42.0%,故需要从这3个因素入手,制定针对性的政策来实现交通运输行业“双碳”目标;客货运结构对我国交通运输行业“双碳”目标的影响较弱,2010—2020年的贡献率均值为6.0%,即总周转量中客运和货运占比对我国交通运输行业碳排放的影响不大,但2020年由于新冠疫情的影响,客货运结构对我国交通运输行业碳排放的贡献率升高至43.3%,需要重点关注疫情时期的这一新变化。