王泽军

摘 要：伴随着城市交通体系的日渐发达，以及节能城市的建设，交通发展需要在原始交通工具正常运行的基础上，降低其能耗，实现交通工具的节能减排。在本文中通过对地铁列车运行速度曲线的真实模拟，对列车的实际牵引能耗进行分析，选取地铁B型车，对其单位能耗、列车上下行方向能耗进行分析，并且计算出其再生制动节能效果。希望通过相关的研究促进城市地铁节能减排运行。

关键词：地铁B型车；牵引能耗；再生制动；节能效果分析

中图分类号：U268.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0002-01

目前，城市地铁的耗电量比较大，平均每辆车的耗电功率在2000-3000kW。因此，对于地铁牵引能耗进行分析，实现再生制动节能，能够有效的降低城市地铁运行耗电量，大幅度减少地铁运行成本。其中地铁B型车在进行用电牵引环节中主要包含了牵引用电、空调用电、车辆自身用电三部分，B型车牵引耗电量最大。从该方面进行研究，能够实现制定节能。

1 地铁B型车牵引能耗分析

目前，我国地铁车辆以B型车辆为主，B型车辆类型主要分为B1和B2，其中B1型列车为3动3拖编组，B2型列车为4动2拖编组。

1.1 列车速度分析

根据B2型 车技术标准，得出这样的数据信息，地铁在平直干燥轨道上进行启动加速时，其速度从0直接加速到40km/h，其平均起动加速度大于等于1.0m/s2。而速度从0加速到100km/h时，其中平均起动加速度大于等于0.5m/s2。反过来，列车进行制动减速环节中，其制动初速度为100km/s2时，其常用的制动平均减速度大于等于1.0m/s2。

在对北京市B型地铁启动与制动加速度和减速度进行分析中，能够发现，B型车从0加速到96km/s时，加速度在0.6 -1.0m/s2。那么在这样的理论值与实际值进行对比环节中能够发现，实际的地铁列车的加速度均高于指标，针对这样的情况，具体的原因如下：第一，在B型地铁线路上进行不同程度的坡度设计，设计出節能坡。第二，节能坡能够实现高车站、低区间，保障列车在出站环节中是下坡，其启动的加速度就比较快，也比较节能。在进站为上坡路，制动减速也比较快，通过增加滑动摩擦力的方式，迅速的停车[1]。

1.2 牵引耗电分析

B型车中不同的细分型号其运行牵引耗电量不同，其中B2型列车每千米的电能消耗为3.41千万时。而B1型列车每千米的电能消耗为3.25千瓦时。具数据统计，我国地铁每车每千米的耗电量一般在2.5-3.0千瓦时之间。而北京某线路的列车单位耗电量指标较高，与线路中坡段位置以及坡段长度有关系。在某条线路中，其为南北向线路，在地铁列车上行方向与下行方向之间相差34米[2]。

2 地铁B型车再生制动节能方案

为了实现地铁B型车的牵引节能，需要针对地铁B型车进行再生制动节能方案的确定。首先需要进行再生制动电能的分析，其次，对B型车的运行速度进行合理化的调节，最后对车辆类型的选择进行分析。

2.1 再生制动电能分析

B2型车在下行与上行中的耗电量分别为958每千瓦时、1066每千瓦时，上下行差额在108每千瓦时；其再生制动电能分别为481.98每千瓦时，553每千瓦时，上下行差额为71每千瓦时。节能效果效率为50%；B1型车在下行与上行中的耗电量分别为912每千瓦时、1053每千瓦时，上下行差额在141每千瓦时；其再生制动电能分别为455每千瓦时，492每千瓦时，上下行差额为37每千瓦时，节能效率为49%。从以上数据中能够得出以下结论：

第一，地铁再生电能与列车制动初速度之间为正比例关系，当制动的初始速度比较大的情况下，其再生电能量将会增大。但是如果在上坡道进行制动环节中，所需要的制动力都比较小，其再生电能量也随之降低了很多[3]。

第二，再生制动电能与地铁列车的质量相关，但与动车、拖车的比例关系不大。在进行分析环节中能够发现B2型车的线网电流大些。

2.2 运行速度的合理化调节

为了实现再生制动节能，需要对地铁列车的实际运行速度进行合理化的调节，具体的调节中，需要将列车运行的速度提升。目前，在很多城市中都将地铁的运行速度提升。在不同的速度习其再生制动能耗不同，所达到的节能效果也不同。如，当最高的运行速度为75km/h时，区间运行时间为3223秒，最大的牵引能耗为709；当最高的运行速度为95km/h时，区间运行时间为2936秒，最大的牵引能耗为895。针对以上数据分析，列车提速之后的能耗时增加了25%。

3 结语

综上所述，在本文中对地铁B型车牵引能耗进行分析，B1型车在上行方向中，其牵引耗电与下行方向的耗电相比，电量多出12%。B2型车在上行方向中，其牵引耗电与下行方向的耗电相比，电量多出14%。为了实现地铁B型车的牵引节能，需要针对地铁B型车进行再生制动节能方案的确定。首先需要进行再生制动电能的分析，其次，对B型车的运行速度进行合理化的调节，最后对车辆类型的选择进行分析。

参考文献

[1]梁广深，黄隆飞.地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析[J].城市轨道交通研究，2016，02：27-33.

[2]林文立.地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化[D].北京交通大学，2010.

[3]胡鹏.城市轨道交通列车运行能耗优化及仿真[D].西南交通大学，2013.