陆 鹏

上海申通轨道交通研究咨询有限公司

1 研究背景

城市轨道交通通过供电的方式实现运行，车辆的动力消耗大量的电能，据统计占整个系统能源消耗达53%。因此，通过有效降低列车能耗中占比最大的牵引能耗部分，将对整个系统的节能产生重要作用[1]。目前，根据研究和实际经验，城市轨道交通牵引能耗主要受基础设施和运输组织模式两个因素影响[2]。

有研究人员研究了列车时刻表和速度，利用线性逼近法求解列车的最优时刻表和速度，并建立了两者的优化模型，以达到节能的效果[3]。而A.P.Cucala等人则从坡度、速度等影响列车运行因素对列车运行能耗进行研究，同样建立列车运行时刻表和驾驶操作行为的数学模型求解能耗最优化问题[4]。在考虑节能驾驶、牵引能耗基础上A.Gonzalez-Gil等人同时分析再生制动对列车运行策略提出了节能方案，证明研究结果能实现较明显的能耗提升效果[5]。

列车运行过程中加速、惰行等运行状态转换点的设定十分关键，有研究分析表明列车的运行策略主要受到列车惰行工况转换点的位置不同而影响，进而影响最节能运行方案的设计[6、7]。

有学者更是在安全运行的前提下采用对列车运行线路进行预处理的方式来找到类车节能运行策略的方法和操纵序列，进一步推动对列车操纵的研究[8]。

根据现有研究经验和成果，实现列车牵引节能的方式有：合理安排列车编组、停站方案（如快慢车停站方案），合理设计交路形式（如大小交路的开行方式），以及保证运营要求基础上优化列车时刻表[9]。……