铁路运输组织节能措施探讨

策略是非常复杂的，在此只能简单阐述其基本原理与思路， 建议单独立项进行专题研究。
４）加强司机驾驶技能培训。存研究出列车节能模拟
系统的基础上，需要对司机进行培训，通过理论学习、模拟
训练以及培训人员指导驾驶等步骤，培养司机良好的驾驶
习惯。德国铁路在动车组上安装了节能驾驶系统，实时为
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６４万Ｉ方受数雌据ｔ菅口２０１１＃＿５ｑ ｏ＃２７３Ｍ
（１）大力发展铁路信息现代化，提高运输生产效率。 信息技术在铁路运输中的使用大大提高了铁路作业技术 的现代化水平，使原有的工作方式和作业流程产生了革命 性的变化。利用现代化信息技术开发具有高度智能化的 列车调度指挥系统、运行囤编制系统、信息系统等，可以提 高工作效率．使远行图的编制更加科学台珲，从而实现铁 路运输资源的最忧化配置。列车计划调度人员可根据信 息采集系统提供的充足信息，利用智能化的调度指挥系统 对运行固进行灵活、快速的调整和调度，以确保运输组织 的各个环节更为紧密的协调运作，为科学合理地组织行车 调度指挥创造了条件．利用现代化信息技术还可以优化动 车组的运用，设计好交路的衔接，减少空车等待，提高动车 组利用效率。列车调度指挥系统实现现代化、智能化最直 接的效果就是大大提高了能源的利用效率，降低了能耗． 节约了能源。
（３）建立节能监管体制。铁道部以及各个铁路客运管
综合运输★工作研究ｇ
理部门应认真制定每个年度的节能计划，规定各个运输企 业的能耗指标、节能率等节能目标，年底对用能单位进行 目标责任制考核，并执行奖惩措施。要通过建立计划、监 测、监督、考核、奖励等一系列的节能监管制度，加强管理， 努力把运输节能落到实处。
列车在运行过程中的停车再起动一般都会损失一部 分列车的动能，而且会因此延长列车在途时间，其自用电 （空调、照明等】的消耗也会增加，所以列车每停车再起动 一次都要＞自耗比较多的能量。对此，要努力提高运输组织 水平。通过不断的优化开行方案，在满足旅窑出行要求的 前提下，尽可能减少列车的停站次数与越行攻数，有效地 降低列车动能和自用能耗的损失，从而达到节能的目的。
（２）科学准确地预测运量，优化列车开行方案。利用 现代化的信息系统和智能化的调度指挥系统，在采集、分 析大置的客运数据后，可以根据不同地域、不同时间、不同 性质客流的出行特征，编制出合珲科学的列车开行方寨， 并且具备较强的调整功能。根据客流出行的特征，通过调 整编蛸、娟织“临客”等手段，在满足客流出行需求、并保证 有一定弹性空间的前提下，制定科学合理的客车开行方案， 提高满员率，也是一种行之有效地节约能源的方法。
道）。对于在起伏坡道上运行的列车，在满足运行时分的
前提下应尽可能提高惰行比例，以减少列车行驶过程中的
制动次数和制动时间。
速度与能耗是相互矛盾的，如果在追求列车高速度运
行的同时又能节省能耗，存高速与节能之间找到个合理
的平衡点，这就需要制定一套评价体系，需要一系列的评
价指标。如何在满足运行速度的前提下寻求节能的操作
（３）列车节能操作策略。列车的运行过程分为起动加 速、途中运行、停车制动等３个阶段。在列车起动时，需要 从列车运行的平稳与节能的角度考虑。起动初期，手柄位 应尽量低，缓慢拉伸列车，待尾部开始移动后再逐渐提高 手柄位；起动后期，要以最大牵引力加速列车，对于有级牵 引来说，在满足手柄位转换时间、持续时间的条件下尽快 将手柄位上升为较大手柄位。在列车停车制动阶段，要在 列车制动前惰行以降低制动前的运行速度并以适宜的制 动力停车制动。在途中运行阶段，列车的节能操纵需要通 过计算机模拟系统的多次仿真比较，对于平直道等简单运 行线路，节能的优化操纵方案比较简单。锯齿形的操纵方 法或匀速牵引被证明是可以节能的操纵方式，但它并不适 合起伏坡道的运行线路。
代化、信息化、智能化的基础上，采取提高管理水平、ｆｌ；惺
合理的运行速度以及采用列车节能操纵策略等措施，将对 牵引能耗的节省产生良好的效果。（ｆ＃者单位：中铁第旧 勘察设计跣集目公司）；
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司机显示节能驾驶的建议，在推广使用的第一年内，长途 列车能耗就降低了４％，短途列车降低了】５％。
此外，建设稳定性好、沉降较小的路基，提供高平顺性 的线路，利用地形多采用节能坡设计，再配合实施节能驾 驶策略，一定会获到更好的节能效果。
作为国民经济的大动脉，铁路仍然是消耗能源的重点 行业，做好铁路行业（尤其是占总能耗比重最高的牵引能 耗部分）的节能减排工作，以最小的投人获取最大的运输 效益，是加快建设两型社会对铁路提出的迫切要求。在现
以下行解编系统为例，含有折角车流的列车接人下行 到达场进行到达技术作业后由下行驼峰（北峰）调车机车 牵出进行解体作业，然后进人下行调车场的交换车流集结 线进行集结，一般达到４５辆左右．即可由上行系统的解体 调车机车前往下行调车场将交换车列牵出至上行驼峰（南 峰），进行二次解体。
二、折角车流对成都北编组站运输组织工作的影响 成都北编组站运营至今，目均办理辆数维持在Ｉｏ ｏｏｏ 辆寿右，单驼峰一昼夜解体不足Ｉｏｏ列．离Ｉ ７ １０８辆／日的
列车在途运行的工况速度以及环境因素千变万化而能耗又是与运行速度线路条件空气阻力以及电机工况动态相关因此通过简单的数学计算是无法得到科学合理的节能列车操纵策略的这需要以数学物理科学知识以及计算机仿真技术建立列车节能运行模拟系统针对具体的运营线路通过大量的仿真分析比较最终得出最佳的列车操纵策略
Ｃ专工作研究★综合送输
一、成都北编组站概况 成都北编组站是宝成、威渝、成昆等３条干线及达成 线的联接点，承担若宝成、达成、成渝、成昆４个方向货物 列车（集装箱班列除外）以及成都枢纽小运转列车的到达、
解体、编组以厦出发作业，设计改编能力为１ ７ １０８辆／日． 站型为双向纵列式三级六场。成都北编组站站型示意图 见图１所示。
对于起伏坡道，列车在下坡道尽可能利用势能惰行， 在上坡利用机车的经济手柄位牵引。列车在上坡道运行 时，由于坡道阻力较大，虽然使用经济手柄位，但运行速度 并不是很高，运行基本阻力也不是很大，牵引力也无需多 做功。而当列车在下坡道惰行时，因为坡度大小与列车运 行速度的差异，列车运行状态也会有所不同。列车的单位 基本阻力与列车运行速度线性相关，当列车下坡道情行时， 如果下坡越大，坡度千分数为正时，列车可能会在某一速 度下单位合力为零（即列车匀速运行）。因此，可以计算出 相应的平衡状态下的运行速度；反之，根据列车当前的运 行速度也可以计算出平衡状态下的坡道值（简称平衡坡
万方数据
２０１１年第５期总第２７３期交通企肇菅理Ｉ ６５
ｒ一 Ｉ焉工作研究★综合运输口高畅折角车流，是指从车站一端到达，经过车站的改编作 业后，仍然从车站同一端出发的车流。在成都北编组站这 样具有双向系统的编组站，从同端进出的车流需要从一 个系统转到另一个系统才能出发，因此，折角车流在具有 双向系统的编组站需要进行重复解体和集结。随着折角 车流数量的增长，成都北编组站的技术作业效率也在逐渐 降低。因此，分析折角车流对成都北编组站作业效率的影 响并提出相应的处理对策很有必要。
一、电力牵引能耗计算 从丧观上讲，最有效的牵引节能措施就是转换牵引种 类，贯彻“大力发展电力牵引，合理发展内燃牵引１’ｆ｜勺思想。 要了解如何在此基础上实现最大限度的牵引节能，就必须 首先认清电力牵引的能耗构成。 电力帝引的区段耗电量是指机车（或动车掘）自出段 开始至完成区段牵引任务为止的总耗电量，其构成包括牵 引运行耗电量和惰行、制动及停站自用电置及其他作业耗 电量等３个组成部分。 ＝、节能措施 根据电力牵引的能耗构成，牵引节能措施应从两个方 面考虑：运输管理水平和列车运行操作策略ｏ １提高运输管珲水平 信息化技术的不断提高对铁路的运输管珲产生了重 大影响，运输组织的变化又会对能源利用效率等方面产生 影响。运输组织对能源节约方面的影响主要体现在以下 几点。
２．制定合理的列车操纵策略 列车运行所消耗的能量除了与列车性能、线路条件等 设备、设备有较大的关系外，与司机（或列车自动驾驶装置） 的驾驶策略也有很大的关系。相同的列车、相同的线路条 件下不同驾驶策略消耗的能耗也会有一定的差异，因此可 以通过寻求一种科学合理的驾驶策略来实现列车运行节 能。列车在途运行的工况、速度以及环境因素千变万化， 而能耗又是与运行速度、线路条件、空气阻力以及电机工 况动态相关，因此，通过简单的数学计算是无法得到科学 合理的节能列车操纵策略的，这需要以数学、物理科学知 识以及计算机仿真技术建立列车节能运行模拟系统，针对 具体的运营线路通过大量的仿真分析比较最终得出最佳 的列车操纵策略。 （１）寻求节能与节时的合理平衡点。随着经济的快速 发展，人民生活水平不断提高，旅客要求尽可能缩短出行 时间，也就是说其对速度的要求越来越高。从物理基础知 识可以得知，速度与能耗是一对矛盾体，速度越高，时间越 省，但能耗也越大。以电力驱动的动车组为例，根据目前 统计，动车组运行的综合能耗如下：２００公里／／Ｊ＼ＦＩ，１速度时 能耗在３５—４５千瓦·小时／列车公里，２．５０公里＃Ｊ＼ｌ：ｌ，ｌ－速度 时能耗在５０～５５千瓦·小时／列车公里，３５０公里／小时速 度时能耗在７０～７５千瓦·｜，．Ｉ＼Ｂ＇－Ｊ／Ｎ车公里。由此可见，不 同的运行速度对列车能耗影Ⅱ向很大。因此，寻求节能与节 时的合理平衡点，可以争取使社会整体效益最优，这是研 究列车节能操作的基础。 （２）建立列车节能运行模拟系统。列车节能运行模拟 系统研究，是在一定的机车、车辆、线路等硬件环境下和既 定的运行图、列车编组计划等运营管理状况下，利用计算 机模拟技术优化机车的操纵方法，以实现列车节能运行。 它不仅可以探讨列车运行过程中的优化操纵方法，也是列 车自动驾驶系统的基础，并可以直接用来建立列车优化操 纵的微机指导系统。由于列车运行环境的复杂性，列车节 能操纵的算法模型及其求解技术是一项十分困难的工作。 国内外对于列车运行节能有较多研究，国外侧重于列 车优化操纵的理论研究，其计算模型复杂、求解困难，对于 现实环境较为复杂的线路条件很难确定最终的运行结果。 以往国内的研究基本上采用离线优化与在线控制相结合 的方法，其给出的列车优化操纵方案多是列车运行工况的 变化结果，这些算法更适用于无级调速模式的列车节能运 行。目前国内铁路动车组多为有级调速模式，设有若干个
牵引手柄位及电阻制动手柄位，不同的手柄位将直接导致 不同的运行效果。因此，在对驾驶员进行操纵指导时，模 拟系统除了需要提供给驾驶员列车优化操纵的速度模式 曲线，还应有工况、手柄位模式曲线。作为实时的驾驶员 操纵指导系统及列车自动驾驶系统，应该能够灵活地设置 运行条件，在较短的时间内给出一个较为满意的优化操纵 方案，并能够在运行环境变化的情况下实时调整运行策略。 有关部门应结合我国铁路列车运行的特点，建立定时约束 条件下的列车节能操纵的模型及启发式算法，通过计算机 模拟初步实现给定线路条件下的列车运行优化。
列车在区段运行的目标是安全、节能、准时、平稳地抵 达预定停车点。列车运行有两种典型的操纵模式：一是节 时模式，即最小运行时间；二是节能模式，在给定线路条件、 列车参数和两点间运行时分条件下寻求比较节能的机车 操纵方式。列车区间标；隹运行时分一般大干区段内最小 区间运行时分，有效地分配富裕的运行时分可以实现列车 运行节能的目标。目前可以利用计算机模拟系统，系统地 根据机车的牵引力、列车运行阻力和制动力计算列车的起 动、区间运行及停车制动的过程。考虑到计算机的特点， 系统可分步长对列车运行过程进行模拟，并输出每一步长 的速度、距离、能耗等指标。
随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高， 社会生产生活对能源及其他自然资源的需求与日俱增，环 境污染和破坏日趋严重，经济发展与资源环境的矛盾越来 越尖锐，髓源短缺和环境污染已成为建设和谐社会、实现 可持续发展的重大制约因素。因此，节能减排也成为全社 会广为关注的重要议题。
铁路是我国能源消耗大户，根据统计，２００８年我国铁 路运输总能耗１ ８２０ ９万吨标准煤，占交通运输业用能总 量的ｌ（惭。铁路能耗主要分为三大部分：运输能耗、工业 能耗和工程能耗。其中，运输能耗所占比重最大，约占铁 路总能耗的８０％。运输能耗中又分为牵引能耗和生产辅 助能耗两部分．牵引能耗约占铁路总能耗的６０％～７０％， 是铁路能耗的主要部分。因此，如何通过有效的运输组织 措施实现牵引节能对降低铁路能耗有若举足轻重的作用。