5 总结与展望 29

5.1 研究成果及主要工作 29

5.2 展望 29

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

1.1 研究背景及意义

近年来，城市轨道交通凭着其优良的乘坐性价比，在各大一线城市飞速发展，延伸脉络，其总体优势为：

1) 用地省，运能大。从运输能力方面看，一条复线轨道交通线路与一条具有16车道的公路是相等的，轨道交通可充分保障道路运输的优先权；

2) 运行时间稳定，价格合理，安全事故较为罕见，性价比相对较高吸引人乘坐；

3) 噪音低，安全环保，投资小。

这些优势形成了城市轨道交通运输的高效、大容量的特点。从节能的角度来讲，若要运输相同数量的乘客，将轨道交通与其它城市公共交通在运输过程中的耗能相比较，轨道交通的能耗是公共交通的1/3，是小汽车能耗的1/12[1]。尽管如此，随着城市建设轨道交通发展规模逐渐扩大以及线路的交叉运行，它的总运营耗能依然巨大，主要是系统用能占比很高，尤其列车的牵引用电占了城市轨道交通用电量的一半以上[2]。因此，作为资源利用率相对于其它交通方式较高的城市公共交通方式，城市轨道交通的在节能方面依然有很大的上升空间，配合十二五规划中国家提倡的节能减排主题，在设计、运营中引入“节能”理念，将理念和设计结合在一起，推进建设一个有着良好的资源环境的社会，课题的研究基于此理念也变得更加具有现实意义。本课题以节能为基础目的，借助仿真软件研究轨道列车区间运行时分曲线，改变运行时分，分析比较速度、惰行时间、速度位移曲线等的变化对能耗影响。综合考虑线路运行条件，限制列车总运行时分，探讨分析列车途经各区间合理的最大运行速度，改变总运行时分，得到区间内最优的运行速度和最佳的运行时分，达到节能的目的。

本课题旨在减少现代城市交通能源成本,对城市轨道列车运行时分曲线及各种案例分析进行研究和试验，对提高城市经济效益、控制公共环境健康、改善社会形象等都具有重大意义。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 列车运行能耗研究现状

1.2.2 列车牵引计算研究水平

1.3 论文研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

本课题在列车运行节能的基础上，对城市轨道交通列车运行时分曲线及案例进行研究与分析，主要从不同运行工况、不同运行速度、列车情况、线路情况以及信号等方面对行车的影响进行研究和能耗计算，得到在不同条件下的列车运行时分曲线图，基于最终的图表分析讨论运行时分对能耗的影响。

论文（设计）的主要研究内容包括以下三个部分：

1） 对要研究的内容作全面的理论推导，包括机车牵引计算和能耗等方面，需要有一个整体的理论推导流程意识。

2） 根据理论分析过程确定软件功能需求，用MATLAB设计人机界面并编程达到仿真目的。

3） 以上海地铁1号线与2号线为实例进行仿真分析。

4） 用设计好的仿真软件对列车线路等进行算例分析，分析直线线路、曲线线路、坡度等条件下列车的能耗变动情况。

1.3.2 技术路线

通过理论公式推导分析与MATLAB仿真技术相结合的方法进行此次研究。理论公式基于列车牵引计算和列车牵引计算规程进行推导分析得出。列车运行时分曲线则通过MATLAB人机界面显示，之后运用能耗计算公式等与MATLAB专用机器语言相结合进行程序编译，将最后的结果按需求规划出不同的模块显示在人机界面，得出不同的列车运行时分曲线对能耗的影响。本课题主要采用理论推导结合实际算例分析的方法，对此展开研究工作。