軌道交通領域的節能技術專利分析

管家奇

摘要：隨著時代的進步，軌道交通具有運行效率高、客運量大等優秀的特征，但其對電能等能源消耗也非常大。讓軌道交通成為真正意義上的綠色交通，需要在節能技術領域取得突破。軌道交通中與節能技術較為密切的技術之一是制動系統。

關鍵詞：軌道交通;節能技術

引言

隨著城市化的進展，軌道交通在滿足人們出行需求的同時，也帶來了諸多的城市問題，其中交通擁堵、環境污染、資源的消耗等問題已成為社會廣泛關注的熱點，為了減小城市化進程中出現的軌道交通問題及其帶來的負面效應，社會倡導“公交優先”的理念，因此城市軌道交通因其自身安全、快速、便捷等優點深受人們的喜愛，近幾年也得到了快速的發展。

1軌道交通節能的意義

電力消耗是城市軌道交通節能中控制的主要因素，主要是通過減少電氣設備的運行數量，提高其運行效率，采用新技術來代替電能等方式來實現。加強對軌道交通列車節能運行組織的研究不僅可以從根本上降低運輸成本，在列車運行的高峰期和非高峰期，為軌道交通運輸單位提供科學合理的運行依據，降低能耗。同時更有利于為居民提供良好的城市基礎設施，為構建和諧穩定的社會環境打下良好的基礎。城市軌道交通運輸系統由很多小系統組成，例如信號系統、車站系統、設備系統等，這些系統的運行主要是電能和水資源的消耗。主要有以下幾個方面：（1）在進行城市軌道交通設計和建設過程節能特征方面具有一定的指導意義。軌道線路的設計，例如曲線的半徑設計、坡道的設計等，不僅對于工程的整體造價，而且對于后期的運營階段具有非常大的影響。軌道交通的線路設計不僅僅要考慮工程造價，節能環保也是考慮的重要因素，坡道的節能設計、曲線的半徑選取等等也是非常重要的一環。（2）城市軌道交通列車節能要素的研究對于軌道交通運輸的組織工作具有重要的意義。主要是列車的停靠站、運行技術、滿載率等方面對于城市軌道交通列車運行的能耗具有很大的影響。

2軌道交通領域的節能技術專利分析措施

2.1能耗數據監測

（1）電能表計用電量顯示。電能表計分為電力智能儀表和環控設備表計，其中，環控設備部分按5級劃分，軟件功能實現可實現電力開關的設備狀態監視及各級設備電能數據顯示，各級設備用電數據包括正向有功電度、正向無功電度、反向有功電度、反向無功電度，用戶可通過軟件實時查看各級系統、設備實時用電情況。（2） 實時電能趨勢。電能質量管理系統實時采集電能瞬時值，系統通過實時趨勢圖方式可展現電能數據，包括但不限于開關的三相電壓、三相電流、功率、諧波、功率因數數據，有利于對電能質量的全過程進行分析，滿足不同用戶對電能數據的使用需求。（3）能耗數據查詢。系統設置能耗數據查詢功能，可顯示車站指定回路開關查詢時間段內記錄的所有能耗數據，包括有功、無功電度等，選擇條件包括車站、分類、分項、設備、時刻、時間段，支持分組設備查詢、數據列表、數據導出Excel文件等功能，方便用戶對任意能耗數據的查詢。

2.2通風空調系統的節能

根據當地的氣候條件和通風空調系統技術方案的對比，在通風系統設計時，充分考慮采用自然通風的方式。列車運行初期或非高峰時段，系統負荷遠沒有達到軌道列車運行的設計水平，即系統的運行負荷是個變數，隨著列車的客流量、列車對數等情況的變化而變化，一般列車的風機變頻按照高峰期小時的運行情況而制定。軌道交通內部人流量大、機械設備多等特點，導致其內部發熱量大，因此，在非空調使用季節，通風設計可利用室內外的溫差進行溫度的調節，降低空調的耗能。同時，可根據軌道交通內部環境的變化，采用智能化、自動化的措施控制車站內的風機、空調等設備的運行，降低不必要的能耗。

2.3節能效果

在實際運行過程中，大系統多數時間處于部分負荷狀態，負荷率一般在 25%-75%。實際熱濕負荷比滿負負荷小時，傳統定風量系統會通過減少送風量保持站內溫度。這也在一定程度上導致資源浪費，無法滿足節能減排的要求。對此，城市軌道交通車站可設計智能化空調控制系統，改變風量模式，設計小新風機關閉模式及冷水機組自動控制模式。兩種模式均要滿足兩個條件。第一，保證城市軌道車站溫度在 30℃以下 ;第二，站內最小換氣次數在 5 次以上。在通風季階段，大系統智能控制單元根據溫度及二氧化碳濃度、換氣次數等選擇風閥，對送風機進行調整，為保證室內正壓，回 / 排風機及送風機同步運動，并結合實際情況關系小新風機，達到節約能耗的目的。

2.4 節能管控的總體思路

（1）充分利用能源管控平臺，細化節能管控的顆粒度，制定車站的節能管控目標，做到精細節能。（2）縱向的節能管控，依據各站過往的能耗數據，制定車站環控及照明等各分類能耗制定相應標準。（3）橫向的節能管控，針對同類的車站，進行能耗的對比分析，尋找差異原因，制定針對性的整改措施。

2.5制定并完善節能技術規范

實際工作過程中缺乏相應的節能技術規范，由于我國各區域的地質概況、氣候條件等各方面因素的差異化，目前還沒有一個科學合理的技術規范供參考，只能根據當地的實際情況和工程經驗而定。因此，在制定節能技術規范的過程中，要充分考慮到不同區域的適用條件。

2.6人才的培養

人才是企業發展的重要因素，企業要做好人才的培養和引進工作。軌道交通列車運行系統復雜，涉及內容較多，而節能領域缺乏一定的技術人才支撐。因此要加強校企合作，加大培養人才的力度。

結語

隨著軌道交通的發展以及節能環保的要求，節能技術在軌道交通中具有廣闊的應用前景。通過上文分析可以得出，中國與全球專利申請態勢基本相同，專利申請數量波動增長，中國軌道交通領域節能技術關專利申請開始逐漸影響全球的專利申請趨勢。在軌道交通領域節能技術中，專利申請數量較多，且專利布局涉及的技術較為廣泛，持續的研發投入以及技術改進，使得他們在該技術領域的綜合實力較強。中國企業可以在自身獨立研 發的同時，借鑒這些公司的研發思路，進一步的改進，提高自身綜合技術實力。

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