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[分享]地铁节能坡设计
现代化的生活方式，在带给城市交通很大压力的同时，给地球环境带来了不可磨灭的损伤，这种状况下，节能减排，成为了时期的新口号。地铁，这一响应新口号而降生的新型绿色环保交通工具，为快节拍的城市生活带来了新的转机。但是，在现阶段的地铁技术中，还存在能耗宏大的问题。地铁线路纵断面的设计便是处理这一问题的关键，而节能坡则是一种新型的地铁线路纵断面设计理念。该文着重从各品种型线路纵断面的设计理念动身，经过对列车在各种线路系统中的运营状况比拟，剖析节能坡的作用及意义。 地铁作为一种绿色环保型交通工具，消耗的能源主要是电能，并且属于“用电大户”。随着地铁在各大城市的建立，地铁的能耗在我国资源消耗中占领了相当大的一局部，促使“节能”成为地铁建立的新方向。节能坡的设计就是有效地降低地铁牵引耗能，响应“节能”号召的措施之一。
线路纵断面节能坡的概念
节能坡，望文生义，就是指依照物理学办法设计出来的契合列车运转规律的坡道，从而在列车运转过程中尽量减少牵引电能的消耗。节能坡的设计，是运用物理学中动能与势能的转化原理，将列车出站时下坡的势能转化成起步的动能，将进站时上坡的动能转化成势能，从而到达节能目的。
线路纵断面节能坡的设计约束
地铁的运转，是在地铁线路纵断面上停止的，地铁线路纵断面的设计将直接影响列车的运转效果。胜利地设计地铁线路纵断面节能坡，就能使地铁的长期运营本钱降低，同时到达平安、高效地运送旅客的目的。但是，合理纵断面节能坡在设计时必需留意以下几点：
设计时要保证列车运转的平安性。地铁运转时首先需求保证的就是平安，平安是设计工作的重中之重。在设计列车运转线路纵断面时，不能设计出与线路的平面设计不谐和的“有害坡”，以防给地铁的平安运转埋下隐患。
设计时要尽量缩短列车运转的加速时间。普通地铁运用的都是功率较大的电机，这样能够缩短列车到达均匀速度的加速时间，从而到达地铁快速、便利的目的。但是，大功率电机消耗的能量也是宏大的，科学合理的线路纵断面节能坡就能够在减少大功率电机运用的同时有效地缩短加速和制动时间，进步运转速度。
设计时要留意地形条件、地质条件。地铁运转的线路长，所经过的路段通常呈现地形复杂、地质条件多样化的特性，在设计纵断面节能坡的时分，设计师要根据不同地形、地质条件，合理地设计线路的铺设办法、埋深请求以及线路的平面条件。
设计时要留意工程造价。在合理地设计线路纵断面节能坡的时分，不应该只注重运营效果而疏忽了对工程造价的注重。应该在对工程停止了正确的评价后，找到最佳分离点，在理性投资的根底上肯定出最佳的线路纵断面设计计划，即保证工程投资的合理性，又保证工程设计的合理性。
设计时要综合思索，降低运营本钱。节能坡的设计是依据城市规划设计和城市人流对交通的需求状况停止选线后，依照地形、地质等客观状况，并思索到各种地铁行进时的影响要素，应用模仿仿真技术，对各种模仿存在的线路纵断面的耗能指标等停止计算剖析，进而肯定出相对科学的优化计划。地铁的线路工程是一次性工程，是永世性的，其质量直接决议着将来地铁运营的本钱和效果。因而，设计出优秀的线路纵断面节能坡对整个地铁运营系统本钱的降低有重要意义。
节能坡的研讨工具
节能坡的研讨工具主要是仿真模仿软件，仿真模仿软件的主要功用是对列车的运转停止仿真模仿测试。该软件的运转就是将已预定属性的列车在不同的节能坡上停止模仿运转，并比拟运转结果，再经过综合剖析之后肯定最合理的节能坡计划。
应用仿真模仿软件停止线路纵断面优化的优点主要表如今以下几个方面：
在设计阶段就将地铁工程控制于系统工程之下。系统工程是由各专业结合设计组合起来的，从地铁工程设计初期，就要综合思索各项运营目的之间的谐和，尽可能地优化整个工程，以防各专业间的孤立设计形成工程资源糜费。
在仿真模仿软件运转条件下设计出的线路纵断面，能够最大限度地接近实践状况，使基于该线路纵断面节能坡的地铁的真正运转效果能够到达设计规范。
地铁的运营支出中，能量耗费就占领了二到三成，这是一个长期存在的问题。经过仿真模仿软件设计出来的线路纵断面设计能够很好地降低能量耗费，俭省运营支出。
在地铁的运营初期，就经过仿真模仿软件思索了列车运转所需的多种条件，为进步列车运转的平安性做好了充足的准备，与此同时，还简化了司机对列车的手动支配，降低了自动驾驶的控制请求。
对线路纵断面节能坡计划的案例比拟
经过对线路纵断面节能坡的设计剖析，我们得知了节能坡设计在地铁运转中的重要作用，下面我们经过案例比拟剖析，来直观表现线路纵断面节能坡设计的实践意义。下面分两个案例停止比拟，案例一是普通可设计计划，案例二为依照节能坡理念设计的计划。该区间长度1020m，甲、乙两站高程差2m。 计划1 普通可设计计划的线路纵断面参数如下：
注：表中以甲站标高为0计。
经过列车的仿真模仿运转，计划1的运转结果参数如下：
计划2 基于节能坡理念，经过优化的线路纵断面参数如下：
经过列车的仿真模仿运转，计划2的运转结果参数如下：
在经过对计划1、计划2的牵引能耗比拟之后，能够发现，在计划2中，经过节能坡设计的线路纵断面，列车在运转时的牵引能耗无论走向为正向还是反向，均比如案1中较常运用的普通线路纵断面要节能百分之二十以上。以现阶段的电费规范停止预算，按近二十年停止运营支出比拟，计划2相较计划1能够俭省支出近壹仟万元。
地铁线路纵断面节能坡的设计，综合了多范畴的专业技术，在设计时触及到多种要素，因而应该综合谐和各范畴专业技术，停止全方位、多角度的思索，如此才干设计出最佳的节能坡设计计划。经过对线路纵断面普通设计与节能坡设计的比拟能够看出，假如可以在将来的研讨中普遍推行节能坡理念，将节能坡设计放到地铁系统研讨的重要位置，那么就会在降低我国地铁系统运营本钱的同时，俭省能源消耗，响应国度节能政策。
作者：蒯苏
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