论文总字数：25212字

摘 要

城市轨道交通是城市规模达到一定水平后最主要的公共客运交通方式。然而城市轨道交通的建设和运营成本巨大，以客票为主的收入结构也使得其收回成本的周期漫长，甚至根本难以回收成本，需要依赖政府补贴维持运转。

地铁系统的运营成本很大一部分来自电费，本文主要讨论地铁系统节能运行的方式，并设计编制南京地铁机场线节能运行图。论文首先基于列车的技术文档分析了地铁列车的行驶策略和再生制动能量利用对能耗影响，讨论南京地铁机场线不同运行模式下的空车单次与全天运营条件下的能耗情况，并研究了机场线的客流情况，运用聚类分析的思想将机场线客流按时间和流量划分为高峰、次高峰、过渡、平峰等几种状态；然后分析了单列列车节能优化的原则，根据单列列车的节能优化模型，设计了列车单程的节能运行时刻，并根据行车时间与列车载客量的关系计算了各客流状态下需要的列车数，分析了高效利用再生制动能量的运行图设计方法，并编制了南京机场线工作日和假日（周末）的节能运行图；最后对所设计的运行图与现状运行图做了比较，分析了节能运行图的节能效果。

关键字：地铁列车；节能策略；运行图

Abstract

Urban Rail Transit(URT) system is the major way of the public transport in large scale cities. However, it’s grate costs to construct and operate URT system and can hardly be covered by tickets revenue shortly. Usually the URT system is operated by government that pay the costs.

Electricity fee is a large part of the operation cost of URT, energy-saving strategy for URT is discussed in this paper, a timetable that can cut down power consumption of Nanjing Metro Airport Line S1 is designed at the same time. At first the influence of driving strategy and regenerative braking on power consumption of metro train is analyzed based on technical documents of Line S1. Both empty car on single way and loaded car on whole day operation is included. Distribution of passenger is researched in next chapter and divided into many circumstances. According to the study above I design the timetable of single way and the whole line in different condition. During this phase the principle and model of energy-saving optimization is considered, amount of trains that needed in the energy-saving timetable was calculated based on the passenger arrival and carrying capacity of metro trains. In the end of this paper the electricity consumption of new timetable and present timetable is compared to analyze effect of new timetable.

Key words: Metro trains; Energy-saving strategy; Timetable

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外研究概况 2

1.2.1 国内外列车运行图研究概况 2

1.2.2 国内外列车能耗研究概况 2

1.3 论文研究内容及技术路线 3

第二章 南京地铁机场线列车牵引能耗分析 4

2.1 南京地铁机场线概况 4

2.1.1 线路 4

2.1.2 车站 4

2.1.3 车辆 4

2.1.4 行车组织 5

2.1.5 运营成本构成 5

2.2 影响列车牵引能耗的因素 6

2.2.1 列车行驶策略 6

2.2.2 再生制动能量的利用 7

2.3 单列列车空驶牵引能耗分析 7

2.3.1 牵引能耗测算方式 7

2.3.2 能耗测试结果 7

2.4 全天载客牵引能耗分析 9

2.4.1 牵引能耗测试条件 9

2.4.2 牵引能耗测算结果 9

第三章 南京地铁机场线客流分析 11

3.1 地铁客流形成 11

3.2 影响地铁客流的因素 11

3.2.1 社会宏观条件 11

3.2.2 票价 11

3.2.3 线路规划与建设 12

3.2.4 运营管理 12

3.2.5 天气状况与重大事件 12

3.3 地铁客流时间分布特征 12

3.3.1 全天小时客流分布规律 12

3.3.2 一周内全天客流分布规律 16

3.3.3 季节性、短期性客流不均衡 16

3.4 南京地铁机场线客流分析 17

3.4.1 机场线客流时间特征 17

3.4.2 机场线客流特征分类 19

第四章 单次列车节能时刻表设计 20

4.1 列车节能优化原则 20

4.2 单次列车节能优化模型 21

4.3 列车自动控制系统（ATO）的应用 22

4.4 南京地铁机场线列车节能时刻 22

4.5 节能时刻表效果分析 24

第五章 全天节能运行图设计 25

5.1 节能运行图设计思想 25

5.2 列车运行图基本原理 26

5.3 节能运行图的设计 27

5.4 南京机场线列车配置数计算 29

5.5 机场线节能运行图设计 30

5.6 节能运行图节能效果分析 30

第六章 总结与展望 31

6.1 论文总结 31

6.2 后续研究展望 31

致谢 33

参考文献 34

绪论

研究背景与意义

南京地铁机场线的开通，连接了南京南站与禄口机场，通过换乘地铁其他线路可以通达南京市区主要区域，为市民出行与外地来宁人员提供了巨大的便利。截至目前，南京地铁机场线线路全长35.6千米，设车站8座，分别为南京南站站、翠屏山站、河海大学·佛城西路站、吉印大道站、正方中路站、翔宇路北站、翔宇路南站、禄口机场站，其中南京南站可换乘地铁一号线、三号线、宁和线，翔宇路南站可换乘地铁高淳线，线路图如图1所示。线路使用B型地铁列车，六节编组，现状备车15列，最高时速100千米/小时。运营时间为早6:00至晚22:40，首末班车均为两站对开。地铁机场线开通以来，日均客运量在7万人次左右，单日最大客运量出现在2018年1月1日，为12.6万人次。相较于地铁系统运能而言这一运量相对偏低，运能利用不够充分；而地铁与其他城市客运方式相比，一大明显劣势就是能源消耗。地铁系统的能源消耗大致可分为三类，其一是车辆系统的能源消耗，如牵引、空调等；其二是车站的能源消耗，例如照明及通风系统；其三是其他运行辅助设施，例如车辆段、控制中心的能源消耗。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：25212字