基于節能和面向乘客服務的城市軌道交通車輛選型模型研究

葛躍庭 周云霞

本文以節能需求、服務需求兩方面為出發點，對城市軌道交通車輛的選型模型進行研究。

節能;城市軌道交通車輛;車輛選型

作為城市軌道交通車輛初期規劃設計的重要內容，車輛選型對于車輛的運營成本、運行速度、制動速度等方面有著直接影響。新時期背景下，城市軌道交通車輛的選型在滿足節能設計的同時，還需要在最大程度上滿足乘客的服務需求，為乘客提供舒適的乘車環境，降低乘客候車時間，以此吸引更大的客流量，從而促進城市軌道交通的良性發展。

1.城市軌道交通車輛的使用需求

1.1節能需求

城市軌道行業的發展雖然緩解了城市交通壓力，為人們的日常出行帶來了很大便利，但由于車輛的牽引能耗較高，使得我國緊張的資源狀態更加局促。為此，新時期背景下，關于列車的節能研究已經成為城市軌道交通行業發展的重要方向。影響城市軌道交通車輛牽引能耗的因素有很多，例如季節、電機類型、車輛重量、敷設方式等等。通過文獻查閱能夠發現，現階段國內外關于城市軌道交通車輛牽引能耗的相關研究有很多，但大多都屬于技術層面研究，雖然有一少部分研究是針對客運量、列車自重、滿載率等自身因素，但關于列車選型對于車輛能耗影響的研究卻十分稀少。城市軌道交通車輛的選型與成本支出有著密切聯系，具體體現在三個方面：①購置費用。不同型號的城市軌道交通車輛不僅購置費存在很大差異，并且還對車輛購置計劃有著很大影響。因此，城市軌道交通車輛的選型對總購置費有著很大影響;②電耗成本。不同型號車輛的電耗成本有著很大差異，具體表現在牽引耗電、動力照明耗電、設備耗電等幾個方面;③運營成本。城市軌道交通運行過程中會產生一系列運營成本，其中電力消耗是與車輛選型影響最為直接的因素。除此之外，車輛選型與維修成本也有著密不可分的聯系。

1.2服務需求

服務需求主要基于乘客角度出發，具體內容分為三個方面：①時間需求。城市軌道交通車輛不僅速度快，并且發車時間間隔更短、到站時間更加準時。而車輛的選型與車輛運行速度有著直接關系，速度更快的列車到站時間更快，能夠在很大程度上縮短乘客候車時間;②費用需求。不同城市的城市軌道交通票價也有所不同，現階段，我國城市軌道交通所采用的票價制度有計程票價制、單一票價制、計時票價制以及分區票價制。而票價的制定與車輛運行成本有著直接關系，與車輛選型有著間接關系;③舒適度。對于乘客而言，城市軌道交通車輛的舒適度體現在很多方面，例如溫度、濕度、擁擠程度、噪音大小等。而這一系列條件與車輛選型有著很大關聯，只有保證運行車輛舒適度較高，才能夠產生更大客流量，以此促進城市軌道交通的良性發展。

2.城市軌道交通車輛的選型分析

通過上述分析可以看出，城市軌道交通車輛在選型過程中，應該盡量滿足服務需求、節能需求。因此，在單線運行的情況下，一條線路上可以配置四輛列車，并加上不具有動力的特殊作業列車，進而縮短乘客候車時間，滿足乘客的服務需求。另外，在多線運行的情況下，不同線路之間應該保持密切聯系，從而還能夠實現特殊作業車輛的公用，例如鋼軌打磨車。這樣一來，能夠在一定程度上降低城市軌道交通的運營成本，提高設備利用效率。

（一）牽引系統

內燃機車是城市軌道交通當中的重要列車類型，雖然其不具有承載功能，但在調車、救援、維修施工等方面卻起著至關重要的作用。因此，內燃機車需要具備能夠在最大坡道上牽引、推進一列超載列車的功率。以某B型列車為例，該列車凈重197.6t、超載情況下重量為321.2t，在滿足節能需求、服務需求的條件下。應該保證發動機功率在470kW以上，才能夠滿足在35‰的坡道上實現對B型空載列車的單機推進;且在雙機重聯的情況下能夠實現在35‰坡道上對1列B型超載列車的推進。詳細的牽引噸位計算如表1所示。

其次，車輛選型過程中，應該保證發動機的排量至少為18L，并且具有自動換擋、手動換擋等功能，并且為降低燃油消耗，應該保證換擋操作簡單、便捷。

（二）制動系統

城市軌道交通車輛的制動系統主要可分為兩個子系統，一個是控制制動子系統，另一個是停車制動裝置。其中，制動系統的選擇應該保證兩點，其一，在單機牽引一列空載列車時，應該保證在最大線路坡道上停車時不會產生下滑的情況;其二，在雙機重聯牽引一列超載列車時，應該保證在最大線路坡道上停車不會產生下滑的情況。

另外，機車行駛于平直路線上時，常用制動速度應該不小于1m/s2，緊急制動速度應該不小于1.2m/s2。并且應該保證在制動距離允許范圍內完成停車，機車制動距離情況如表2所示。

結束語：

綜上所述，近年來，隨著我國城市化發展進程的加快，城市交通路網建設逐漸趨于完善，尤其是在城市軌道交通建設方面取得了突飛猛進的發展，在很大程度上緩解了城市交通壓力。作為城市軌道交通規劃的基礎內容，車輛選型應該保證在滿足節能需求的同時，加強車輛舒適度、提高車輛制動速度，進而保證為乘客提供良好的乘車服務。

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