1 引言
在国家作出“2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和”的重大战略决策后，有关部门陆续出台了一系列政策文件，推动电力领域“双碳”目标落地。针对交通领域，国家也明确提出了“加快推进绿低碳发展，交通领域二氧化碳排放尽早达峰”的要求。城市轨道交通作为绿交通工具的重要组成部分，承担着缓解城市拥堵、减少化石能源消耗、改善空气质量状况、推动城市绿转型升级的重任，如何更好地践行绿发展社会责任，在绿低碳发展中起到示范引领作用，是轨道交通发展进程中的重要任务。
随着轨道交通线网的快速建设、运营以及行车密度的不断增大，城市轨道交通耗电量逐年递增，是城市的用电大户。如何在城市轨道交通整体规划、建设以及运营中尽量减少各种设备能耗，在满足客运需要的基础上，选择合理的设备类型，提出系统节能运行模式，将对城市轨道交通节能产生重大意义。轨道交通供电系统为城市轨道交通各类设备设施提供电能，例 如列车牵引、动力照明、通风空调、通信信号系统等均以消耗电能为主。其中列车牵引和通风空调所占能耗比例较高，是电力消耗的主要方面，表一为某城市轨道交通主要电力能耗占比。
表一 某城市轨道交通主要电力能好占比
牵引系统 | 动力照明系统 |
50~60% | 40~50% |
纯牵引 | 辅助系统 | 照明 | 环控 | 电扶梯 | 弱电等 |
30~36% | 20~24% | 10~12.5% | 24~30% | 4~5% | 2~2.5% |
通风与空调 | 轨道通风 | 隧道通风 |
17~21% | 6~7.5% | 1~1.5% |
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同时，地铁能耗随季节变化有明显的趋势，在空调季，空调季由于外界气温高，车辆、车站需要空调冷系统，能耗会明显增加。如图所示为某城市轨道交通各月用能情况分布。
图一 某城市轨道交通各月用能情况分布
3 节能措施
3.1 管理节能
制定相关节能管理规章制度，作为下一步能源管理体系建设基础文件，确保能源管理工作
制度化、规范化，达到最终的节能目的。对运营分公司内部用于节能分析的能耗数据进行分类，对各类能耗数据统计分析原则、职责、周期以及方法等进行了细化规定，进一步规范能源消耗统计分析工作，满足日常运营能源管理的需求，确保运营能源消耗统计数据全面、合理。
建立以线路为单位的独立能耗指标体系，开展分级能耗对标评比，设定节能激励值进行浮动管理，进行节能指标进一步细化，按照车公里能耗指标、车站日均能耗进行逐项分解，将能耗控制指标落实到具体部门。
3.2 节能新技术研究
（1）根据线路客流、规划等特征，选择轻型车型、合适的线路埋设方式，尽可能降低牵引能耗；根据客流特征，合理设置列车编组、行车交路，提高列车满载率，信号系统设置节能运行模式，降低牵引能耗。
（2）加强对负荷对象的研究，减小大马拉小车的现象，并进一步优化控制模式、工艺。如空调大系统冷负荷的合理确定，小系统冷热负荷的合理确定，以减小空调系统的容量配置或改善其控制工艺，降低通风空调能耗。
（3）研究智能能源综合应用体系，优化城轨能源系统设计理论方法，充分利用客流、车辆、信号、环境控制等综合信息，采用云技术、大数据、人工智能、物联网、互联网等技术手段，使数据信息、智能技术与地铁业务实现深度融合，以此建成性能先进的智能能源系统，使城市轨道交通总体节能率大幅提高。
1）能源管理系统
能源管理系统，用于监测、分析地铁各种能源使用情况。按照能耗统计报表要求，对采集到的数据进行统计并自动生成报表，并按照相应的能耗指标来评价其能源利用效率，对能源数据进行挖掘、分析，自动或半自动生成节能控制策略。从而实现全部车站能耗的分类、分项和分户计量、节能管理、生成节能策略及配合现场进行节能控制。
2）智能环控系统
智能环控系统即以人工智能控制理论为指导，以系统集成技术、变频技术为控制手段，以多年的轨道交通领域的实践经验和数据为基础，科学地实现根据空调末端负荷需求提供制冷量，最大限度的减少空调系统能源浪费，从而达到节能的目的。
智能环控系统由车站空调水系统的变流量控制系统、公共区通风空调系统的变风量控制系统、设备管理用房通风空调系统的控制系统三大部分组成。通过风水联动软件模块对车站的环境参数、空调设备运行参数、设备能耗变化及室内负荷等进行实时监视与预测，利用系统模型与控制策略实现环控空调设备的自动调节，从而实现地铁站内负荷匹配控、输配系统水力平衡控制、冷却效率极大化控制，使得环控系统的节能性进一步加强。
3）能耗系统动态模型
通过研究能耗-客流的耦合关系，建立能源系统动态模型，研究线网资源共享的供电方案，优化行车组织和节能运营图的应用技术规范，建立运营综合场景的能耗关联指标体系，实现智能化能源管理。
4）基于BIM技术的环境监测与能耗展示
在基于BIM的综合运管平台对车站的环境参数、空调设备运行参数、设备能耗变化及室内负荷等进行实时监视与预测，利用系统模型与控制策略实现环控空调设备的自动调节，从而充分利用设计余量、关站前余冷及室外冷量来节约冷量供应，平衡站内热量波动，达到空调系统安全、舒适、高效、节能运营的目的。
将设备实时数据传输至综合运管平台上，通过系统计算平台进行收集、整合、分析和处理，建立各个环节的相互规约模型，分析各生产、生活环节能耗的使用情况、对比每天、每周、每月、每年的数据，实现对车站能耗的实时控制和精细化管理，达到规范管理、节能降耗的目的。
4 结论
未来我国大约有229个城市将要发展轨道交通，预计至2025年，我国城市轨道交通累计运营里程将达到14000公里。因此，建设节能、环保、绿的轨道交通，建设节约型的轨道交通，是关系到轨道交通行业可持续发展的关键问题。
一方面，建立专职的节能管理团队，全过程闭环节能管理，建立合理的节能管理规章制度，制定节能管理目标，从而有力的推动节能降耗工作。另一方面，依托云技术、大数据、人工智能、物联网、互联网等技术手段，对能耗及环控系统数据进行数据清洗、数据分类、数据分析、节能审计与分析、可视化展示、智慧节能建议等，实现“能源全面感知、节能数据驱动”的节能目标。
参考文献
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[2] 张海尚. 地下车站通风空调智能控制系统的节能[J]. 城市轨道交通研究，2018，21（9）：45-48.
［3］ 马学鹏． 城市轨道交通能源管理系统研究［J］． 城市轨道交通 研究，2014( 4) : 102．
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