东莞牵引计算能耗比较.docx
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东莞牵引计算能耗比较
1.1牵引计算
(1)在国内现行地铁隧道通用内径5.4m时,列车以不同速度运行时的牵引能耗对比分析。
在现行地铁隧道通用内径5.4m的断面,车辆为标准B型车,中间有通风井,列车以100km/h、110km/h、120km/h速度在区间隧道内运行时,考虑区间的隧道阻力,并进行牵引能耗分析。
表142隧道直径5.4m、速度目标值100km/h下行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞火车站
茶山站
1645
95
62
98
34
茶山站
榴花公园站
3391
157
78
100
67
榴花公园站
东宝路站
4271
188
82
100
77
东宝路站
温南路站
1214
79
56
81
32
温南路站
东城路站
1604
87
66
100
38
东城路站
旗峰公园站
1675
91
66
100
50
旗峰公园站
会展中心站
1196
72
60
99
29
会展中心站
新城中心站
2388
117
74
100
54
新城中心站
南城水濂公园站
2559
122
75
100
62
南城水濂公园站
陈屋站
4600
203
82
100
67
陈屋站
厚街中心站
2664
127
75
100
60
厚街中心站
厚街汽车站
2015
102
71
100
38
厚街汽车站
厚街展览中心站
2559
122
75
100
51
厚街展览中心站
东莞虎门站
5073
217
84
100
96
合计
36854
1779
76
755
表143隧道直径5.4m、速度目标值100km/h上行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞虎门站
厚街展览中心站
5073
219
83
100
55
厚街展览中心站
厚街汽车站
2559
122
75
100
44
厚街汽车站
厚街中心站
2015
102
71
100
46
厚街中心站
陈屋站
2664
127
75
100
53
陈屋站
南城水濂公园站
4600
204
81
100
93
南城水濂公园站
新城中心站
2559
123
75
100
46
新城中心站
会展中心站
2388
116
74
100
56
会展中心站
旗峰公园站
1196
72
60
100
48
旗峰公园站
东城路站
1675
89
67
100
33
东城路站
温南路站
1604
86
67
100
47
温南路站
东宝路站
1214
78
56
82
30
东宝路站
榴花公园站
4271
189
81
100
61
榴花公园站
茶山站
3391
155
79
100
48
茶山站
东莞火车站
1645
92
64
100
50
合计
36854
1774
75
710
表144隧道直径5.4m、速度目标值110km/h下行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞火车站
茶山站
1645
95
62
98
34
茶山站
榴花公园站
3391
154
79
110
72
榴花公园站
东宝路站
4271
178
86
110
90
东宝路站
温南路站
1214
79
56
81
32
温南路站
东城路站
1604
87
66
100
38
东城路站
旗峰公园站
1675
91
66
100
50
旗峰公园站
会展中心站
1196
72
60
99
29
会展中心站
新城中心站
2388
117
74
100
54
新城中心站
南城水濂公园站
2559
122
75
100
62
南城水濂公园站
陈屋站
4600
193
86
110
63
陈屋站
厚街中心站
2664
127
75
100
60
厚街中心站
厚街汽车站
2015
102
71
100
38
厚街汽车站
厚街展览中心站
2559
122
75
100
51
厚街展览中心站
东莞虎门站
5073
205
89
110
100
合计
36854
1744
76
773
表145隧道直径5.4m、速度目标值110km/h上行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞虎门站
厚街展览中心站
5073
203
90
110
65
厚街展览中心站
厚街汽车站
2559
122
75
100
44
厚街汽车站
厚街中心站
2015
102
71
100
46
厚街中心站
陈屋站
2664
127
75
100
53
陈屋站
南城水濂公园站
4600
193
86
110
96
南城水濂公园站
新城中心站
2559
123
75
100
46
新城中心站
会展中心站
2388
116
74
100
56
会展中心站
旗峰公园站
1196
72
60
100
48
旗峰公园站
东城路站
1675
89
67
100
33
东城路站
温南路站
1604
86
67
100
47
温南路站
东宝路站
1214
78
56
82
30
东宝路站
榴花公园站
4271
179
86
110
78
榴花公园站
茶山站
3391
154
79
108
55
茶山站
东莞火车站
1645
92
64
100
50
合计
36854
1736
76
747
表146隧道直径5.4m、速度目标值120km/h下行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞火车站
茶山站
1645
95
62
98
34
茶山站
榴花公园站
3391
154
79
110
72
榴花公园站
东宝路站
4271
176
87
115
94
东宝路站
温南路站
1214
79
56
81
32
温南路站
东城路站
1604
87
66
100
38
东城路站
旗峰公园站
1675
91
66
100
50
旗峰公园站
会展中心站
1196
72
60
99
29
会展中心站
新城中心站
2388
117
74
100
54
新城中心站
南城水濂公园站
2559
122
75
100
62
南城水濂公园站
陈屋站
4600
192
86
115
67
陈屋站
厚街中心站
2664
127
75
100
60
厚街中心站
厚街汽车站
2015
102
71
100
38
厚街汽车站
厚街展览中心站
2559
122
75
100
51
厚街展览中心站
东莞虎门站
5073
198
92
115
110
合计
36854
1734
76
791
表147隧道直径5.4m、速度目标值120km/h上行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞虎门站
厚街展览中心站
5073
197
93
115
77
厚街展览中心站
厚街汽车站
2559
122
75
100
44
厚街汽车站
厚街中心站
2015
102
71
100
46
厚街中心站
陈屋站
2664
127
75
100
53
陈屋站
南城水濂公园站
4600
191
87
115
100
南城水濂公园站
新城中心站
2559
123
75
100
46
新城中心站
会展中心站
2388
116
74
100
56
会展中心站
旗峰公园站
1196
72
60
100
48
旗峰公园站
东城路站
1675
89
67
100
33
东城路站
温南路站
1604
86
67
100
47
温南路站
东宝路站
1214
78
56
82
30
东宝路站
榴花公园站
4271
177
87
115
89
榴花公园站
茶山站
3391
154
79
108
55
茶山站
东莞火车站
1645
92
64
100
50
合计
36854
1726
77
774
(2)最高运行速度为120km/h时,不同隧道阻塞比时的牵引能耗对比分析。
隧道长度为5km,车辆为标准B型车,中间有通风井,列车速度为120km/h,区间隧道内径为5.6m、5.8m、6.0m时,考虑隧道阻力,进行牵引能耗分析。
表148隧道直径5.6m、速度目标值120km/h下行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞火车站
茶山站
1645
95
62
98
34
茶山站
榴花公园站
3391
154
79
110
70
榴花公园站
东宝路站
4271
176
87
115
92
东宝路站
温南路站
1214
79
56
81
32
温南路站
东城路站
1604
87
66
100
38
东城路站
旗峰公园站
1675
91
66
100
50
旗峰公园站
会展中心站
1196
72
60
99
29
会展中心站
新城中心站
2388
117
74
100
54
新城中心站
南城水濂公园站
2559
122
75
100
62
南城水濂公园站
陈屋站
4600
191
87
115
64
陈屋站
厚街中心站
2664
127
75
100
60
厚街中心站
厚街汽车站
2015
102
71
100
38
厚街汽车站
厚街展览中心站
2559
122
75
100
51
厚街展览中心站
东莞虎门站
5073
198
92
115
107
合计
36854
1733
76
781
表149隧道直径5.6m、速度目标值120km/h上行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞虎门站
厚街展览中心站
5073
197
93
115
75
厚街展览中心站
厚街汽车站
2559
122
75
100
44
厚街汽车站
厚街中心站
2015
102
71
100
46
厚街中心站
陈屋站
2664
127
75
100
53
陈屋站
南城水濂公园站
4600
191
87
115
96
南城水濂公园站
新城中心站
2559
123
75
100
46
新城中心站
会展中心站
2388
116
74
100
56
会展中心站
旗峰公园站
1196
72
60
100
48
旗峰公园站
东城路站
1675
89
67
100
33
东城路站
温南路站
1604
86
67
100
47
温南路站
东宝路站
1214
78
56
82
30
东宝路站
榴花公园站
4271
177
87
115
85
榴花公园站
茶山站
3391
153
80
109
54
茶山站
东莞火车站
1645
92
64
100
50
合计
36854
1725
77
763
表1410隧道直径5.8m、速度目标值120km/h下行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞火车站
茶山站
1645
95
62
98
34
茶山站
榴花公园站
3391
154
79
110
69
榴花公园站
东宝路站
4271
176
87
115
90
东宝路站
温南路站
1214
79
56
81
32
温南路站
东城路站
1604
87
66
100
38
东城路站
旗峰公园站
1675
91
66
100
50
旗峰公园站
会展中心站
1196
72
60
99
29
会展中心站
新城中心站
2388
117
74
100
54
新城中心站
南城水濂公园站
2559
122
75
100
62
南城水濂公园站
陈屋站
4600
191
87
115
61
陈屋站
厚街中心站
2664
127
75
100
60
厚街中心站
厚街汽车站
2015
102
71
100
38
厚街汽车站
厚街展览中心站
2559
122
75
100
51
厚街展览中心站
东莞虎门站
5073
198
92
115
105
合计
36854
1733
76
773
表1411隧道直径5.8m、速度目标值120km/h上行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞虎门站
厚街展览中心站
5073
197
93
115
73
厚街展览中心站
厚街汽车站
2559
122
75
100
44
厚街汽车站
厚街中心站
2015
102
71
100
46
厚街中心站
陈屋站
2664
127
75
100
53
陈屋站
南城水濂公园站
4600
191
87
115
92
南城水濂公园站
新城中心站
2559
123
75
100
46
新城中心站
会展中心站
2388
116
74
100
56
会展中心站
旗峰公园站
1196
72
60
100
48
旗峰公园站
东城路站
1675
89
67
100
33
东城路站
温南路站
1604
86
67
100
47
温南路站
东宝路站
1214
78
56
82
30
东宝路站
榴花公园站
4271
176
87
115
83
榴花公园站
茶山站
3391
153
80
109
53
茶山站
东莞火车站
1645
92
64
100
50
合计
36854
1724
77
754
表1412隧道直径6.0m、速度目标值120km/h下行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞火车站
茶山站
1645
95
62
98
34
茶山站
榴花公园站
3391
154
79
110
67
榴花公园站
东宝路站
4271
176
87
115
89
东宝路站
温南路站
1214
79
56
81
32
温南路站
东城路站
1604
87
66
100
38
东城路站
旗峰公园站
1675
91
66
100
50
旗峰公园站
会展中心站
1196
72
60
99
29
会展中心站
新城中心站
2388
117
74
100
54
新城中心站
南城水濂公园站
2559
122
75
100
62
南城水濂公园站
陈屋站
4600
191
87
115
56
陈屋站
厚街中心站
2664
127
75
100
60
厚街中心站
厚街汽车站
2015
102
71
100
38
厚街汽车站
厚街展览中心站
2559
122
75
100
51
厚街展览中心站
东莞虎门站
5073
198
92
115
104
合计
36854
1733
76
764
表1413隧道直径6.0m、速度目标值120km/h上行各区间数据表
起点站
终点站
站间距
m
运行时间
s
平均速度
km/h
最高速度
km/h
牵引运行能耗kW.h
东莞虎门站
厚街展览中心站
5073
197
93
115
72
厚街展览中心站
厚街汽车站
2559
122
75
100
44
厚街汽车站
厚街中心站
2015
102
71
100
46
厚街中心站
陈屋站
2664
127
75
100
53
陈屋站
南城水濂公园站
4600
191
87
115
90
南城水濂公园站
新城中心站
2559
123
75
100
46
新城中心站
会展中心站
2388
116
74
100
56
会展中心站
旗峰公园站
1196
72
60
100
48
旗峰公园站
东城路站
1675
89
67
100
33
东城路站
温南路站
1604
86
67
100
47
温南路站
东宝路站
1214
78
56
82
30
东宝路站
榴花公园站
4271
176
87
115
82
榴花公园站
茶山站
3391
153
80
109
53
茶山站
东莞火车站
1645
92
64
100
50
合计
36854
1724
77
750
1.2牵引能耗的变化
地铁列车牵引能耗主要受机车属性、线路属性、编组信息及其他相关因素的影响。
(1)机车属性包括机车的运行阻力、电机功率和能耗利用效率等因素。
(2)车辆属性包括车辆的自重、基本阻力计算参数和载重等因素。
(3)编组信息主要包括编组辆数和牵引总重等。
(4)运行状态是指列车在运行过程中的起停、牵引运行、制动、惰行等运动状况。
(5)线路属性包括线路坡度、曲线半径、地铁区间隧道阻塞比等因素。
(6)其他相关因素,包括地铁列车运行操作方式。
R2线的最高运行速度目标值提高到120km/h,随着动力配置改变、基本阻力与隧道阻力增加,相应的牵引运行过程也有所改变。
R2线主要在地下区间隧道内运行,基本阻力与隧道阻力的增加对能耗变化的影响很大。
通过牵引计算,可分析速度提高、不同阻塞比时克服阻力能耗的变化情况。
不同速度、不同隧道断面尺寸时,牵引运行能耗如下表1414所示。
表1414不同速度、阻塞比时牵引运行能耗的变化
隧道直径(m)
目标车速(km/h)
牵引运行能耗(kW)
5.4
5.6
5.8
6.0
6.2
80
574
570
564
560
558
90
665
660
654
650
648
100
733
724
713
707
705
110
760
752
744
739
735
120
783
772
764
757
754
牵引运行能耗随着车速的提高而增加,随着断面的扩大而减小。
东莞快速轨道交通R2线受到线路的平、纵断面、站间距等因素的影响,使得最高运行速度目标值提高到120km/h后,牵引运行速度变化的区间隧道较少,速度能达到100km/h以上运行只有4个区间段,分别是:
茶山站至榴花公园站、榴花公园站至东宝路站、南城水濂公园站至陈屋站、厚街展览中心站至东莞虎门站,总长17.34km,所占比例为45.9%。
牵引运行能耗分析得出,根据东莞快速轨道交通R2线的设计线路条件,列车最高速度目标值由100km/h提高到120km/h时,牵引运行能耗相应增加7%;隧道断面直径由5.4m扩大到6.0m,牵引运行能耗降低了4%。
计算结果显示,当隧道断面直径进一步扩大到6.2m,牵引运行能耗基本与断面直径扩大到6.0m相同。
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