CN115879797B - 城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法 - Google Patents
城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115879797B CN115879797B CN202211509031.0A CN202211509031A CN115879797B CN 115879797 B CN115879797 B CN 115879797B CN 202211509031 A CN202211509031 A CN 202211509031A CN 115879797 B CN115879797 B CN 115879797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- line
- train
- speed
- curve
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明提供城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，包括：利用绘图工具软件打开城市轨道交通线路设计的图纸文件；利用预设的开发程序设置城市轨道交通列车基本参数数据，并提取图纸文件中的线路设计数据；基于线路设计数据，计算并评估时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个低碳优化评估指标，获得评估不合格结果；针对评估不合格结果，调整优化线路设计方案。本发明构建了运行时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个维度的前置、联动、量化、实时评估体系，可以系统化、定量化、实时性、全面性地反映城市轨道交通线路设计方案的合规性和合理性，提供一种对城市轨道交通线路设计方案更加全面、客观判断的手段，高效优化设计成果。
Description
技术领域
本发明属于城市轨道交通技术创新研究领域，具体涉及城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法。
背景技术
城市轨道交通线路设计是轨道交通各项设计工作的基础，决定了轨道交通路由走向、车站位置、运行条件、以及轨道交通环境影响等设计输入条件；传统的线路设计方案受自身上游专业限制，无法从源头形成与后续专业的实时联动、无法及时反映线路设计方案的运行效率、运行能耗、旅客舒适度及线路与周边环境符合关系等关键技术指标。
城市轨道交通线路设计急需创新设计手段，整合上下游设计手段，研发一种城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法。
发明内容
本发明提供了城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，构建了运行时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个维度的前置、联动、量化、实时评估体系，并建立基于二次开发程序与设计人员动态交互的评估系统，可以系统化、定量化、实时性、全面性地反映城市轨道交通线路设计方案的合规性和合理性，提供一种对城市轨道交通线路设计方案更加全面、客观判断的手段，高效优化设计成果。
本发明提供了城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，包括：
S1：利用绘图工具软件打开城市轨道交通线路设计的图纸文件；
S2：利用预设的开发程序设置城市轨道交通列车基本参数数据，并提取图纸文件中的线路设计数据；
S3：基于线路设计数据，计算并评估时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个低碳优化评估指标，获得评估不合格结果；
S4：针对评估不合格结果，调整优化线路设计方案。
进一步地，S2中设置城市轨道交通列车基本参数数据包括：
在开发程序界面输入并保存城市轨道交通列车的牵引力特性曲线、制动力特性曲线、速度计算步长、重量、最高运行速度和基本阻力方程常数数据。
进一步地，S2中线路设计数据包括平面数据和纵断面数据；平面数据包括车站名称、车站中心里程、前后车站站间距、起终点车站站间距、曲线交点编号、平面圆曲线半径、曲线起终点里程、以及缓和曲线长度；纵断面数据包括坡段起终点里程、坡段坡长和坡段坡度。
进一步地，S3包括：
S301：计算时效指标，并评估获得时效指标评估结果；时效指标包括城市轨道交通线路区间旅行速度、全线旅行速度、以及区间和全线的达速比；
S302：计算能耗指标，并评估获得能耗指标评估结果；能耗指标包括城市轨道交通线路区间综合用电量，以及全线综合用电量；
S303：计算环境影响指标，并评估获得环境影响指标评估结果；环境影响指标包括城市轨道交通线路与沿线敏感点的平面环境安全距离，以及沿线敏感点的环境振动预测值；
S304：计算旅客舒适度指标，并评估获得旅客舒适度指标评估结果；旅客舒适度指标包括城市轨道交通列车通过曲线段的未被平衡横向加速度、超高顺坡率以及超高时变率。
进一步地，S301包括：
S3011：利用速度计算步长分段迭代计算每段的初速度、末速度，其中末速度不大于最高运行速度；
S3012：利用牵引力特性曲线、制动力特性曲线，采用线性插值法分段计算牵引力和制动力，分段计算列车运行时的总阻力以及合力；
S3013：分段计算速度计算步长内列车的牵引运行时间、制动运行时间、牵引运行里程和制动运行里程；计算总牵引运行时间、总制动运行时间、总牵引运行里程和总制动运行里程，若总牵引运行里程和总制动运行里程累加结果小于区间长度，则计算总匀速运行里程和总匀速运行时间；
S3014：计算区间运行时间、区间旅行时间以及全线旅行时间；
S3015：计算区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间和全线的达速比；
S3016：根据设定标准，评估区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间达速比和全线达速比；若区间旅行速度或全线旅行速度小于35km/h(对应最高运行速度80km/h)，则评估不达标；若区间达速比或全线达速比小于45％，则评估不达标。
进一步地，S302包括：
S3021：在开发程序界面中输入列车重量、每天发送列车数、列单位能耗，计算获得列车全线运行的年牵引用电量；
S3022：在开发程序界面中输入动力照明功率、动力照明负荷日利用小时数，计算获得列车全线运行的年动力照明用电量；
S3023：对年牵引用电量及年动力照明用电量求和，得到列车全线综合用电量；
S3024：在开发程序界面中输入日客运周转量，根据列车全线综合用电量，计算综合用电量指标；
S3025：将综合用电量指标与设定评定指标中综合用电量指标的规定值进行比较，获得轨道交通线路列车的综合用电量指标的评定等级。
进一步地，S3023中包括具体计算年牵引用电量及年动力照明用电量。
进一步地，S303包括：
S3031：在开发程序界面输入参考列车运行的振动源强值、预测敏感点位置里程；
S3032：计算预测敏感点振动修正值；预测敏感点振动修正值为以下值的和：列车速度修正值、轴重和簧下质量修正值、轮轨条件修正值、隧道结构修正值、距离衰减修正值、建筑物类型修正值和行车密度修正值；
S3033：计算预测敏感点的环境振动预测值，并判断环境振动预测值是否大于预设的环境振级标准值，若大于，则计算环境振动预测值与环境振级标准值的差值，获得环境振动超标值；
S3034：将环境振级标准值作为环境振动预测值输入，反算出预测敏感点的平面环境安全距离；根据预测敏感点的环境振动超标值，参照预设的轨道减振措施等级划分及适用条件，判断需要采取的减振措施等级。
进一步地，S304包括：
S3041：根据线路设计数据中的曲线起终点里程，结合列车运行曲线，获得线路曲线段运行速度最大值和线路曲线段运行速度最小值；
S3042：根据线路设计数据中的平面圆曲线半径、曲线段运行速度最大值和曲线段运行速度最小值，计算线路曲线超高值、线路曲线过超高值、线路曲线欠超高值；
S3043：计算列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度，根据预设规范对未被平衡横向加速度进行评估，若未被平衡横向加速度小于或等于0.4米/秒2，则评估结果为合规，若未被平衡横向加速度大于0.4米/秒2，则评估结果为不合规；
S3044：计算列车通过曲线路段的超高顺坡率，根据预设规范对超高顺坡率进行评估，若超高顺坡率小于或等于2.5‰，评估结果为合规，若超高顺坡率大于2.5‰，评估结果为不合规；
S3045：计算列车通过曲线路段的超高时变率，根据预设规范对超高时变率进行评估，若超高时变率小于或等于40毫米/秒，评估结果为合规，若超高时变率大于40毫米/秒，评估结果为不合规。
进一步地，S4包括：
S401：针对城市轨道交通线路区间旅行速度或全线旅行速度不达标、或达速比不达标，采取优化调整轨道交通线路平面数据或纵断面数据等措施；
S402：针对轨道交通线路的综合用电量指标的评定等级低于预设等级标准，采取减小列单位能耗、或降低动力照明功率等措施；
S403：针对预测敏感点的平面环境安全距离超出预设平面环境安全距离阈值，或减振措施等级高于预设的减振措施等级阈值，采取优化线路布局走向、或调整线路纵断面数据等措施；
S404：针对列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度、或超高顺坡率、或超高时变率，评估结果为不合规，采取优化线路平面圆曲线半径、增加缓和曲线长度等措施。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法步骤示意图；
图2为本发明的计算并评估时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个低碳优化评估指标的方法步骤示意图；
图3为本发明的计算评估能耗指标的方法步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，如图1所示，包括：
S1：利用AutoCAD绘图工具软件打开城市轨道交通线路设计的图纸文件；
S2：利用预设的开发程序设置城市轨道交通列车基本参数数据，并提取图纸文件中的线路设计数据；
S3：基于线路设计数据，计算并评估时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个低碳优化评估指标，获得评估不合格结果；
S4：针对评估不合格结果，调整优化线路设计方案。
上述技术方案的工作原理为：
S1：利用AutoCAD绘图工具软件打开城市轨道交通线路设计的图纸文件；
S2：利用预设的开发程序设置城市轨道交通列车基本参数数据，并提取图纸文件中的线路设计数据；
S3：基于线路设计数据，计算并评估时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个低碳优化评估指标，获得评估不合格结果；
S4：针对评估不合格结果，调整优化线路设计方案。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，本发明构建了运行时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个维度的前置、联动、量化、实时评估体系，可以系统化、定量化、实时性、全面性地反映城市轨道交通线路设计方案的合规性和合理性。
在一个实施例中，S2中设置城市轨道交通列车基本参数数据包括：在AutoCAD中打开城市轨道交通线路设计图纸，输入netload命令，加载二次开发程序，输入JS命令在系统弹出的程序界面输入车辆基本参数数据并保存，点击程序提取图纸中的线路设计数据；
在开发程序界面输入并保存城市轨道交通列车的牵引力特性曲线、制动力特性曲线、速度计算步长ΔV＝0.5km/h、重量M＝318.12t、最高运行速度V＝80km/h、基本阻力方程常数数据为a＝2.7551、b＝0.014、c＝0.00075。
其中列车牵引力特性曲线、制动力特性曲线见表1、表2；
| 速度V(km/h) | 牵引力F(kN) |
| 0 | 345.19 |
| 10 | 345.19 |
| 20 | 345.19 |
| 30 | 345.19 |
| 40 | 345.19 |
| 46 | 300.00 |
| 50 | 252.00 |
| 60 | 178.00 |
| 70 | 129.00 |
| 80 | 100.00 |
| 90 | 78.00 |
| 100 | 64.00 |
表1列车牵引力曲线
| 速度V(km/h) | 制动力B(kN) |
| 0 | 0 |
| 5 | 342.2 |
| 10 | 342.2 |
| 20 | 342.2 |
| 30 | 342.2 |
| 40 | 342.2 |
| 49 | 342.2 |
| 50 | 328 |
| 60 | 225 |
| 70 | 168 |
| 80 | 128 |
| 90 | 100 |
| 100 | 82 |
表2列车制动力曲线
上述技术方案的工作原理为：S2中设置城市轨道交通列车基本参数数据包括：在开发程序界面输入并保存城市轨道交通列车的牵引力特性曲线、制动力特性曲线、速度计算步长、重量、最高运行速度和基本阻力方程常数数据。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过设置城市轨道交通列车基本参数，为后续的计算提供基础和支持。
在一个实施例中，点击提取AutoCAD中线路设计方案的数据，其中包括平面数据和纵断面数据；平面数据包括车站名称、车站中心里程、前后车站站间距、起终点车站站间距、曲线交点编号、平面圆曲线半径、曲线起终点里程、以及缓和曲线长度；纵断面数据包括坡段起终点里程、坡段起终点坡长和坡段坡度。
上述技术方案的工作原理为：线路设计数据包括平面数据和纵断面数据；平面数据包括车站名称、车站中心里程、前后车站站间距、起终点车站站间距、曲线交点编号、平面圆曲线半径、曲线起终点里程、以及缓和曲线长度；纵断面数据包括坡段起终点里程、坡段坡长和坡段坡度。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过获取线路设计数据，为后续的计算提供基础和支持。
在一个实施例中，S3包括：
S301：计算时效指标，并评估获得时效指标评估结果；时效指标包括城市轨道交通线路区间旅行速度、全线旅行速度、以及区间和全线的达速比；
S302：计算能耗指标，并评估获得能耗指标评估结果；能耗指标包括城市轨道交通线路区间综合用电量，以及全线综合用电量；
S303：计算环境影响指标，并评估获得环境影响指标评估结果；环境影响指标包括城市轨道交通线路与沿线敏感点的平面环境安全距离，以及沿线敏感点的环境振动预测值；
S304：计算旅客舒适度指标，并评估获得旅客舒适度指标评估结果；旅客舒适度指标包括城市轨道交通列车通过曲线段的未被平衡横向加速度、超高顺坡率以及超高时变率。
上述技术方案的工作原理为：计算时效指标，并评估获得时效指标评估结果；时效指标包括城市轨道交通线路区间旅行速度、全线旅行速度、以及区间和全线的达速比；计算能耗指标，并评估获得能耗指标评估结果；能耗指标包括城市轨道交通线路区间综合用电量，以及全线综合用电量；计算环境影响指标，并评估获得环境影响指标评估结果；环境影响指标包括城市轨道交通线路与沿线敏感点的平面环境安全距离，以及沿线敏感点的环境振动预测值；计算旅客舒适度指标，并评估获得旅客舒适度指标评估结果；旅客舒适度指标包括城市轨道交通列车通过曲线段的未被平衡横向加速度、超高顺坡率以及超高时变率。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过对时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个维度的评估指标进行计算和评估，可构建前置、联动、量化、实时评估体系。
在一个实施例中，S301包括：点击程序计算，时效评估指标中各区间及全线的旅行速度、各区间及全线的达速比的计算结果和评估结果即在AutoCAD软件中以文字形式写出；
S3011：利用速度计算步长分段迭代计算每段的初速度、末速度，其中末速度不大于最高运行速度；
S3012：利用牵引力特性曲线、制动力特性曲线，采用线性插值法分段计算牵引力和制动力，分段计算列车运行时的总阻力以及合力；
S3013：分段计算速度计算步长内列车的牵引运行时间、制动运行时间、牵引运行里程和制动运行里程；计算总牵引运行时间、总制动运行时间、牵引总运行里程和制动总运行里程，若总牵引运行里程和总制动运行里程累加结果小于区间长度，则计算总匀速运行里程和总匀速运行时间；
牵引运行里程计算公式如下:
上式中，Sq为牵引运行里程，单位为米；F为列车运行时的牵引力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
制动运行里程计算公式如下:
上式中，Sz为制动运行里程，单位为米；B为列车运行时的制动力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
匀速运行里程计算公式如下：Sy＝Squ-Sq-Sz；上式中，Sy为匀速运行里程，Squ为区间长度，由线路设计数据获得，单位为米；Sq为牵引运行里程，Sz为制动运行里程；
列车运行时间区分为在牵引工况、匀速工况和制动工况下，分别计算牵引运行时间、匀速运行时间和制动运行时间；牵引运行时间计算公式如下：
上式中，tq为牵引运行时间，单位为秒；F为列车运行时的牵引力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
匀速运行时间计算公式如下：
上式中，ty为列车匀速运行时间，单位为秒；Sy1为匀速工况下，列车运行的总长度，单位为米；Vy1为匀速工况下，列车运行的速度，单位为千米/小时；
制动运行时间计算公式如下：
上式中，tz为制动运行时间，单位为秒；F为列车运行时的牵引力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
S3014：计算区间运行时间、区间旅行时间以及全线旅行时间；
区间运行时间为总牵引运行时间、总制动运行时间和总匀速运行时间之和，计算公式如下：
tqu＝tzq+tzy+tzz；
上式中，tqu为区间运行时间，tzq为总牵引运行时间，tzy为总匀速运行时间，tzz为总制动运行时间；
区间旅行时间为区间运行时间和停站时间之和，包括区间运行时间和停站时间，全线旅行时间为全线各区间旅行时间之和，区间旅行时间计算公式为：
Tqqz＝tiq+tiz；
上式中，Tqqz为第i个区间旅行时间，tiq为第i个区间运行时间，单位为秒；tiz为第i个停站时间，单位为秒；n为车站个数；Tz为全线旅行时间，单位为秒；
S3015：计算区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间和全线的达速比；区间旅行速度为区间长度与区间的运行时间比值，全线旅行速度为全线长度与全线运行时间比值；达速比为旅行速度与最大运行速度的比值；
区间旅行速度计算公式为：Viql＝Squ*3.6/(tiq+tiz)；
上式中，Viql为第i个区间旅行速度，单位为米/秒；Squ为区间长度，即相邻车站站间距，tiq为第i个区间运行时间，单位为秒；tiz为第i个停站时间，单位为秒；单位为米，Tqqz为区间旅行时间，单位为秒；
全线旅行速度计算公式为：Vqul＝Sqx×3.6/Tzq；
上式中，Vqul为全线旅行速度，单位为千米/小时；Sqx为全线线路长度，即起终点车站站间距，单位为米，Tzq为全线旅行时间，单位为秒；
达速比计算公式如下：
式中，DSi为第i个区间的区间达速比，Viql为区间旅行速度；Vimax为区间最大运行速度，单位为千米/小时；DSqu为全线达速比；Vqul为全线旅行速度，单位为千米/小时；Vqumax为全线最大运行速度，单位为千米/小时；
S3016：根据《城市轨道交通工程项目建设标准》，评估区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间达速比和全线达速比；若区间旅行速度或全线旅行速度小于35km/h(对应最高运行速度80km/h)，则评估不达标；若区间达速比或全线达速比小于45％，则评估不达标。
上述技术方案的工作原理为：利用速度计算步长分段迭代计算每段的初速度、末速度，其中末速度不大于最高运行速度；利用牵引力特性曲线、制动力特性曲线，采用线性插值法分段计算牵引力和制动力，分段计算列车运行时的总阻力以及合力；牵引力计算公式为：
上式中，F为牵引力，v2、v1为根据牵引力特性曲线的包含列车当下的运行速度区间的前后特征点位速度取值，单位为千米/小时；F1、F2为牵引力特性曲线中对应v1、v2的牵引力取值，单位为千牛；
制动力计算公式为：
上式中：B为制动力，v2、v1为根据制动力特性曲线的包含列车当下的运行速度区间的前后特征点位速度取值，单位为千米/小时；B1、B为制动力特性曲线中对应v1、v2的制动力取值，单位为千牛；
总阻力计算公式为：W＝(a+bV+cV2+i+A/R)*M*g/1000；
上式中，W为列车当下位置运行时的总阻力，单位为千牛；a,b,c为列车基本阻力方程常数；M为列车重量，单位为吨；V为列车当下运行速度，单位为千米/小时；i为列车运行时所处位置的坡度值；A为经验取值常数，取600；R为列车运行时所处位置的平面圆曲线半径，单位为米。
城市轨道交通列车运行的合力区分为牵引工况、匀速工况、制动工况下，进行计算；列车牵引工况的合力为牵引力减去总阻力，计算公式为：C＝F-W；
上式中，C为列车牵引工况的合力，F为牵引力，W为总阻力；列车匀速工况合力C为0，此时牵引力等于总阻力；列车制动工况时合力为制动力加上总阻力，计算公式为：C＝B+W；上式中，C为列车制动工况时的合力，B为制动力，W为总阻力；
分段计算速度计算步长内列车的牵引运行时间、制动运行时间、牵引运行里程和制动运行里程；计算总牵引运行时间、总制动运行时间、总牵引运行里程和总制动运行里程，若总牵引运行里程和总制动运行里程累加结果小于区间长度，则计算总匀速运行里程和总匀速运行时间；牵引运行里程计算公式如下:
上式中，Sq为牵引运行里程，单位为米；F为列车运行时的牵引力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
制动运行里程计算公式如下:
上式中，Sz为制动运行里程，单位为米；B为列车运行时的制动力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
匀速运行里程计算公式如下：Sy＝Squ-Sq-Sz；上式中，Sy为匀速运行里程，Squ为区间长度，由线路设计数据获得，单位为米；Sq为牵引运行里程，Sz为制动运行里程；
列车运行时间区分为在牵引工况、匀速工况和制动工况下，分别计算牵引运行时间、匀速运行时间和制动运行时间；牵引运行时间计算公式如下：
上式中，tq为牵引运行时间，单位为秒；F为列车运行时的牵引力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
匀速运行时间计算公式如下：
上式中，ty为列车匀速运行时间，单位为秒；Sy1为匀速工况下，列车运行的总长度，单位为米；Vy1为匀速工况下，列车运行的速度，单位为千米/小时；
制动运行时间计算公式如下：
上式中，tz为制动运行时间，单位为秒；F为列车运行时的牵引力，单位为千牛；W为列车运行时的总阻力，单位为千牛；M为列车重量，单位为吨；g为重力加速度常数，取9.8米/秒2；Vi、Vi+1分别为一速度步长内初速度、末速度，Vi+1＝Vi+ΔV，单位都为千米/小时；V1＝0，n＝Vmax/ΔV，其中，Vmax为区间运行最大速度，单位为千米/小时，ΔV为输入的计算步长，单位为千米/小时；
计算区间运行时间、区间旅行时间以及全线旅行时间；区间运行时间为总牵引运行时间、总制动运行时间和总匀速运行时间之和，计算公式如下：tqu＝tzq+tzy+tzz；上式中，tqu为区间运行时间，tzq为总牵引运行时间，tzy为总匀速运行时间，tzz为总制动运行时间；
区间旅行时间为区间运行时间和停站时间之和，包括区间运行时间和停站时间，全线旅行时间为全线各区间旅行时间之和，区间旅行时间计算公式为：Tqqz＝tiq+tiz；
上式中，Tqqz为第i个区间旅行时间，tiq为第i个区间运行时间，单位为秒；tiz为第i个停站时间，单位为秒；n为车站个数；Tz为全线旅行时间，单位为秒；
计算区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间和全线的达速比；区间旅行速度为区间长度与区间的运行时间比值，全线旅行速度为全线长度与全线运行时间比值；达速比为旅行速度与最大运行速度的比值；
区间旅行速度计算公式为：Viql＝Squ*3.6/(tiq+tiz)；
上式中，Viql为第i个区间旅行速度，单位为米/秒；Squ为区间长度，即相邻车站站间距，tiq为第i个区间运行时间，单位为秒；tiz为第i个停站时间，单位为秒；单位为米，Tqqz为区间旅行时间，单位为秒；
全线旅行速度计算公式为：Vqul＝Sqx×3.6/Tzq；上式中，Vqul为全线旅行速度，单位为千米/小时；Sqx为全线线路长度，即起终点车站站间距，单位为米，Tzq为全线旅行时间，单位为秒；
达速比计算公式如下：
上式中，DSi为第i个区间的区间达速比，Viql为区间旅行速度；Vimax为区间最大运行速度，单位为千米/小时；DSqu为全线达速比；Vqul为全线旅行速度，单位为千米/小时；Vqumax为全线最大运行速度，单位为千米/小时；
根据《城市轨道交通工程项目建设标准》，评估区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间达速比和全线达速比；若区间旅行速度或全线旅行速度小于35km/h(对应最高运行速度80km/h)，则评估不达标；若区间达速比或全线达速比小于45％，则评估不达标。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过计算和评估区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间达速比和全线达速比，获得评估不达标结果。
在一个实施例中，S302包括：
S3021：在开发程序界面中输入列车重量、每天发送列车数D＝246列、列单位能耗ΔA＝0.065kWh/t·km，计算获得列车全线运行的年牵引用电量；
S3022：在开发程序界面中输入动力照明功率为23967kw、动力照明负荷日利用小时数为12h，计算获得列车全线运行的年动力照明用电量；
S3023：对年牵引用电量及年动力照明用电量求和，得到列车全线综合用电量，列车全线综合用电量计算公式如下：E＝Edz+Eqy；
上式中，Eqy为年牵引用电量；Edz为年动力照明用电量；E为列车全线综合用电量；
S3024：在开发程序界面中输入日客运周转量为6.362mpkm，根据列车全线综合用电量，计算综合用电量指标；综合用电量指标计算公式如下：
上式中，K为综合用电量指标，单位为兆瓦时每百万人千米；E为列车全线综合用电量，单位为兆瓦时；Q1为日客运周转量，单位为百万人千米；Yt为一年天数；
S3025：将综合用电量指标与《城市轨道交通用电综合评定指标》中综合用电量指标的规定值进行比较，获得轨道交通线路列车的综合用电量指标的评定等级。
上述技术方案的工作原理为：在开发程序界面中输入列车重量、每天发送列车数、列单位能耗，计算获得列车全线运行的年牵引用电量；在开发程序界面中输入动力照明功率、动力照明负荷日利用小时数，计算获得列车全线运行的年动力照明用电量；对年牵引用电量及年动力照明用电量求和，得到列车全线综合用电量，列车全线综合用电量计算公式如下：E＝Edz+Eqy；
上式中，Eqy为年牵引用电量；Edz为年动力照明用电量；E为列车全线综合用电量；在开发程序界面中输入日客运周转量，根据列车全线综合用电量，计算综合用电量指标；综合用电量指标计算公式如下：
上式中，K为综合用电量指标，单位为兆瓦时每百万人千米；E为列车全线综合用电量，单位为兆瓦时；Q1为日客运周转量，单位为百万人千米；Yt为一年天数；
将综合用电量指标与《城市轨道交通用电综合评定指标》(GB/T 35554—2017)中综合用电量指标的规定值进行比较，获得轨道交通线路列车的综合用电量指标的评定等级；
评定等级表如表3所示：
| 评定等级 | A | B | C | D | E |
| 严寒及寒冷地区 | ≤41 | >41～63 | >63～87 | >87～128 | >128 |
| 夏热冬冷地区 | ≤43 | >43～66 | >66～91 | >91～135 | >135 |
| 夏热冬暖地区 | ≤46 | >46～70 | >70～97 | >97～145 | >145 |
表3综合用电量指标(MWh/mpkm)
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过计算和评估综合用电量指标，获得轨道交通线路列车的综合用电量指标的评定等级。
在一个实施例中，S3023中年牵引用电量及年动力照明用电量的计算方法包括：年牵引用电量计算公式为：Eqy＝2*ΔA*M*D*S*Yt/107；
上式中，Eqy为年牵引用电量；ΔA为列单位能耗；M为单列列车总重；D为每天发送列车数；S为全线长度，Yt为一年天数；
年动力照明用电量计算公式如下：Edz＝Pdl*tdl*Yt/10000；
上式中，Edz为年动力照明用电量；Pdl为动力照明功率；tdl为动力照明负荷日利用小时数；Yt为一年天数。
上述技术方案的工作原理为：S3023中年牵引用电量及年动力照明用电量的计算方法包括：年牵引用电量计算公式为：Eqy＝2*ΔA*M*D*S*Yt/107；
上式中，Eqy为年牵引用电量；ΔA为列单位能耗；M为单列列车总重；D为每天发送列车数；S为区间长度或全线长度，Yt为一年天数；年动力照明用电量计算公式如下：Edz＝Pdl*tdl*Yt/10000；
上式中，Edz为年动力照明用电量；Pdl为动力照明功率；tdl为动力照明负荷日利用小时数；Yt为一年天数。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过计算年牵引用电量及年动力照明用电量，为综合用电量计算提供基础。
在一个实施例中，S303包括：
S3031：在开发程序界面输入参考列车运行的振动源强值为81.7dB、振动源强参考速度为70km/h，隧道结构选择为单线隧道；然后对需要进行预测的敏感点分别逐个输入敏感点的名称为某社区、里程为K10+760以及环境计算参数，其中包括敏感点与线路中心线相对距离：水平距离为24米，垂直距离为8米，土体类型为中硬土，建筑物类型为I类，平均行车密度最大值为15对/时，线间距为12米，振级标准值选择为交通干线两侧；
S3032：点击程序命令计算预测敏感点振动修正值；预测敏感点振动修正值包括：列车速度修正值、轴重和簧下质量修正值、轮轨条件修正值、隧道结构修正值、距离衰减修正值、建筑物类型修正值和行车密度修正值；预测敏感点振动修正值的计算公式为：CVB＝CV+CW+CR+CT+CD+CB+CTD；
上式中，CV为列车速度修正值，单位为幅值；CW为轴重和簧下质量修正值，单位为幅值；CR为轮轨条件修正值，单位为幅值；CT为隧道结构修正值，单位为幅值；CD为距离衰减修正值，单位为幅值；CB为建筑物类型修正值，单位为幅值；CTD为行车密度修正值，单位为幅值；
S3033：计算预测敏感点的环境振动预测值，并判断环境振动预测值是否大于预设的环境振级标准值，若大于，则计算环境振动预测值与环境振级标准值的差值，获得环境振动超标值；
环境振动预测值计算公式如下：VLZmax＝VLZ0max+CVB；上式中，VLZmax为预测点处的环境振动预测值，单位为幅值；VLZ0max为参考列车运行的振动源强，单位为幅值；CVB为振动修正值，单位为幅值；
环境振动超标值计算公式如下：VLcb＝VLZmax-VLbz；上式中，VLcb为环境振动超标值；VLZmax为环境振动预测值；VLbz为环境振级标准值；
上述各修正值的参数计算方法为：
城市轨道交通振动源强VLZ0max取值原则：根据某城市轨道交通A型列车参考速度70km/h，测点位于高于轨面1.25m的隧道壁的振动值。速度修正值的计算方法如公式：
上式中，CV为速度修正值，单位为幅值；V0为振动源强的参考速度，单位为千米/小时；V为列车通过预测点的运行速度，单位为千米/小时，本实施例预测点列车运行速度按列车运行曲线计算；
轴重和簧下质量修正的取值方法为：当车辆轴重和簧下质量与源强车辆给出的轴重和簧下质量不同时，其轴重和簧下质量修正Cw计算方法具体如公式：
上式中：Cw为轴重和簧下质量修正值，w0为源强车辆的参考轴重，单位为吨；w为预测车辆的轴重，单位为吨；wu0为源强车辆的参考簧下质量，单位为吨；wu为预测车辆的簧下质量，单位为吨；
轮轨条件修正量CR的取值原则：若为无缝线路，线路平面圆曲线半径＞2000米，则取CR＝0；若线路平面圆曲线半径≤2000m，CR由以下振动修正公式计算：CR＝16×V/R；上式中，V为通过预测点的当前运行速度，单位为千米/小时；R为预测点所在位置的平面圆曲线半径，单位为米；
隧道结构振动修正值根据表4进行取值，单位为幅值；
表4不同隧道结构振动修正值
距离修正值计算分为以下两种情况：线路中心线正上方至两侧7.5m范围内，计算公式为：CD＝-8lg[β(H-1.25)]；上式中，H表示预测点地面至轨顶面的垂直距离；β表示土层的调整系数；线路中心线正上方两侧大于7.5m范围内，计算公式为：CD＝-8lg[β(H-1.25)]+a×lgr+br+c；上式中，H表示预测点地面至轨顶面的垂直距离；β表示土层的调整系数；r表示预测点至线路中心线的水平距离；上述式中的β、a、b、c值参考表5选取：
表5β、a、b、c的参考值建筑物类型修正值参照表6选取计算：
表6不同建筑物类型的振动修正量
行车密度修正值计算方法：行车密度越大，在同一断面会车的概率越高，因此宜考虑两线行车的振动叠加，对应的振动修正值如表7所示：
表7行车密度的振动修正值
S3034：将环境振级标准值作为环境振动预测值输入，反算出预测敏感点的平面环境安全距离；根据预测敏感点的环境振动超标值，参照预设的轨道减振措施等级划分及适用条件，判断需要采取的减振措施等级。
上述技术方案的工作原理为：在开发程序界面输入参考列车运行的振动源强值、预测敏感点里程位置；计算预测敏感点振动修正值；预测敏感点振动修正值包括：列车速度修正值、轴重和簧下质量修正值、轮轨条件修正值、隧道结构修正值、距离衰减修正值、建筑物类型修正值和行车密度修正值；预测敏感点振动修正值的计算公式为：CVB＝CV+CW+CR+CT+CD+CB+CTD；
上式中，CV为列车速度修正值，单位为幅值；CW为轴重和簧下质量修正值，单位为幅值；CR为轮轨条件修正值，单位为幅值；CT为隧道结构修正值，单位为幅值；CD为距离衰减修正值，单位为幅值；CB为建筑物类型修正值，单位为幅值；CTD为行车密度修正值，单位为幅值；
计算预测敏感点的环境振动预测值，并判断环境振动预测值是否大于预设的环境振级标准值，若大于，则计算环境振动预测值与环境振级标准值的差值，获得环境振动超标值；环境振动预测值计算公式如下：VLZmax＝VLZ0max+CVB
上式中，VLZmax为预测点处的环境振动预测值，单位为幅值；VLZ0max为参考列车运行的振动源强，单位为幅值；CVB为振动修正值，单位为幅值；
环境振动超标值计算公式如下：VLcb＝VLZmax-VLbz；上式中，VLcb为环境振动超标值；VLZmax为环境振动预测值；VLbz为环境振级标准值；
根据敏感点适用地带，与城市各类区域振级标准值进行对比取值，城市各类区域振级标准值如表8所示；
| 适用地带范围 | 昼间(dB) | 夜间(dB) |
| 特殊住宅区 | 65 | 65 |
| 居民、文教区 | 70 | 67 |
| 混合区、商业中心区 | 75 | 72 |
| 工业集中区 | 75 | 72 |
| 交通干线道路两侧 | 75 | 72 |
| 铁路干线两侧 | 80 | 80 |
表8城市各类区域振级标准值
将环境振级标准值作为环境振动预测值输入，反算出预测敏感点的平面环境安全距离；根据预测敏感点的环境振动超标值，参照预设的轨道减振措施等级划分及适用条件，判断需要采取的减振措施等级；减振措施等级划分及减振效果如表9所示：
表9轨道减振措施等级划分及适用条件
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过计算预测敏感点的平面环境安全距离和预测敏感点的环境振动超标值，获得需要采取的减振措施等级。
在一个实施例中，S304包括：
S3041：根据线路设计数据中的曲线起终点里程，结合列车运行曲线，获得线路曲线段运行速度最大值和线路曲线段运行速度最小值；
S3042：根据线路设计数据中的平面圆曲线半径、曲线段运行速度最大值和曲线段运行速度最小值，计算线路曲线超高值、线路曲线过超高值、线路曲线欠超高值；线路曲线超高值计算公式如下：
上式中，h为线路曲线超高值，单位为毫米；Vmax为曲线段列车运行速度最大值、Vmin为曲线段列车运行速度最小值，单位为千米/小时；R为平面圆曲线半径，单位为米；若h值大于等于120毫米，将h值设置为120毫米；若h值小于120毫米，将h值设置为5的倍数、并且最接近h值的数值；
线路曲线过超高值的计算公式如下：
上式中，hg为线路曲线过超高值，单位为毫米；h为线路曲线超高值，单位为毫米；R为平面圆曲线半径，单位为米；Vmin为曲线段列车运行速度最小值，单位为千米/小时；线路曲线欠超高值计算公式如下：
上式中，hq为线路曲线欠超高值，单位为毫米；h为线路曲线超高值，单位为毫米；R为平面圆曲线半径，单位为米；Vmax为曲线段列车运行速度最大值，单位为千米/小时；
S3043：计算列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度，根据《地铁设计规范》对未被平衡横向加速度进行评估，若未被平衡横向加速度小于或等于0.4米/秒2，则评估结果为合规，若未被平衡横向加速度大于0.4米/秒2，则评估结果为不合规；未被平衡横向加速度计算公式如下，
上式中，a为未被平衡的横向加速度，单位为米/秒2；hq为线路曲线欠超高值，hg为线路曲线过超高值；
S3044：计算列车通过曲线段的超高顺坡率，根据《地铁设计规范》对超高顺坡率进行评估，若超高顺坡率小于或等于2.5‰，评估结果为合规，若超高顺坡率大于2.5‰，评估结果为不合规；超高顺坡率计算公式为：
上式中，i为超高顺坡率；h为线路曲线超高值，单位为毫米；l为缓和曲线长度，单位为米；
S3045：计算列车通过曲线段的超高时变率，根据《地铁设计规范》对超高时变率进行评估，若超高时变率小于或等于40毫米/秒，评估结果为合规，若超高时变率大于40毫米/秒，评估结果为不合规；超高时变率计算公式为：
上式中，f为超高时变率，单位为毫米/秒；h为线路曲线超高值，单位为毫米；Vmax为曲线段列车运行速度最大值，单位为千米/小时；l为缓和曲线长度，单位为米。
上述技术方案的工作原理为：根据线路设计数据中的曲线起终点里程，结合列车运行曲线，获得线路曲线段运行速度最大值和线路曲线段运行速度最小值；根据线路设计数据中的平面圆曲线半径、曲线段运行速度最大值和曲线段运行速度最小值，计算线路曲线超高值、线路曲线过超高值、线路曲线欠超高值；线路曲线超高值计算公式如下：
上式中，h为线路曲线超高值，单位为毫米；Vmax为曲线段列车运行速度最大值、Vmin为曲线段列车运行速度最小值，单位为千米/小时；R为平面圆曲线半径，单位为米；若h值大于等于120毫米，将h值设置为120毫米；若h值小于120毫米，将h值设置为5的倍数、并且最接近h值的数值；
线路曲线过超高值的计算公式如下：
上式中，hg为线路曲线过超高值，单位为毫米；h为线路曲线超高值，单位为毫米；R为平面圆曲线半径，单位为米；Vmin为曲线段列车运行速度最小值，单位为千米/小时；线路曲线欠超高值计算公式如下：
上式中，hq为线路曲线欠超高值，单位为毫米；h为线路曲线超高值，单位为毫米；R为平面圆曲线半径，单位为米；Vmax为曲线段列车运行速度最大值，单位为千米/小时；
计算列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度，根据《地铁设计规范》对未被平衡横向加速度进行评估，若未被平衡横向加速度小于或等于0.4米/秒2，则评估结果为合规，若未被平衡横向加速度大于0.4米/秒2，则评估结果为不合规；未被平衡横向加速度计算公式为：
上式中，a为未被平衡的横向加速度，单位为米/秒2；hq为线路曲线欠超高值，hg为线路曲线过超高值；
计算列车通过曲线路段的超高顺坡率，根据《地铁设计规范》对超高顺坡率进行评估，若超高顺坡率小于或等于2.5‰，评估结果为合规，若超高顺坡率大于2.5‰，评估结果为不合规；超高顺坡率计算公式为：
上式中，i为超高顺坡率；h为线路曲线超高值，单位为毫米；l为缓和曲线长度，单位为米；
计算列车通过曲线段的超高时变率，根据《地铁设计规范》对超高时变率进行评估，若超高时变率小于或等于40毫米/秒，评估结果为合规，若超高时变率大于40毫米/秒，评估结果为不合规；超高时变率计算公式为：
上式中，f为超高时变率，单位为毫米/秒；h为线路曲线超高值，单位为毫米；Vmax为曲线段列车运行速度最大值，单位为千米/小时；l为缓和曲线长度，单位为米。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过计算列车通过曲线段的未被平衡横向加速度、超高时变率和超高顺坡率，获得旅客舒适度评估不达标结果。
在一个实施例中，S4包括：
S401：针对城市轨道交通线路区间旅行速度或全线旅行速度不达标、或达速比不达标，采取优化调整轨道交通线路平面数据或纵断面数据等措施；
S402：针对轨道交通线路的综合用电量指标的评定等级低于预设等级标准，采取减小列单位能耗、或降低动力照明功率等措施；
S403：针对预测敏感点的平面环境安全距离超出预设平面环境安全距离阈值，或减振措施等级高于预设的减振措施等级阈值，采取优化线路布局走向、或调整线路纵断面数据等措施；
S404：针对列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度、或超高顺坡率、或超高时变率，评估结果为不合规，采取优化线路平面圆曲线半径、增加缓和曲线长度等措施。
上述技术方案的工作原理为：针对城市轨道交通线路区间旅行速度或全线旅行速度不达标、或达速比不达标，采取优化调整轨道交通线路平面数据和纵断面数据等措施；针对轨道交通线路的综合用电量指标的评定等级低于预设等级标准，采取减小列单位能耗、或降低动力照明功率等措施；针对预测敏感点的平面环境安全距离超出预设平面环境安全距离阈值，或减振措施等级高于预设的减振措施等级阈值，采取优化线路布局走向、或调整线路纵断面数据等措施；针对列车通过曲线段的未被平衡横向加速度、或超高顺坡率、或超高时变率，评估结果为不合规，采取优化线路平面圆曲线半径、增加缓和曲线长度等措施。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过针对不达标结果的调整优化，有助于城市轨道交通线路设计方案。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，其特征在于，包括：
S1：利用绘图工具软件打开城市轨道交通线路设计的图纸文件；
S2：利用预设的开发程序设置城市轨道交通列车基本参数数据，并提取图纸文件中的线路设计数据；
S3：基于线路设计数据，计算并评估时效、能耗、环境影响和旅客舒适度四个低碳优化评估指标，获得评估不合格结果；
S4：针对评估不合格结果，调整优化线路设计方案；
S3包括：
S301：计算时效指标，并评估获得时效指标评估结果；时效指标包括城市轨道交通线路区间旅行速度、全线旅行速度、以及区间和全线的达速比；
S302：计算能耗指标，并评估获得能耗指标评估结果；能耗指标包括城市轨道交通线路区间综合用电量，以及全线综合用电量；
S303：计算环境影响指标，并评估获得环境影响指标评估结果；环境影响指标包括城市轨道交通线路与沿线敏感点的平面环境安全距离，以及沿线敏感点的环境振动预测值；
S304：计算旅客舒适度指标，并评估获得旅客舒适度指标评估结果；旅客舒适度指标包括城市轨道交通列车通过曲线段的未被平衡横向加速度、超高顺坡率以及超高时变率；
S301包括：
S3011：利用速度计算步长分段迭代计算每段的初速度、末速度，其中末速度不大于最高运行速度；
S3012：利用牵引力特性曲线、制动力特性曲线，采用线性插值法分段计算牵引力和制动力，分段计算列车运行时的总阻力以及合力；
S3013：分段计算速度计算步长内列车的牵引运行时间、制动运行时间、牵引运行里程和制动运行里程；计算总牵引运行时间、总制动运行时间、总牵引运行里程和总制动运行里程，若总牵引运行里程和总制动运行里程累加结果小于区间长度，则计算总匀速运行里程和总匀速运行时间；
S3014：计算区间运行时间、区间旅行时间以及全线旅行时间；
S3015：计算区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间和全线的达速比；
S3016：根据设定标准，评估区间旅行速度、全线旅行速度，以及区间达速比和全线达速比；若区间旅行速度或全线旅行速度小于35km/h，则评估不达标；若区间达速比或全线达速比小于45％，则评估不达标；
S302包括：
S3021：在开发程序界面中输入列车重量、每天发送列车数、列单位能耗，计算获得列车全线运行的年牵引用电量；
S3022：在开发程序界面中输入动力照明功率、动力照明负荷日利用小时数，计算获得列车全线运行的年动力照明用电量；
S3023：对年牵引用电量及年动力照明用电量求和，得到列车全线综合用电量；
S3024：在开发程序界面中输入日客运周转量，根据列车全线综合用电量，计算综合用电量指标；
S3025：将综合用电量指标与设定评定指标中综合用电量指标的规定值进行比较，获得轨道交通线路列车的综合用电量指标的评定等级；
S3023中包括具体计算年牵引用电量及年动力照明用电量；
S303包括：
S3031：在开发程序界面输入参考列车运行的振动源强值、预测敏感点位置里程；
S3032：计算预测敏感点振动修正值；预测敏感点振动修正值为以下值的和：列车速度修正值、轴重和簧下质量修正值、轮轨条件修正值、隧道结构修正值、距离衰减修正值、建筑物类型修正值和行车密度修正值；
S3033：计算预测敏感点的环境振动预测值，并判断环境振动预测值是否大于预设的环境振级标准值，若大于，则计算环境振动预测值与环境振级标准值的差值，获得环境振动超标值；
S3034：将环境振级标准值作为环境振动预测值输入，反算出预测敏感点的平面环境安全距离；根据预测敏感点的环境振动超标值，参照预设的轨道减振措施等级划分及适用条件，判断需要采取的减振措施等级；
S304包括：
S3041：根据线路设计数据中的曲线起终点里程，结合列车运行曲线，获得线路曲线段运行速度最大值和线路曲线段运行速度最小值；
S3042：根据线路设计数据中的平面圆曲线半径、曲线段运行速度最大值和曲线段运行速度最小值，计算线路曲线超高值、线路曲线过超高值、线路曲线欠超高值；
S3043：计算列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度，根据预设规范对未被平衡横向加速度进行评估，若未被平衡横向加速度小于或等于0.4米/秒²，则评估结果为合规，若未被平衡横向加速度大于0.4米/秒²，则评估结果为不合规；
S3044：计算列车通过曲线路段的超高顺坡率，根据预设规范对超高顺坡率进行评估，若超高顺坡率小于或等于2.5‰，评估结果为合规，若超高顺坡率大于2.5‰，评估结果为不合规；
S3045：计算列车通过曲线路段的超高时变率，根据预设规范对超高时变率进行评估，若超高时变率小于或等于40毫米/秒，评估结果为合规，若超高时变率大于40毫米/秒，评估结果为不合规。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，其特征在于，S2中设置城市轨道交通列车基本参数数据包括：
在开发程序界面输入并保存城市轨道交通列车的牵引力特性曲线、制动力特性曲线、速度计算步长、重量、最高运行速度和基本阻力方程常数数据。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，其特征在于，S2中线路设计数据包括平面数据和纵断面数据；平面数据包括车站名称、车站中心里程、前后车站站间距、起终点车站站间距、曲线交点编号、平面圆曲线半径、曲线起终点里程、以及缓和曲线长度；纵断面数据包括坡段起终点里程、坡段坡长和坡段坡度。
4.根据权利要求1所述的城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法，其特征在于，S4包括：
S401：针对城市轨道交通线路区间旅行速度或全线旅行速度不达标、或达速比不达标，采取优化调整轨道交通线路平面数据或纵断面数据措施；
S402：针对轨道交通线路的综合用电量指标的评定等级低于预设等级标准，采取减小列单位能耗、或降低动力照明功率措施；
S403：针对预测敏感点的平面环境安全距离超出预设平面环境安全距离阈值，或减振措施等级高于预设的减振措施等级阈值，采取优化线路布局走向、或调整线路纵断面数据措施；
S404：针对列车通过曲线路段的未被平衡横向加速度、或超高顺坡率、或超高时变率，评估结果为不合规，采取优化线路平面圆曲线半径、增加缓和曲线长度措施。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211509031.0A CN115879797B (zh) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211509031.0A CN115879797B (zh) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115879797A CN115879797A (zh) | 2023-03-31 |
| CN115879797B true CN115879797B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=85764536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211509031.0A Active CN115879797B (zh) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | 城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115879797B (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110509959A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-29 | 重庆交通大学 | 城市轨道交通列车线路定时运行的节能优化方法 |
| CN111311017A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-19 | 广西大学 | 城市轨道交通列车运营时刻表和速度运行曲线优化方法 |
| CN111982273A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-11-24 | 北京交通大学 | 一种轨道交通车站站台的噪声监测方法 |
| CN112633598A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-09 | 南京理工大学 | 城市轨道交通列车速度曲线与时刻表综合节能优化方法 |
| CN113822461A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-12-21 | 深圳技术大学 | 一种轨道交通跨线运营优化方法、系统、设备及存储介质 |
| CN114048509A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-15 | 北京城建设计发展集团股份有限公司 | 一种轨道交通综合监测方法、装置及电子设备 |
| EP3995383A1 (en) * | 2020-11-10 | 2022-05-11 | Traffic Control Technology Co., Ltd. | Method and device for optimizing target operation speed curve in ato of train |
| CN114491821A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-13 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种悬挂式单轨线路平纵断面线形参数优化方法 |
| CN114580145A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-06-03 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 市域城际铁路环境振动预测评估方法及系统 |
| CN114676997A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-28 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种城市轨道交通能耗优化方法及系统 |
| US11390306B1 (en) * | 2021-08-11 | 2022-07-19 | East China Jiaotong University | Method and system for multi-objective optimization of urban train operation |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9081651B2 (en) * | 2013-03-13 | 2015-07-14 | Ford Global Technologies, Llc | Route navigation with optimal speed profile |
| US20210354566A1 (en) * | 2021-06-21 | 2021-11-18 | Jacob Ben-Ari | Scalable Tractive-Power System For Electric Railway-Vehicles Integrated into All-Wheel Electric Steering and Electric Braking Systems, Deriving 90% To 99% Traction and Dynamic Efficiency |
-
2022
- 2022-11-29 CN CN202211509031.0A patent/CN115879797B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110509959A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-29 | 重庆交通大学 | 城市轨道交通列车线路定时运行的节能优化方法 |
| CN111311017A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-19 | 广西大学 | 城市轨道交通列车运营时刻表和速度运行曲线优化方法 |
| CN111982273A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-11-24 | 北京交通大学 | 一种轨道交通车站站台的噪声监测方法 |
| EP3995383A1 (en) * | 2020-11-10 | 2022-05-11 | Traffic Control Technology Co., Ltd. | Method and device for optimizing target operation speed curve in ato of train |
| CN112633598A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-09 | 南京理工大学 | 城市轨道交通列车速度曲线与时刻表综合节能优化方法 |
| CN113822461A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-12-21 | 深圳技术大学 | 一种轨道交通跨线运营优化方法、系统、设备及存储介质 |
| US11390306B1 (en) * | 2021-08-11 | 2022-07-19 | East China Jiaotong University | Method and system for multi-objective optimization of urban train operation |
| CN114048509A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-15 | 北京城建设计发展集团股份有限公司 | 一种轨道交通综合监测方法、装置及电子设备 |
| CN114580145A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-06-03 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 市域城际铁路环境振动预测评估方法及系统 |
| CN114491821A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-13 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种悬挂式单轨线路平纵断面线形参数优化方法 |
| CN114676997A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-28 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种城市轨道交通能耗优化方法及系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| An integrated optimization model of metro energy consumption based on regenerative energy and passenger transfer;Deqiang He;Applied Energy;第264卷;1-15 * |
| Study on the performance improvement of urban rail transit system;Deng Pan;Energy;第161卷;1154-1171 * |
| 北京地铁亦庄线列车节能驾驶研究;唐涛;北京交通大学学报;第40卷(第04期);19-24 * |
| 城市轨道交通PPP项目绩效评价指标体系研究;史富文;工程建设标准化;第2020年卷(第06期);76-82 * |
| 城市轨道交通运行评价指标体系;万传风;魏庆朝;;中国安全科学学报(第05期);79-83 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115879797A (zh) | 2023-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111260221B (zh) | 一种面向城市全局基于动态模型的交通设施承载力评估方法 | |
| Campos et al. | Some stylized facts about high-speed rail: A review of HSR experiences around the world | |
| Janic et al. | Estimating potential reductions in externalities from rail–road substitution in Trans-European freight transport corridors | |
| Guerrieri | Catenary-free tramway systems: functional and cost–benefit analysis for a metropolitan area | |
| Lowson | New approach to effective and sustainable urban transport | |
| CN102542795A (zh) | 一种路网承载能力的计算方法 | |
| Nordenholz et al. | Analysing the modal shift to rail potential within the long-distance passenger travel market in Germany | |
| Macioszek | The passenger car equivalent factors for heavy vehicles on turbo roundabouts | |
| Džambas et al. | Traffic noise analysis in railway station zones | |
| CN115879797B (zh) | 城市轨道交通线路设计低碳优化综合评估方法 | |
| Hasegawa et al. | The impact of different maximum speeds on journey times, energy use, headway times and the number of trains required for phase one of Britain’s high speed two line | |
| Wang et al. | Energy consumption and carbon footprint of high-speed rail projects: Using CAHSR and FHSR as examples | |
| Choi et al. | Calculating the Environmental Benefits of Trams | |
| Roxas Jr et al. | Estimating the environmental effects of the car shifting behavior along EDSA | |
| Yi et al. | Internet+ | |
| YILDIZHAN et al. | Monorail system feasibility study for developing countries: The case study of Eskişehir-Turkey | |
| CN109670732A (zh) | 不同速度目标值的快慢车模式的系统能力计算方法 | |
| Naegeli et al. | High-Quality Public Transport and Promotion of Nonmotorized Transport—Compromise or Complement? An Analytical Approach for Assessing Conflicts | |
| Kong et al. | Research on low carbon level evaluation of urban transportation system based on grey comprehensive evaluation | |
| Zheyi et al. | The comparative study on elasticity of traffic congestion delay cost in beijing, shanghai and guangzhou | |
| Watson | External costs affecting sustainability of transport systems | |
| Noor et al. | Modeling for operating expenses and time consumption of high-speed railway (HSR) | |
| Singh et al. | Critical Analysis and Feasibility of PRT for Gurgaon City | |
| Lin | Technical and Economic Characteristics of High-Speed Railway | |
| Frost et al. | Comparison of noise impacts from urban transport |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |