城市轨道交通系统碳排放评估及集成优化控制方法研究

摘要

随着城市轨道交通运营里程及运能的快速增长，其电力供给将大幅增加。由于电力生产同样会以一定的比率产生碳排放，因此城市轨道交通系统碳排放量也会随之增加。碳排放评估方法及节能减排方法已成为城市轨道交通可持续发展的重要研究课题。
　　本论文从全生命周期角度研究了城市轨道交通系统碳排放评估及碳排放减少方法。建立了城市轨道交通系统建设及运营阶段的碳排放评估模型，重点研究了多车再生制动能技术以及列车与车站的集成优化控制策略，评估分析了各节能方法的减排效果。立足于交通与能源关键问题，研究成果对实际城市轨道交通系统设计优化具有指导意义。论文的具体内容如下:
　　首先，论文对比分析了当前主要的国际碳排放评估标准，选择适合城市轨道交通系统的GHG Protocol国际碳排放评估标准评估城市轨道交通系统全生命周期的碳排放;
　　其次，论文通过分析国外轨道交通全生命周期碳排放评估结果，归纳总结得出城市轨道交通系统全生命周期运营阶段碳排放最高，其次是基础设施建设阶段，维护及处理阶段碳排放很少。为论文详细研究运营和阶段碳排放提供了依据;
　　然后，论文建立了城市轨道交通系统建设及运营阶段的碳排放评估模型，并结合城市城市轨道交通实际案例进行了评估。进一步研究了城市轨道交通系统全生命周期碳排放减少方法;
　　接着，论文以设计阶段的节能坡案例为典型，通过对不同节能坡的设计进行碳排放评估，提出节能坡的最优设计策略;
　　再接着，论文对运营阶段碳排放最多的列车牵引碳排放减少方法进行了研究。首先研究了基于极大值原理的单车节能优化策略，通过仿真验证了该方法节能减排的效果。进一步研究了多车再生制动能利用技术，利用本文提出的碳排放评估方法分析了再生制动能技术的节能减排效果;
　　最后，论文对运营阶段碳排放较多的车站碳排放减少方法进行了研究。通过研究列车与车站的集成优化控制来降低车站运营阶段碳排放，并评估分析了该方法的节能减排效果。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容及组织结构

1．4 本章小结

2 城市轨道交通系统碳排放评估标准

2．1 国际碳排放评估标准

2．2 城市轨道交通系统碳排放评估标准研究

2．2．1 城市轨道交通系统碳排放评估标准选择

2．2．2 城市轨道交通系统碳排放评估标准介绍

2．3 本章小结

3 城市轨道交通系统全生命周期碳排放评估研究

3．1 城市轨道交通系统全生命周期碳排放组成

3．2 基础设施建设阶段碳排放评估

3．2．1 基础设施建设阶段碳排放评估模型

3．2．2 基础设施建设阶段碳排放评估案例

3．3 系统运营阶段碳排放评估

3．3．1 运营阶段列车碳排放评估模型

3．3．2 运营阶段车站碳排放评估模型

3．3．3 系统运营阶段碳排放评估案例

3．4 全生命周期碳排放优化方法及案例研究

3．4．1 全生命周期碳排放减少方法

3．4．2 设计阶段节能坡案例分析

3．5 本章小结

4 列车牵引碳排放减少方法研究

4．1 列车牵引碳排放减少方法研究现状

4．2 单车节能运行策略研究

4．2．1 单车节能方法研究现状

4．2．2 模型及优化策略

4．2．3 案例分析

4．3 多车再生制动能利用研究

4．3．1 再生制动能利用研究现状

4．3．2 模型及场景分析

4．3．3 案例分析

4．4 本章小结

5 车站与列车集成优化控制方法研究

5．1 集成优化控制方法介绍

5．1．1 地铁车站子系统碳排放优化方法

5．1．2 车站与列车集成优化控制方法研究

5．2 实例分析

5．3 本章小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历

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