地铁新环控系统可行性分析及性能优化

为降低地铁环控系统能耗,根据目前传统屏蔽门系统和安全门系统的优劣性,提出了可控风口的新环控系统．以某新建地铁为例对新系统的舒适性、通风及节能效果进行了分析论证．利用计算流体力学方法对列车进站和出站过程进行了非稳态模拟,分析了列车进站、出站过程产生的活塞风对站台站厅舒适性、通风效果的影响,并根据系统负荷及运行条件进行了节能效果分析．结果表明,新环控系统可兼顾屏蔽门和安全门系统的优点,当按照优化后的开口和控制方案运行地铁新环控系统时,站台内乘客活动区域气流速度小于5m／s,满足舒适性要求,同时可在屏蔽门系统的基础上降低能耗17．3％,节能效果显著．     

迂回风道对安全门地铁环控能耗的影响

为了研究迂回风道对安全门地铁环控能耗的影响,首先建立了地铁车站三维模型,并采用示踪气体的方法,结合计算流体动力学(CFD)技术对迂回风道开启或关闭情况下的气流组织进行模拟,得出开启和关闭迂回风道的掺混系数值分别为19.79%和39.10%,表明开启迂回风道能有效降低站台活塞风的进入;然后根据地铁线路系统特性,建立了通风空调网络模型,运用地铁热湿负荷分析模拟软件(STESS)进行能耗模拟分析,重点探讨了不同季节迂回风道的启闭对地铁环控能耗的影响。结果表明,在采用夏季开启,过渡季、冬季关迂回风道的运营模式后,初期每年节省电量1 284 800kW·h,近期每年节省电量2 106 300kW·h,远期每年节省电量711 400kW·h,该措施对安全门地铁环控能耗的降低作用十分明显。     

地铁通风空调系统节能分析

为减少地铁通风空调系统能耗,合理利用地铁活塞风,在对国内外地铁通风空调系统节能现状分析的基础上,对南京地铁1号线地铁通风空调系统能耗影响因素进行分析,建立了地铁通风空调的物理和数学模型,运用地铁热湿负荷分析模拟软件（STESS）,得出了各种运营模式下地铁通风空调能耗曲线,确定了地铁通风空调系统优化运营模式。近2年的实际运行表明,通风空调系统节能达20%,与理论分析模拟相吻合。     

地铁车站通风空调系统节能运行策略研究

从降低能耗角度出发,分析了地铁车站通风空调系统的构造及能耗水平,重点探讨了其节能运行的几个要点,从活塞风利用、节能运行管理、建立蓄冷(热)空调系统、管路优化设计、余热回收利用等方面,介绍了地铁车站空调系统的优化方案,旨在降低通风空调系统的能耗,推动地铁的良好发展。     

寒冷地区地铁通风空调系统节能研究

以哈尔滨地铁通风系统为例研究寒冷地区的节能措施,对北方寒冷地区地铁环境控制系统的能耗情况及节能潜力进行了分析计算,并根据分析提出了寒冷地区通风空调系统的节能措施,能耗计算结果显示可实现节能25%~40%.结果表明:冬季工况为寒冷地区节能重点,充分回收地铁车站中的余热、根据负荷变化考虑通风方案、设备管理用房分区控制等措施可实现更大程度的节能.     

基于BIM的地铁火灾屏蔽门开启方式研究

利用BIM技术建立三维物理模型,模拟在2.5MW火源功率下的地铁站台中部火灾,探讨三种通风模式下,屏蔽门开启方式对烟气在站台层的蔓延、有毒气体浓度、站台温度的影响.研究结果表明:在自然通风模式下,选择屏蔽门关闭最优;站台主风机开启模式,选择屏蔽门全部关闭或全部打开可以较好地控制站台烟气扩散;在辅助风机模式下,选择屏蔽门单侧开启既可以满足降低站台温度的要求,也可满足CO体积分数和能见度的分布要求.     

变风量空调系统控制优化方法研究

提出了“总风量-阀位控制法”和“最大负荷率-最小风量法”分别优化变风量空调系统送风静压和送风温度,并应用到一座实际建筑的变风量空调系统中.建立了变风量空调风系统模型,利用TRNSYS对大楼典型层风系统进行模拟,用实测数据验证模型正确性,模拟分析了典型日变风量系统优化前后的风机能耗.模拟结果表明,与定静压定送风温度的原控制方法相比,优化控制能节约风机能耗,在部分负荷下效果尤为明显,冬季和过渡季试验日的节能率分别为19.38%和15.58%.对2种控制方法下的全年能耗和室内热舒适性进行了试验对比测试,结果表明,全年的节能率为7.16%,而且室内热舒适性得到显著提高.     

列车运动对地铁站台空气温度分布动态影响的数值分析

对典型既有岛式站台在自然通风条件和上送下回空调方式下单列车进站、停车及出站过程中温度场的分布进行了三维动态数值模拟,通过对模拟结果的对比研究,分析了这种特定空调方式与列车运动所造成的活塞风对站台乘客候车环境舒适性的综合作用.研究表明在自然通风状态下,列车通过站台的过程会引起候车区域空气温度明显上升.而采用上送下回空调系统能够有效抑制活塞风在这一区域造成的温升,并改善候车区域在垂直方向的温度分布.     

地铁通风空调系统的节能方案及应用效果分析

针对成都地铁某车站采用的空气-水系统、复合式屏蔽门系统、冷却塔供冷系统,详细阐述了这三种通风空调系统的原理,计算分析设备运行能耗及节能效果,为地铁通风空调系统设计提供了重要的参考依据。     

基于动网格的地铁活塞效应非稳态气流模拟

活塞效应是影响地铁隧道和站台气流非稳态流动的主要因素,为此采用现场试验和数值模拟的方法对气流进行分析.其中,实验选在装有安全门的运行车站,并记录列车运行时的测点风速.数值研究基于实验车站的全尺寸模型,并利用动网格技术对其模拟.研究结果表明,采用标准k-ε方程的模拟方法结果和实验数据吻合较好,证明其适用于高雷诺数的隧道模拟研究.研究同时发现,活塞风在站台前后两个联接处(迂回风道和活塞竖井)中表现出比较稳定的分流和吸风比率,且无论在开式系统还是闭式系统状态下,进入迂回风道和吹入站台的风量是成特定比例关系的.     

视景仿真的屏蔽门系统在地铁列控系统中的应用

研究了一种基于视景仿真的虚拟测试方法,并将其应用于地铁列车CBTC系统的仿真测试平台中,利用Multigen Creator及Vega软件构建车站、站台屏蔽门及列车的虚拟现实环境,在实验室模拟了地铁站台屏蔽门的工作,解决了CBTC系统开发工作对现场环境依赖过高的问题.     

地铁屏蔽门的机械设计及力学模型

提出了一种地铁屏蔽门的机械设计方案,该机械部件设计成4个模块化结构单元,下部支撑可三维调节、上部支撑可伸缩,阐述主要部件的构造和作用,研究屏蔽门承受的外荷载,提出工况组合及校核内容,采用板单元、梁单元组合假设来简化力学模型,设计方案可满足地铁车站对屏蔽门的特殊要求,力学模型反映了屏蔽门的实际工作状况。     

基于数据挖掘的地铁车站热湿特征抽取

针对城市轨道交通系统车站环控能耗高占比问题,从城轨交通地下站点热湿环境角度探索轨交站点环控运行能效提升策略。本研究通过K-means对地铁公司各车站站内全年日均温湿度数据进行聚类,再对各聚类车站通过时空分布、埋深等物理属性影响进行分析。结果表明：(1)相同线路、相邻车站温湿度变化曲线存在差异较大;(2)温度聚类二类车站表现为冬冷夏热,舒适度最差,11-12月的西南季风造成温度聚类四车站温度较低;(3)利用室内外温湿度差的标准差分析发现,曲线波动与埋深、方位角等物理特征均表现为强相关。因此不同车站因物理特征差异站点环控系统应差异化运行,也应对不同车站分类设定不同环控能耗定额标准,本研究为地铁车站设计、环控设备选型和运行提供依据,并对城轨交通的深绿运行及低碳城市建设有积极意义。     

深圳地铁车站通风与火灾的仿真模拟及现场测试

地铁环境控制通风系统的任务是在正常运行期间为地铁乘客提供舒适的环境,以及在紧急情况下能够迅速疏散乘客并尽可能减少损失．不同城市的气候条件、室外温湿度差异很大,因此选用何种环控方案,应根据客观条件、工程造价、运行效果等方面综合分析．为此,结合深圳地铁一号线的设计情况,建立了地铁车站的物理模型和数学模型,根据设计条件和实验情况确定物理模型的边界条件,分别对地铁车站正常工况和火灾工况进行了模拟分析与现场测试,并将模拟结果与实测结果进行了对比分析,验证了CFD模拟的可行性和正确性．     

北京地铁亦庄线列车节能驾驶研究

降低列车牵引能耗是减少城市轨道交通系统耗能的重要途径之一,单列车的牵引能耗由列车在站间的驾驶策略决定,因此,本文以北京市地铁亦庄线为例,介绍了地铁列车的节能驾驶研究.首先调研并收集了亦庄线线路、运营、车辆、供电、能耗等数据,掌握了亦庄线整体节能背景.然后结合地铁运营的特点,给出了北京地铁亦庄线能耗评估的3个指标.并以蚁群算法为核心,开发了列车驾驶的仿真系统,该仿真系统以收集到的亦庄线实际运行数据为输入,离线优化列车自动运行(Automatic Train Operation,ATO)的推荐速度曲线和控制策略.最终将优化后的ATO控制策略在亦庄线进行夜间实验,结果显示,优化后的列车ATO控制策略可以减少单车运行能耗5.67%.     

数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的应用

以北京地铁火灾为典型对象,对地铁火灾的烟气流动规律与控制以及人员疏散进行了数值模拟分析,并将结果应用于地铁火灾应急预案的编制中.同时,采用虚拟现实技术,对应急预案及演练进行了动态仿真.阐述了数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的重要作用,提出了基于数值模拟和仿真的地铁火灾应急预案性能化设计的新思想,对深化地铁火灾防灾减灾的研究有一定意义,为构建地铁火灾防灾减灾系统提供了必要的技术支持.     

地铁信号系统与屏蔽门系统控制接口浅析

以目前国内地铁对地铁屏蔽门实际功能的要求为基础,介绍了屏蔽门系统的原理及其功能要求,以及屏蔽门开门、关门的控制与监督过程,在此基础上重点分析了信号系统和屏蔽门系统的命令接口和状态接口的工作原理。     

基于能耗分析器的电梯群控仿真平台

电梯群控系统是现代楼宇系统中不可或缺的组成部分,其核心是群控调度算法.调度算法性能的验证与评价需要一个仿真平台来实现.而现有的电梯群控仿真平台并没有考虑各算法的节能性能.本文对电梯能耗进行了分析建模,建立了基于能耗分析器的电梯群控仿真平台,该平台可准确计算各算法的能耗并以表格、曲线等多种形式表示,评价各算法的节能效果,为设计面向节能的调度算法提供支持.