铁路主要能耗监测控制管理现状及发展方向

周新军

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

作为节能管理中的一个重要环节，能耗监测日益得到重视，已成为国内外理论工作者和实际工作关注的一个重点问题。但就目前现状来看，国内外对改进能耗监测的研究和实践仍处于探索阶段，属于比较前沿的领域。综合各行业的分析，从理念层面来看，目前人们对能耗监测的理解总体上还停留在能耗的分项计量和统计层次上;从管理层面来看，实际工作主要以传统的人工监测方式为主;从技术层面来看，主要以计量设备进行监测为主。从未来发展趋势来看，能耗监测的发展方向已日渐清晰，智能监测取代人工监测、网络监测取代设备监测的可能性越来越大，构建一个能耗在线实时监测系统已成为能耗监测未来发展的一个根本方向。这不仅是国家层面强调的，也是目前许多研究机构积极研究，大力推广应用的项目［1］。目前有些地方的试点已取得了比较好的效果，正在积极开展示范推广工作。基于这一背景，本文对铁路主要能耗监测控制管理现状进行深入的分析，并针对存在的问题提出建设性的改进方案，为铁路行业节能工作提供参考。

1 铁路能耗监测的现状

近年来铁路部门通过节能技术改造以及对新建部分大型车站的节能投资，已在一些站场初步建立了比较先进的能耗在线监控系统，部分计量设备得到了及时更新，组织体系和制度管理也在不断完善。但总体上看，铁路部门主要监测状况还不十分理想，存在一些不足，需要进一步加以改进，主要包括以下几个方面:

1．1 能耗监测保障体系

从目前铁路节能监测的组织架构、人员组成和能力素质来看，还不具备对铁路主要能耗进行大范围监测的实力。主要表现在以下几个方面:

(1)能耗监测组织体系还不够健全，目前仍有部分铁路局还没有设立节能监测站，只能由别的机构进行代管，对能耗监测无法实现对口管理，很难承担起全局能耗监测的重任。(2)节能监测技术人员缺乏，现有的节能监测站人员编制比较少，且其大部分人员都从事环境监测，从事节能监测的往往只有1～2人。(3)监测站在创新和发挥主观能动性方面还不够主动，对能源消耗重点单位、高耗能设备使用单位的监督性节能监测不够积极，在利用监测数据进行能源消耗分析、评价报告方面，还不能很好地为领导和管理部门在工作决策中提供详尽的科学依据，为基层单位加强管理提供更好的服务。(4)能耗监测资金不足，由于监测需要耗费成本，因此需要在资金上得到落实，目前有些监测单位在资金供给方面具有一定的难度。

1．2 能耗末端设备配备

由于计量设备数量庞大，使用部门众多，管理部门很难及时全面地了解这些设备的配置现状。调研发现能耗末端设备配备不达标的现象仍然存在，主要表现在以下三个方面:(1)没有严格按照国家要求进行配备。(2)一些主要能耗设备没有配备能耗计量仪器，目前机车计量设备配备不是很理想。(3)末端计量设备工况欠佳，这种情况突出反映在机车和车辆上。电力机车虽然都有电量表，但很多工况欠佳，难以对实际发生的能耗进行准确计量。

1．3 能耗监测信息化水平

目前能耗监测水平尚待进一步提高，主要体现在两个方面:一是监测的技术装备水平需要提高。尽管现有的一些节能监测站具备相应的资质水准和条件，且有一批比较先进的监测设备，但这些设备还不能保证对主要能耗单位进行动态监测，只能做一些有选择性的、临时性的现场人工监测。二是能耗监测的手段比较落后，主要依靠计量表等工具，比较传统陈旧，缺乏现代化的综合监测手段，信息化程度有待提高。目前铁路各用能单位的能耗监测绝大多数都是使用计量设备，人工抄表作业，工作量大，统计数据不够准确和及时，迟报、漏报等现象难以避免。虽然有少部分单位使用了网络监测技术，利用信息化手段采集数据，并进行能耗分析和诊断，及时调整能耗状态，但与整个能耗监测主流手段相比，这些技术只占很小的比例，无法起到主导作用。如果与国内建筑行业相比，铁路行业能耗监测信息化水平相对滞后。但与交通领域的其他方式相比，铁路还是走在前列。

1．4 能耗监测考核评价体系

铁路现有的能耗监测考核评价体系还不健全，表现在以下几个方面:

(1)能耗监测工作缺乏硬性的考核制度。目前节能监测站执行的是例行监测任务，是根据需要有选择性地进行监测，因此，上级主管单位对监测结果没有硬性规定。(2)能耗监测缺乏直接的考核规定。1991年铁道部制定的《节约能源监测管理暂行办法》目前已经废止，需要出台新的管理办法。

1．5 能耗监测职能范围

从铁路节能监测站的职责来看，目前能耗监测范围主要集中在电平衡、热平衡、水平衡、煤炭供应(煤质)监测、谐波监测以及锅炉节能技术改造等方面。与目前能耗管理中所要求的能耗监测范围来比较，局限性比较大。目前的这种检测方式还不能对企业及其内部各供用能单位的节能管理现状、能源计量完善程度和能源统计数据的准确性、可靠性进行有效管理，在企业的综合监测方面还没有发挥应有的作用。而在职能方面，目前能耗监测更多的是一种技术监督手段，而没有很好地承担执法活动的职责。

2 构建铁路主要能耗监测控制体系总体设想

铁路主要能耗监测控制体系主要包括三个大的方面:能耗监测的技术框架、能耗监测的组织管理框架和能耗监测的制度框架。

2．1 技术框架结构

从技术框架结构看，实际上就是要建立一套能耗监控系统。一般而言，该系统是为耗电量、耗水量、耗气量(天然气或者煤气量)、集中供热耗热量、集中制冷耗冷量与其他能源应用量的控制与测量提供解决方案的能耗监控系统。根据铁路行业主要能耗的特点，这一监测控制系统至少包括以下几个部分:末端用能设备系统、分系统的监测、总控监测系统、三级网络系统。从技术路线来看，可以分为:能耗可测→能耗可控;设备测控→网络测控;数据采集点→数据中心→局域网→区域网→总网［2］。按照技术路线循序渐进，终极发展目标是实现能耗在线实时监测。

2．1．1 末端用能设备

铁路末端用能设备主要包括牵引单车能耗监测、动力设备为设备监测单元，照明为分组监测单元、暖通按分系统监测、给排水按泵监测、电梯到座。从技术上看，采用末端用能设备是最简单易行的技术方式。因此，这一方法在未来较长时间内仍会占据主要地位。

2．1．2 分系统的监测

分系统包括变电所、油库、站场等，按用能设备分系统。这样可以按照铁路主要能耗分布结构建立分系统监测，并对数据进行采集和分析。根据现有条件和实际需要，可部分系统实现在线监测功能，可改变目前监测不到位、不及时和不精确的现状。

2．1．3 总控监测及用能分析

由于能耗大，末端设备数量繁多，可考虑以站段为基本单位建立总控监测系统和用能统计分析系统。部分系统实现可控功能。比如，楼宇自动控制系统(BAS)系统等，照明系统可控制性等。再将这些监控系统进行集成，形成以站段为基本单位的总控监测系统，并建立能耗数据库，进行用能分析。

2．1．4 三级网络监测系统

在大部分实现上述条件下，从管理层面上实现网络监测系统，即站段、路局、铁路总公司的能耗监测控制管理系统。从上到下分为三级网络系统，站段建立监测分系统和总控监测系统，路局建立能耗监测子网站(可设在节能监测站)，铁路总公司建立能耗监测总网。为实现网络资源的分享，可利用铁路总公司现有的网络系统，将能耗监测系统与之合并，可节约资金和建网时间。按照网络化的要求，从技术层面上可设立相应的数据管理中心，通过数据管理中心，实时了解下属单位能耗控制状况。能耗监测系统由数据采集子系统、数据中心组成。数据采集子系统由监测单位中的各计量装置、数据采集器和数据采集软件系统组成。由自动计量装置实时采集，通过自动传输方式实时传输至数据中心。数据中心接收并存储其管理区域内监测单位和数据中转站上传的数据，并对其管理区域内的能耗数据进行处理、分析、展示和发布。

2．2 能耗监测的组织管理框架

基于目前铁路能耗监测三级管理体系的现状，适应今后全方位能耗监测的要求，需要在组织架构上不断加以完善，人员素质不断加以提高，岗位职责进一步明晰，管理流程逐渐优化，形成一个完善的能耗监测控制管理的层级组织结构，才能适应对铁路主要能耗进行全方位监测管理的需要。目前和今后一段时期的主要任务:(1)健全组织结构。《铁路“十二五”节能规划》明确要求，各铁路局均设立节能监测单位，其中包括对未设立节能监测站的铁路局建立节能监测站，并购置节能监测设备。站段节能监测点要进一步具体化，包括指定具体管理部门，配置相应的专业人员和工作室。(2)在主要能耗单位设立专职或者兼职的能耗监测管理人员，负责管理能耗数据分析处理和及时传输。(3)在节能监测站建立能耗监测数据管理平台，作为铁路局层面能耗数据传输和管理中心。站段可在中控室作为站段能耗监测数据中心。

2．3 能耗监测控制管理制度框架

在现有相关规定的基础上，制定专门性的能耗监测管理规定。突出以下几个方面的内容:

(1)拓展能耗监测工作的范围，不能仅局限在对能耗计量及对能耗设备的能效是否达标的监测上，而是要重点突出对能耗的动态监控、统计分析、诊断和调控，并有效履行能耗监督执法的职能。(2)能耗监测要适应网络和信息技术的发展要求，从人员素质上加以专业化培训，着重在能耗监测数据分析、能耗诊断、能耗解决方案设计上的能力培训。网络监测技术培训应成为今后监测人员培训的一大主要内容。(3)完善现有的监测流程，从以检测管理为主逐步向以监测管理为主转变，从任务识别转向能耗诊断，通过能耗诊断发现问题，再进行检测，直至提出解决问题的方案。(4)建立能耗监测绩效考核制度，合理设置能耗监测考核指标，并将其纳入单位能耗绩效考核的范畴。考核指标要包括能量化的能耗监测的关键性指标，如能耗的计划指标、财务指标完成情况，监测设备的配置率、检修率、检测率，能耗监测解决方案采纳情况等指标。考核从三个层面进行:一是路局对节能监测站的考核，重点考核能耗数据统计与分析、能耗诊断等内容;二是路局对用能单位的考核，包括计量设备配备率、主要能耗设备计量仪器配备率、计量设备的检修情况、能耗监测信息化建设、能耗管理人员配置、计量设备技改情况等内容;三是节能监测站对路局用能单位的考核，包括计量设备自检率、主要能耗设备检测结果、能耗数据采集与传输、对检测结果所要求的各项建议的落实情况等内容。

3 铁路能耗监测控制管理发展方向

构建铁路主要能耗监测控制管理体系需要满足一定的条件，只有在符合这些条件的前提下，能耗监测控制管理才能形成一个有机的体系，发挥应有的作用。这些条件主要包括:一是能耗末端设备配置合理，并能正常运行;二是保证能源能准确计量，这是实现能耗监测的最基本保证;三是能耗监测要形成一定的局域性监测网络;四是能耗监测组织结构要比较完善。这些条件中比较关键的是一、三、四项。因为只要铁路主要能耗设备按照上述要求配备了计量仪，并能保证其正常运行，就能实现能耗计量。

3．1 完善能耗末端设备配置

能耗末端设备配置状况直接关系到能耗监测的质量，《铁路“十二五”节能规划》明确要求，对各铁路局用能单位的主要能耗设备，配备能耗监测设备。针对铁路行业目前的现状，主要任务有两项:一是要完善能耗末端设备的配置，至少要保证主要能耗设备有仪器可测量;二是更新改造现有的能耗监测设备，淘汰落后设备。

3．1．1 对现有监测设备配置进行优化

针对目前路局管理部门对用能单位计量表具配备状况不完全掌握的现状，组织一次全面调研，摸清底数。在此基础上，研究制定末端设备优化配置方案。可分步实施。第一步，先保证一级表配备齐全，二级表配备要保证主要能耗设备;第二步，随着铁路管理体制改革尤其是核算方式改革的推进，做到分部门配置二级计量表;第三步，适应能耗监测网络化的需要，有序推进三级表的配置。

3．1．2 对能耗监测设备进行“双检”

为保证能耗检测设备正常运行，需要对现有设备进行一次全面检修。由列检人员和设备检修人员在日常工作时进行检修和维护，对无法正常运行的表具进行撤换。检测人员对主要能耗设备进行定期或不定期的检测，以保证计量的准确性。

3．1．3 对现有设备进行更新改造

目前铁路部门有部分能耗计量设备比较陈旧落后，配置时间较长，需要更新淘汰。可考虑对主要能耗设备计量仪器的更新换代，及时使用市场上最先进的计量设备。其使用标准有三条:一是计量精确，二是能采集信息，三是可上传数据。这一环节对今后实施先进的监测手段甚为关键。

3．1．4 新建站房及新型机车车辆设计规划计量设备

为防止既有站房布线不规范带来的计量表难以安装的现象，可在新建站房规划设计时对计量设备的配置进行规划，实现一步到位，确有困难的可预留接口，以便日后做好衔接。同样，对于新型动车，在设计研发阶段将计量设备考虑在内，可改变目前部分动车组无计量设备的状况。可考虑将这一做法作为一项主要内容纳入新建项目的能评工作。

3．2 能耗监测网络建设有序推进

实现能耗监测控制的技术升级核心内容是实现以设备监控为主向以网络监控为主。《铁路“十二五”节能规划》明确提出，对各铁路局用能单位的主要能耗设备，配备能耗监测设备，实现路局对主要能耗设备的遥测、遥控，以及能耗量的实时监控，自动统计、汇总;在中国铁路总公司设立节能监测中心，对全路能耗实现实时监测，网络直报，实现铁路行业能耗监测体系的立体化、数字化和自动化。落实这一规划，其中的一个重要的环节是首先建设不同规模的局域型网络，由点及面，最后形成一个统一的网络。要解决这个问题，从铁路行业的特点来，可先在某些系统形成局域型监控网络，比如，在重点耗能单位和重点耗能设备先实现网络监控。随着时间的推移和局域网的不断增加，形成全路统一的能耗在线监控网络的时机就会更加成熟。

4 结论及建议

改进铁路主要能耗监测控制管理现状，首先，需要明确能耗监测的范围和监测的对象，从理念上进行创新和突破;其次，需要明确能耗监测技术框架的主要内容，是以完善现有的能耗计量设备为主，在此前提下，积极而有序地推进能耗监测信息化建设。无论是传统的能耗监测方式，还是现代化的能耗监测方式，都是以能耗末端设备齐全并正常运转为前提的。因此，现阶段的主要任务是完善能耗监测末端设备配置以及能耗监测的组织管理体系，健全节能组织机构，并根据需要扩大相应的规模。在条件相对成熟、能耗量比较大的单位和耗能设备上进行能耗在线实时监测的试点，有利于积累经验，并形成局域性网络，为最终形成全局性能耗监测网络提供良好的铺垫。铁路目前高度集中的管理体系，相对于其他行业，在推行能耗实时监测网络建设方面具有独特的优势，不涉及跨行业的合作，自成体系，有利于快速成网。

为保证铁路主要能耗监测管理系统更为全面而有效，建议未来发展重点加强以下几个领域的研究和实践:

(1)加强能耗末端计量设备的管理工作。建议对各铁路局能耗计量设备配备和使用情况进行一次全面的摸底，根据调研数据，认真总结铁路行业计量设备的配置情况，并对计量设备配置的原则、标准、各级计量设备配置的界限等内容进行深入研究，形成铁路计量设备管理有关规定。

(2)切实推进合同能源管理的工作。现有的实践证明，推进合同能源管理，既能解决用能单位资金瓶颈问题，又能让用能单位感受到合同能源管理带来的节能效果，是推进能耗监测网络化建设的一条现实途经。

(3)加强能耗诊断方面的研究。能耗诊断是能耗监测的后续工作，能耗监测的结果只有经过及时的“诊断”，才能发现能耗环节存在的问题，对症下药，找到解决超能耗的正确方案。

(4)对建设项目进行能评时，增加主要能耗计量设备规划方案。目前对在建项目能评只涉及线路牵引能耗值的评价，应增加新建车站及新产机车的能评项目，并将耗能设备末端计量仪器的配置情况作为能评的一项主要内容。可有效解决既有车站布线不规范，缺乏前期规划的难题，同时还可以有效改变部分机车在设计制造时缺乏能源计量表配套设计的现状。

［1］ 杨孝鹏．国内外建筑能耗监测平台建设调查与研究［J］．工程与建设，2011(1):83-84．

［2］ 周新军．我国推行能耗实时监测系统的难点及解决思路［J］．节能，2014(8):4-7．