城市轨道交通“绿智融合”的发展新趋势

于 鑫

(中国铁道科学研究院集团有限公司城市轨道交通中心主任)

2020年3月12日,中国城市轨道交通协会发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》;2021年12月9日,国务院印发了《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》;2022年8月18日,中国城市轨道交通协会发布了《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》。国务院、中国城市轨道交通协会先后发布的文件表明,“绿智融合”是新时代中国城市轨道交通发展的新趋势。

《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》提出了“智慧城轨”建设蓝图以及“智慧城轨”的八大体系,其中智能运维是切合当下行业迫切需求且已经形成技术创新应用的发展亮点之一。以基础设施智能运维为例,未来发展趋势是通过智能感知体系的建设及智慧平台的应用,打造覆盖“感知—分析—评价—决策”全流程的智能运维体系,形成包含综合检测车、搭载式检测设备、电驱检测平台、便携式检测设备和智能运维平台等在内的“检测装备+载具+平台”的谱系化智能运维体系。其中感知端的核心设备是新一代智能化综合检测列车,该列车可兼容不同限界条件及多种供电制式,可应用于互联互通的运营线网,实现等运营速度、等轴重下的轮轨、弓网、隧道、通信、信号等全断面、一体化检巡,实现多专业的综合分析和系统病害的精确定位与评估;智能运维平台涵盖基础数据管理、检测分析管理和运维综合管理三个中心,具有线网级、多专业基础设施数据资产管理、检测数据智能化分析、数据多维度可视化展示、基础设施状态评价与预警告警、运维作业流程闭环管理等功能。

《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》指出:全面推进绿色低碳转型,推广低碳设施设备,鼓励在交通枢纽场站,以及公路、铁路等沿线合理布局光伏发电及储能设施。城市轨道交通在规划、设计、建设以及运营等各环节均有较大的节能空间。

绿色化主要涵盖“开源”和“节流”两个方面。“开源”方面主要是指新能源应用。根据城市轨道交通用地与用能特点,可以充分应用分布式光伏发电技术,利用车辆段、停车场、车站及其附属建筑的屋顶等可用场地发展光伏发电,并将电能优先用于满足城市轨道交通建筑自身的用电需求,以及将光伏发电接入牵引网。另外,地源/空气源热泵、氢能源等新能源也具有较好发展潜力。“节流”方面主要是指低碳节能技术应用。目前中压能馈装置、飞轮储能装置、双向变流技术、新型电力储能装置等技术和装置都已获得应用。在未来的新线建设和运营中,建设阶段可采用BIM(建筑信息模型)、装配式建造等技术以及高强低耗建筑材料;采购装备时可优先选用集成多种低碳技术的绿色简统化车辆;设计供电系统时,可将车站建筑设计为“光伏+储能/蓄电池+直流配电+智能充电桩”的柔性用电建筑;构建运维体系时,应包括能源管理控制平台, 建立系统能耗管理机制。

“绿智融合”是城市轨道交通发展的新趋势,应统筹谋划,重视顶层设计,坚持自主创新,攻克智慧化、绿色化的关键核心技术,并加强上下游产业协同,进一步推进“智慧城轨”技术与“绿色城轨”技术的深度融合,以智慧赋能城市轨道交通绿色低碳发展目标,最终实现城市轨道交通行业的高质量发展。