节约资源和保护环境是我国的基本国策,在我国经济社会不断增长的环境下,城市交通出行需求激增,随着客流量的不断攀升,城市轨道交通能源消耗快速增长,能耗支出占运营成本的比重不断增加。本文依托北京城市建设设计发展研究院“城市轨道交通绿色环保节能综合研究及应用示范”项目,以城市轨道交通车站为研究对象,全面调研和总结了地铁机电系统的能耗现状与问题,提出地铁机电系统的分级能效指标体系,通过合适的算法对地铁车站的动力系统的能耗进行数学建模,并以此分析能耗的影响因素,同时对动力系统节能措施涉及到的设备调控策略进行Petri网的建模仿真。本文首先对城市轨道交通的路网特点进行了分析,概括出了其能耗特点并找出了不同子系统的能耗影响因素,结合城市轨道交通的配电设计,用层次分析法建立了三层能耗指标体系框架,并提出了标准站的概念,提出相关计算公式,根据节能前后的能耗,计算出节能比例,衡量节能措施的效果。随后对环控通风系统、动力照明系统和电扶梯系统三大地铁车站动力系统组成部分进行了数学建模与分析。采用一元线性回归法,对环控通风系统的因变量车站热负荷与自变量车站面积建立数学模型,进行回归效果检验。对于动力照明系统,利用光源的照明功率密度对其耗电量进行计算。对电扶梯系统,研究了电梯运行功率和其运行速度与负载率之间的线性关系,利用一元线性回归模型分别对负载率和运行速度进行定量分析,然后建立了二元线性回归模型分析两种因素共同作用时的情况,在显著性校验未满足要求的情况下,又利用模糊神经网络推理法进行能耗预测。最后基于Petri网理论对地铁车站动力系统节能措施的可行性进行建模研究,根据地铁站动力系统的机电设备运行模式建立了 Petri网模型,并在Visual Object Net++平台进行了仿真与结果分析。本章首先对环控通风系统的晨间模式与运营模式进行了分析建模,之后对冷却水系统进行了建模,通过对冷水机组采取的加载与转换控制策略仿真判断其节能措施的可行性;然后又对动力照明系统的工作模式进行了仿真,运行结果均达到预期情况,表示节能措施均可正常进行。