节能是永恒的话题,在世界能源日益短缺的情况下,如何提高能量利用率,让有限的能量产生更大的经济效益成了世界范围内普遍关注的话题。特别是我国,近年来,随着能源开发不断加大,现有能源不断减少,再生能源产生缓慢,要想保障经济可持续发展,必须从策略上考虑如何对耗能大的工程项目进行有效节能,让同等能耗可以产生更多的经济效益,提高能源利用率,这样利国利民。朔黄铁路作为国内第二大煤运线,每年煤运量大,能耗多。因此,提出基于朔黄线的节能标准十分必要。本文以朔黄铁路上30t轴重列车为背景,探究适用于该线路上的节能策略。就目前来说,对大运量重载列车节能的研究主要围绕列车节能运行的技术操作层面展开,比如以列车动力系统为研究对象的牵引动力优化研究。而从操控方式角度研究重载列车节能策略,一般是借鉴传统行车经验,以最大加速度启动,以最大减速度降速或停车,增加行车过程中的惰行时间,这在地势较平坦的铁路上确实取得了较好的节能效果。但朔黄线多以大下坡为主,线路条件复杂,起点至终点的垂直高度差近2 km,运行区间内一味增加惰行时间可能会引起列车超速,安全隐患极大。本文建立在国家科技支撑项目-轴重30t以上重载列车关键技术与核心装备研制之任务五-智能操控系统设计的基础上,以节能至少5%为目标。研究内容主要包括对朔黄线路条件进行调研,分析基础线路数据库,根据基础线路数据库中的路况信息建立相应的力学模型;根据线路坡度条件的差异划分区段,建立重载机车在不同坡度区段的产电或耗电模型;从理论角度对列车行驶工况做出数学演算,设计节能算法;仿真软件设计;仿真检验该节能方案是否正确,现场检验该节能方案是否正确。具体如下:首先,对朔黄铁路基础线路数据库进行分析,通过建立力学模型,并结合《牵引计算规程》,经验公式和经验数据,得出造成朔黄线运行复杂的重要原因是坡道附加阻力,列车运行基本阻力,空气制动力的施加,并以坡度的大小为基准对全线进行分段。其次,对不同坡度的区段分别建立相应的产电模型或耗电模型,通过能量守恒定律和动力学方程来建立耗电模型和产电模型,得出不同区段能耗与哪些因素有关,分析并提出合理的操控策略。再次,由于朔黄线平坡上,列车可以有不同中运行工况:加减速,匀速,惰行。需要对比几种运行模式,对不同运行工况下列车如何运行最节能做出理论上的数学推导,进而设计节能算法。然后,软件设计,根据前面的推导,建模,节能算法的数学演算得到与节能相关的因素后,先给出整个智能控制系统的人机界面图。然后就节能部分,列出软件设计总体框图,给出不同区段下节能策略对应的软件流程图,进行具体问题具体分析,确保设计的正确性。最后,在基础线路数据库分析,能耗建模,节能算法设计,软件仿真平台搭建的支撑下,通过sim仿真和现场测试来验证该智能操控系统节能策略的正确性。综合分析影响能耗的因素与理论研究是否相符。若相符,则证明了本文设计思略的正确性,若有偏差,则进一步分析误差原因,进行下一步更正,再通过软件设计并验证。如验证无误,再进行现场测试,巩固理论结果的正确性。