Matlab城轨列车节能坡的设计和研究(2)
轨道交通的节能方式分为以下几类线路的设计、列车的设计、供电系统的设计、列车的运行图设计…..等方面的设计在地铁的设计中一旦线路已经完全的建立好其纵断面的修改的可能性几乎是微乎其微，其改造的成本也相当之惊人。因此在线路纵断面的研究和设计的工作是相当的重要的环节，他是节省牵引电能、延长车辆的使用寿命，减少车辆的文修的费用的重中之重的部分。[2]
节能坡段简称为节能坡，他是通过改变列车的受力方向，优化列车的运行操纵，从而减少列车在运行过程中的能耗，和刹车所消耗的电能。节能坡的设计思路合理的设计区间的长度和坡度使车辆在进站的时候把车辆的动能转化为列车的重力势能，列车出站的时候相反使列车的重力势能转换为列车的动能尽可能的减少列车的牵引能耗，这样列车就能够获得较高的加速度，让他的出站的速度更加接近与目标速度。
随着我国科技的发展，列车技术急速发展，并取得了突破性的进展。我国列车的制动系统逐步开始采用微机控制的自动式空气制动，制动力随列车的载重能自动调整，充分利用再生制动，循环利用。车辆的制动控制单元根据制动等级指令，实际荷重情况，计算出相应的目标制动力，从而产生再生制动与空气制动复合的联合制动，达到制动力按载重自动调整的基本恒减速的制动控制的目的。并且在牵引系统内引入了网络技术，用于个车辆控制单元指令控制及信息的传递。确保列车在故障情况下也能够安全停车。
不仅如此，我国制动系统研究采用的标准的制订在很大程度上指导并约束着制动系统技术的发展。20世纪70年代，铁道部针对我国自主研制的机车制动系统，编制并且执行了相应的技术标准,在很长的时间里起着决定性的作用[2]。各个制动机生产厂家及机车车辆厂严格地按照此技术标准生产制造，因而使制动系统的标准得以贯彻实施, 并不断地去完善和改进机车车辆的制动技术，并且适应了当时铁路行业的发展。而当今，在节能技术飞速发展的时代，原来的相关节能技术的标准明显不能适应当下时代发展的步伐，紧跟当下快速发展的节奏。首先在于标准体系的建立。标准体系决定着标准的发展与补充, 应采用并引进国际新型、先进的标准技术体系，同时更应该结合国内的实际铁路发展情况，去其糟粕，取其精华，更新换代，必定会接触到国际上的AAR、UIC甚至GOAST等标准[3]需要考虑与国际接轨。第三在于标准内容的包容性。按照国内的实际情况，不断引用国际相应的技术条款，为我们所用。[3]
我国城市轨道交通从20世纪50年代开始筹划。1965年7月，北京市开始兴建中国第一条地下铁道。经过近50年，特别是近10年的发展，截至2014年底，仅在中国内地，继北京、上海、广州、天津等一线城市建成地铁之后，重庆、长春、南京、无锡、等城市正在大规模的建设之中。已有22个城市建成地铁95条，运营里程达到2900公里，随着轨道交通建设的蓬勃发展。[1]
随着我国城市轨道交通网络建设进程加速，系统运营的能耗也增长快速，导致了成本的极具上升。在能源相对稀缺、环境保护日益收到重视的我国，研究轨道交通的能耗结构与影响因素，节能坡的设计和研究的意义有以下几点：
（1）降低能耗，节能减排响应建设环境友好型和能源节约型社会。
（2）减少运营成本，从而降低市民的生活成本。
（3）节能坡能减少对刹车系统的磨损。
（4）增加安全性，简化司机的操作过程
本课题旨在研究节能坡在城轨列车能耗中的影响和作用。课题通过推导牵涉到城轨列车能耗的计算的相关公式如各型城轨列车单位基本阻力公式和能耗计算的基本公式。最终目标是编写Matlab GUI界面实现人机对话窗口，并用此窗口快速的计算出不同坡度的能耗，以智能的评估节能坡在城轨列车能耗的影响。