高速公路運營管理節(jié)能技術(shù)研究.pdf

1、伴隨社會和經(jīng)濟的發(fā)展，能源短缺已經(jīng)成為影響全球政治和經(jīng)濟發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。我國作為能源消耗的主要國家，面臨了來自國內(nèi)外的巨大發(fā)展壓力，環(huán)境與發(fā)展的矛盾問題已難以維持社會進步的平衡。同時，持續(xù)發(fā)展帶來社會對交通運輸需求的快速擴大，近些年交通運輸行業(yè)持續(xù)加強公路運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不斷增強公路運輸保障能力。同時，交通運輸行業(yè)的能源消耗也在不斷增加，占全社會總能耗的比重也在逐年提升。為維持運營和管理能力，提供安全和高效通行水平，高速公路運營管

2、理過程消耗了大量的能源，尤其以電能消耗為主，約占整個交通運輸行業(yè)電能消耗的13％以上。為有效節(jié)約高速公路運營管理電能消耗，降低高速公路運營管理成本，圍繞高速公路運營管理工作，從可再生能源、節(jié)能設(shè)施、節(jié)能控制等多方面已應(yīng)用了多項節(jié)能技術(shù)。但是，目前高速公路運營管理節(jié)能技術(shù)通常只針對某一特定能耗環(huán)節(jié)，系統(tǒng)性應(yīng)用及研究缺乏，針對其節(jié)能應(yīng)用效果也未進行整體、系統(tǒng)的綜合考量，導(dǎo)致運營管理者難以針對節(jié)能工作做出科學(xué)合理的評價與決策，因此限制了高速公

3、路運營管理節(jié)能技術(shù)的效能發(fā)揮及推廣應(yīng)用。
　　本文圍繞“分析現(xiàn)狀-能耗估算-挖掘潛力-技術(shù)分析-解決方案-科學(xué)決策-效果評價”的主線，以解決高速公路運營管理節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用問題為核心，開展了高速公路運營管理設(shè)施的能耗現(xiàn)狀分析、能耗估算方法、節(jié)能技術(shù)特征、節(jié)能技術(shù)多屬性評價與決策方法、能耗分項計量與節(jié)能效果評價等內(nèi)容的研究。首先分析了高速公路運營管理能耗的現(xiàn)狀特點：能耗結(jié)構(gòu)以電能消耗為主要構(gòu)成；主要能耗集中于收費站、管理中心、隧道

4、和沿線設(shè)施；高速公路運營管理能耗較高，節(jié)能潛力較大，以上特點為本論文的研究提供了先決條件和基礎(chǔ)支撐。其次，針對高速公路運營管理能耗難以直接獲取的條件，提出了運營管理能耗的估算方法，該方法以采集少量且容易獲取的能耗相關(guān)參數(shù)為前提，根據(jù)高速公路運營管理能耗現(xiàn)狀及特點分析的數(shù)據(jù)，結(jié)合能耗指標(biāo)的分析方法，建立能耗估算模型的廣域因子集，通過基于循環(huán)后退多元再回歸分析的方法，將廣域因子集中對估算結(jié)果影響不顯著的因子剔除，形成最終的模型因子集，該因子

5、集的維度低于廣域因子集，因此能夠加大觀測數(shù)值的深度，根據(jù)深度更大的觀測值和維度更低的因子集建立能耗估算模型。再次，結(jié)合電能流動鏈路的結(jié)構(gòu)特點，分析了高速公路運營管理主要節(jié)能技術(shù)的原理、組成和關(guān)鍵技術(shù)要素，開展了針對節(jié)能技術(shù)的實驗室試驗、工程現(xiàn)場試驗和模擬仿真試驗，得到了各項節(jié)能技術(shù)的技術(shù)特征、應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用效果、技術(shù)局限、發(fā)展?jié)摿Φ燃夹g(shù)要素。然后，系統(tǒng)研究了梯形模糊數(shù)和節(jié)能技術(shù)的多屬性評價與決策方法，研究分析了 AHP確權(quán)的方法和基于梯

6、形模糊數(shù)的多屬性決策方法以及模糊評價語言和梯形模糊數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，提出了梯形模糊數(shù)決策矩陣進行多屬性賦權(quán)和決策賦權(quán)的方法，構(gòu)建可能度矩陣和排序向量，進而求出決策的最優(yōu)解。最后，提出了基于高速公路運營管理能耗數(shù)據(jù)分類的系統(tǒng)性、適用及可獲取性、簡單性的原則，建立了高速公路運營管理分項能耗模型，提出了有效負(fù)載估計模型和等效估計模型用于分項能耗的估計，提出了分項能耗拆分的方法和模型；并以節(jié)能量為目標(biāo)，提出了測量關(guān)鍵節(jié)能參數(shù)/估算輔助節(jié)能參數(shù)、