中心議題：

• 設計車載能量測量係統以促進環境保護

隨sui著zhe技ji術shu的de發fa展zhan，能neng源yuan需xu求qiu越yue來lai越yue大da
，隨sui著zhe的de能neng源yuan的de枯ku竭jie，能neng耗hao在zai諸zhu多duo領ling域yu變bian得de越yue來lai越yue重zhong要yao，鐵tie路lu行xing業ye也ye不bu例li外wai。通tong過guo監jian測ce每mei輛liang列lie車che的de能neng量liang、費用清單，能夠激推動鐵路運營商優化能量使用效率。本文講述了LEM的新型組件；這是首套符合最新暫行標準EN50463的可以實現能量監測和費用核算的係統。　　

汽車節能技術  用於改進汽車能源消耗的技術。汽車節能措施涉及方方麵麵
，就中國的現狀而言

，有效措施包括以下幾個方麵：公gong路lu與yu交jiao通tong設she施shi的de合he理li配pei套tao
，車che型xing及ji油you品pin按an需xu生sheng產chan配pei置zhi，運yun營ying的de合he理li等deng非fei技ji術shu問wen題ti。技ji術shu方fang麵mian，保bao證zheng產chan品pin質zhi量liang，按an照zhao規gui範fan使shi用yong和he維wei護hu機ji器qi，改gai變bian汽qi油you機ji燃ran燒shao方fang式shi以yi提ti高gao能neng量liang轉zhuan換huan效xiao率lv。在zai現xian有you的de燃ran燒shao方fang式shi下xia
，可ke以yi采cai取qu以yi下xia手shou段duan進jin行xing節jie能neng：改進供油係統，汽油機改氣缸燃油噴射，可提高汽油燃燒效率；改進點火係統，提高汽油機運轉穩定性；減少發動機附件損失，合理使用配件，進行相應的改裝。　　

在(zai)不(bu)少(shao)城(cheng)市(shi)
，為(wei)了(le)美(mei)觀(guan)和(he)氣(qi)派(pai)，主(zhu)要(yao)街(jie)區(qu)的(de)寫(xie)字(zi)樓(lou)都(dou)是(shi)玻(bo)璃(li)幕(mu)牆(qiang)，還(hai)興(xing)建(jian)了(le)不(bu)少(shao)大(da)型(xing)的(de)穹(qiong)頂(ding)建(jian)築(zhu)作(zuo)為(wei)公(gong)共(gong)設(she)施(shi)。夏(xia)季(ji)紫(zi)外(wai)線(xian)照(zhao)射(she)強(qiang)烈(lie)


，造(zao)成(cheng)光(guang)汙(wu)染(ran)，冬(dong)天(tian)不(bu)擋(dang)寒(han)
，一(yi)年(nian)四(si)季(ji)不(bu)得(de)不(bu)開(kai)放(fang)大(da)功(gong)率(lv)的(de)空(kong)調(tiao)來(lai)調(tiao)節(jie)氣(qi)溫(wen)，冬(dong)天(tian)要(yao)先(xian)於(yu)其(qi)他(ta)建(jian)築(zhu)保(bao)暖(nuan)，夏(xia)天(tian)要(yao)先(xian)於(yu)其(qi)他(ta)建(jian)築(zhu)供(gong)冷(leng)。據(ju)不(bu)完(wan)全(quan)統(tong)計(ji)，全(quan)國(guo)現(xian)有(you)玻(bo)璃(li)幕(mu)牆(qiang)（非節能玻璃）麵積已超過900多萬平方米，而且呈持續發展趨勢。玻璃幕牆在帶來所謂美觀的同時，也帶來了能耗的成倍增長。　　

幾ji乎hu我wo們men生sheng活huo中zhong的de每mei個ge領ling域yu都dou麵mian臨lin壓ya力li需xu要yao降jiang低di能neng耗hao引yin起qi的de二er氧yang化hua碳tan排pai放fang量liang才cai從cong而er減jian輕qing對dui環huan境jing的de破po壞huai。盡jin管guan鐵tie路lu行xing業ye產chan生sheng的de二er氧yang化hua碳tan排pai放fang量liang比bi其qi他ta運yun輸shu方fang式shi少shao，但dan是shi仍reng然ran有you必bi要yao進jin一yi步bu提ti高gao能neng效xiao。　　

英國環境、食品和農村事務部的最新研究表明
，鐵路運輸每乘客每公裏產生的CO2量僅為61g，而汽車每乘客每公裏產生的CO2量高達140g（汽車尾氣排放量基於1.5的平均占有率）。　　

對於實際消耗能量的鐵路運營商來說
，一種方法是監測並設定目標降低能耗、成本和排放量。如果鼓勵司機避免能源浪費－即采取“節能駕駛”，那na麼me提ti供gong每mei次ci旅lv程cheng的de詳xiang細xi行xing駛shi信xin息xi就jiu尤you為wei重zhong要yao。將jiang來lai，司si機ji有you可ke能neng采cai用yong推tui薦jian的de最zui佳jia節jie能neng速su度du行xing駛shi
，它ta與yu如ru何he駕jia駛shi更geng經jing濟ji的de新xin理li念nian相xiang結jie合he
，可ke以yi節jie能neng10-20％以上。　　

對於化石燃料的發動機，油耗測量相對簡單一些
，但是在電氣化 線路精確牽引能耗測量係統中，分配的成本和每次旅程的碳影響對運營商來說是必須的 。如果要實現這個目，那麼每輛列車都需要一種有效的車載能耗測量方法。　　

該係統必須記錄能耗和位置，使得運營商能夠掌握導致能耗更高的原因

，並提供不同電網運營商的費用清單。已經製定了暫行標準EN50463，它符合與列車能量測量相關的所有可能要求。　　

如果標準製定合理，則會成功實施。prEN50463的製定考慮了許多不同利益相關者的意見
，從鐵路運營商到設備製造商，此外還考慮了TSI基本要求規範和UIC建議。　　

該標準分為5部分：　　

——prEN 50463-1：範圍
、一般架構
、文件結構


、標準引用、一般要求　　

——prEN 50463-2：從OCL到計量單元的電壓/電流傳感器測量鏈　　

——prEN 50463-3：所有輸入/輸出數據處理和內存管理單元　　

——prEN 50463-4：車載和“列車-地麵”通信係統　　

——prEN 50463-5：評定被測係統的一致性和協同性時采用的測試程序規範　　

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能量測量係統（EMS）的3個主要功能塊詳見第2-4節，它們需要處理列車擬定運行的所有牽引係統。係統核心是第2部分講述的能量測量功能（EMF），它測量電流和電壓，並計算能耗。EMF包括3部分：　　

——電壓測量功能（VMF）　　

——電流測量功能（CMF）　　

——能量計算功能（ECF）　　

在鐵路應用中，電流和電壓測量以及能耗計算麵臨一個重大的工程挑戰。驅動現代化列車需要消耗巨大電能，標準多製式貨運列車超過6.4 MW，EMS必須符合精度標準，最終可能被普遍采用的標準是0.5 R（每個部件精確到0.5R1）。　　

鐵路領域同時還麵臨環境挑戰：任何EMF必須能夠應對寬運行溫度和強機械應力。係統必須能夠防止灰塵和水進入－一些運營商規定外殼必須達到IP65。溫度波動可能較大，設計者必須考慮有可能形成冷凝。　　

在如此高的電源電壓下，VMF麵臨的關鍵挑戰是確保充分隔離。該傳感器表現出良好的共模性能－測量2根導體間的實際電壓差並忽略任何普通對地電壓失調。　　

CMF的開發也非常有挑戰性，因為大電流測量精度很難達到0.5R。最常用的電流傳感器技術－霍爾效應－不bu能neng達da到dao需xu要yao精jing度du。采cai用yong分fen流liu器qi可ke能neng是shi一yi種zhong簡jian單dan的de替ti代dai方fang案an，測ce量liang小xiao電dian阻zu上shang的de壓ya降jiang

，從cong而er能neng夠gou通tong過guo歐ou姆mu定ding律lv計ji算suan電dian流liu。不bu過guo，這zhe種zhong方fang法fa存cun在zai固gu有you缺que陷xian，分fen流liu器qi消xiao耗hao的de電dian能neng會hui導dao致zhi散san熱re問wen題ti。　　

LEM公司開發的一種CMF傳感器符合0.5R的精度要求。開發滿足0.5R精度的CMF的難度說明了一個事實即ITC 4000是當前唯一一款精度可以達到這個規格的傳感器。　　

ECF是一個複雜功能。在鐵路領域中
，電能計算比我們在學校學到的電壓與電流的簡單相乘更複雜。因此prEN 50463要求EMF計算無功和有功（實際）功率。　　

圖2顯示的LEM EM4T II（ 牽引能量表II）是如何實現EMF的很好例證。EM4T II從 CMF和VMF獲取讀數
，也能連接到GPS 裝置允許繪製帶有位置數據負載曲線。GPS接口同樣提供了高度準確的時鍾信號用於時間衝壓負載信息 。　　

可以利用串行接口從EM4T II讀取數據。從EM4T II內的數據處理係統中將數據提取出來然後通過通信網絡傳輸到地麵係統。EM4T II可以配置第2個接口
，確保係統符合任何鐵路運營商的特定要求。　　

本文提出車載能量測量和報告需要一個複雜係統，它不僅能計算能量
，還能記錄位置、時間戳數據並隨後將信息傳輸到地麵係統。雖然標準沒有得到完全批準，但是精度符合0.5R這一挑戰性規範的VMF和CMF組件已經推出。將它們與ECF部件結合起來，采用其他現成的GPS和通信產品就可能開發出符合prEN 50463要求的車載EMS。