课题申报书：基于数字孪生的城市轨道交通全网络通风空调系统节能及调控策略研究.docxVIP

教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证

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基于数字孪生的城市轨道交通全网络通风空调系统节能及调控策略研究

课题设计论证

一、研究现状、选题意义、研究价值

（一）研究现状

随着城市化进程的加速和轨道交通网络的扩展，城市轨道交通系统的能耗问题日益突出。传统的通风空调系统在设计和运行过程中存在能源浪费、调控不合理等问题，导致运营成本高、环境影响大。数字孪生技术作为一种新兴的技术手段，能够实现对物理实体的实时监控、模拟分析和优化调控，为城市轨道交通通风空调系统的节能和调控提供了新的思路和方法。

（二）选题意义

本研究旨在通过数字孪生技术，对城市轨道交通全网络通风空调系统进行节能及调控策略研究，具有重要的理论和实践意义。一方面，研究成果将有助于降低轨道交通系统的能耗，提高运营效率，减少对环境的影响；另一方面，本研究将为数字孪生技术在城市轨道交通领域的应用提供理论依据和实践经验，推动轨道交通行业的可持续发展。

（三）研究价值

本研究具有以下研究价值：一是通过数字孪生技术实现对城市轨道交通通风空调系统的实时监控和模拟分析，提高系统的运行效率和节能效果；二是通过对全网络通风空调系统的调控策略研究，实现能源的合理分配和利用，降低运营成本；三是为数字孪生技术在轨道交通领域的应用提供理论依据和实践经验，推动轨道交通行业的智能化和可持续发展。

二、研究目标、研究对象、研究内容

（一）研究目标

本研究的目标是通过数字孪生技术，对城市轨道交通全网络通风空调系统进行节能及调控策略研究，实现以下目标：一是降低轨道交通系统的能耗，提高运营效率；二是优化通风空调系统的调控策略，实现能源的合理分配和利用；三是为数字孪生技术在轨道交通领域的应用提供理论依据和实践经验。

（二）研究对象

本研究的研究对象为城市轨道交通全网络通风空调系统，包括车站、隧道、车辆段等区域的通风空调设备。

（三）研究内容

本研究的主要研究内容包括以下几个方面：

数字孪生技术在城市轨道交通通风空调系统中的应用研究，包括数据采集、模型构建、实时监控等方面；

城市轨道交通通风空调系统的能耗分析，包括能耗现状、影响因素等方面；

基于数字孪生的通风空调系统节能策略研究，包括优化调控策略、节能措施等方面；

全网络通风空调系统的调控策略研究，包括能源分配、设备调度等方面。

三、研究思路、研究方法、创新之处

（一）研究思路

本研究将采用数字孪生技术，对城市轨道交通全网络通风空调系统进行实时监控、模拟分析和优化调控。首先，通过数据采集和模型构建，建立通风空调系统的数字孪生模型；其次，对系统的能耗进行深入分析，找出影响能耗的关键因素；最后，基于数字孪生模型，提出节能和调控策略，并通过实验验证其有效性。

（二）研究方法

本研究将采用以下研究方法：

数据采集和模型构建：通过现场调研和数据采集，建立通风空调系统的数字孪生模型；

能耗分析：采用统计分析、回归分析等方法，对系统的能耗进行深入分析；

节能策略研究：基于数字孪生模型，提出节能和调控策略，并通过实验验证其有效性；

全网络调控策略研究：采用系统优化、设备调度等方法，研究全网络通风空调系统的调控策略。

（三）创新之处

本研究的创新之处在于：

将数字孪生技术应用于城市轨道交通通风空调系统，实现对系统的实时监控、模拟分析和优化调控；

提出了基于数字孪生的通风空调系统节能策略，为轨道交通行业的节能和调控提供新的思路和方法；

研究了全网络通风空调系统的调控策略，实现了能源的合理分配和利用。

四、研究基础、保障条件、研究步骤

（一）研究基础

本研究团队具有丰富的研究经验和扎实的理论基础，在数字孪生技术、能耗分析、系统优化等方面具有一定的研究基础。同时，研究团队与相关企业和研究机构保持良好的合作关系，能够为本研究提供必要的数据和技术支持。

（二）保障条件

本研究将得到学校和企业的大力支持，包括资金、设备、人员等方面的保障。同时，研究团队将严格遵守学术规范和伦理要求，确保研究的科学性和严谨性。

（三）研究步骤

本研究将按照以下步骤进行：

文献调研和理论分析：对相关文献进行调研，分析数字孪生技术、能耗分析、系统优化等方面的理论基础；

数据采集和模型构建：通过现场调研和数据采集，建立通风空调系统的数字孪生模型；

能耗分析：采用统计分析、回归分析等方法，对系统的能耗进行深入分析；

节能策略研究：基于数字孪生模型，提出节能和调控策略，并通过实验验证其有效性；

全网络调控策略研究：采用系统优化、设备调度等方法，研究全网络通风空调系统的调控策略；

总结和撰写研究报告：对研究成果进行总结和提炼，撰写研究报告。

总之，本研究将通过数字孪生技术，对城市轨道交通全网络通风空调系统进行节能及调控策略研究，为轨道交通行业的节能和调控提供新的思路和方法。同时，