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篇1
《工程電磁場》是電氣工程專業的重要專業基礎課程之一。它所涉及的內容是電氣工程專業學生應具備的知識結構的必要組成部分，同時又是一些交叉領域的學科增長點和新型邊緣科學發展的基礎[1]。它既有自己的理論體系又有很強的工程實踐性。在《工程電磁場》課程的各教學環節中，理論教學是基礎，對學生學習課程的知識起著關鍵性的作用。而理論教學又是以課堂教學為主的形式，課堂教學應是師生共創的活動。但是，該課程概念普遍抽象枯燥、運用數學工具多、理論分析推導繁瑣等特點，影響了學生學習所需的認知能力、創新能力的培養，影響了學習該課程的熱情和興趣。所以，如何優化該課程內容以及如何提高課堂教學質量就顯得非常迫切和必要。特別是如何在各校調整專業培養計劃，壓縮技術基礎課教學時數的背景下（我校該課程壓縮為32學時）提高教學質量，是亟待解決的教學改革問題。
一、教學過程最優化體系
“教學過程最優化”理論創立者前蘇聯著名教育理論家巴班斯基曾指出：“教學過程的最優化，就是指通過選擇一種適合教育過程具體情況的教學方法，使教師和學生在花費最少的必要時間和精力的情況下，獲得最好的效果”，同時強調最優化是在符合教學規律和教學原則的基礎上，教師有意識有科學根據的教學方案的選擇，其優化體系包括：教學內容的優化體系；課堂目標的優化體系；課堂教學方法的優化體系；教學手段的優化體系；學生課程反饋優化與矯正的體系。
二、教學目標與要求
《工程電磁場》教學在普通物理電磁學的基礎上，使學生通過系統的電磁理論的學習，能夠達到以下的學習目標：進一步熟悉宏觀電磁場的基本性質和基本規律；對電氣工程中的電磁現象和電磁過程，能用場的觀點進行初步分析；對一些簡單的問題能進行計算；為學習專業或進一步研究電氣設備電磁場問題，準備必要的理論基礎。教學以靜電場、恒流電場和恒定磁場原理為主，結合電磁輻射、電磁污染、電磁兼容、渦流效應等工程技術問題分析，通過課堂教學、實驗和虛擬實驗教學、習題練習和考試等環節完成整個教學過程。電氣工程的電磁場課程研究的是各種電氣設備內部電磁場，學習的是工程電磁場的本質。掌握電磁場的產生機理、電磁場的邊界條件是學生把握電磁場物理本質的重點。傳統的電磁場教學要求在深刻理解重要的物理量電場強度和電位移、電位、電流密度、磁感應強度和磁場強度、矢量磁位、動態位的基礎上建立電磁場的重要性質與規律——積分形式和微分形式的電磁場方程組，并解釋電磁場的性質和規律。應用高斯通量定理、安培環路定理的積分形式計算對稱的簡單場，培養學生在分析電磁場問題中能正確尋找并應用邊界條件的能力。讓學生能夠理解電磁場能量的分布及傳輸，掌握通過能量關系計算電場力、磁場力的方法，了解電路參數的計算原則，掌握平面電磁波在電介質及導電媒質中傳播的基本規律[2，3]。
三、《工程電磁場》教學內容體系
傳統《工程電磁場》教學內容體系包括靜電場、恒定電場、恒定磁場、時變電磁場、準靜態電磁場等。《工程電磁場》的主要教學內容中存在兩大體系：一種是先靜態場后時變場的教材體系。這種傳統體系起點較低，學生比較容易接受，但與物理學中電磁學部分重復較多，學生會感到厭煩。同時從這些基本定律出發逐一推演靜態場的特性必然費時很多，導致時變場被壓縮。另一種是先時變場后靜態場并以時變場為主的教材體系。這種體系雖然壓縮了靜態場，充實了時變場的內容，但起點高，學生不易接受。無論選用哪種體系的教材，對教師來說，至關重要的是如何組織教學、整合與表達教材內容。特別是近幾年來，隨著我國高校綜合素質教育要求的不斷提高，專業基礎課、專業課普遍存在壓縮課時的總趨勢。因此，在較短的課時中要講清要點，精簡多練，突出教學內容的工程性，教學組織就顯得尤為關鍵[4]。
四、教學內容體系的優化
針對傳統教學內容，教學時數大幅壓縮而教學質量不降低，為了解決這一矛盾，我們對教學內容體系采取優化措施。
1.優化課堂教學。（1）優化數學內容。電磁場理論是以麥克斯韋方程組為核心的理論體系，所有的電磁規律都有對應的數學模型，會在電磁場理論中大量使用矢量分析與場論、特殊函數和數學物理方程等數學知識，雖然學生已學過這些數學知識，但是在學習時沒有具體應用，所以，當需要應用這些數學工具時，學生就會感到很困難。學生本就對電磁理論的學習有畏懼感，如果我們上課時再進行大量的數學推導，一是課時不允許，二是更加劇了學生的畏懼感。根據這一現狀，在教學中要簡化數學推導，優化數學推導過程，直接給出結論，重點分析數學公式代表的物理意義。（2）優化知識結構內容，減少靜態場學時，增加時變場學時。減少靜態場學時數后，時變場教學時數增加，內容從電磁感應、麥克斯韋方程組、波動方程到平面波和輻射，學生可以較全面地了解電磁場理論體系，掌握時變場的分析計算方法。從一個新的角度學習電磁理論，更容易激發學生的學習興趣，有興趣才有動力，這是保證學習質量的基礎。而以往電磁場理論教學中靜態場教學時比例偏大，其基本概念學生在電磁學知識中已學過，學生覺得沒有新意，只是簡單重復，沒有學習興趣，因此靜態場教學內容應調整為以講解重點知識為主。靜態場學時、時變場學時占總學時的比例可由75%和25%優化為50%和50%。（3）結合教師的科研成果進行教學。應結合教師的科研工作以及最新的科技成就及其發展趨勢，在課堂上向學生介紹電磁學內容在生活和工程中的廣泛應用。將當今社會發展中的新設備、新技術貫穿于教學過程。例如在講到電磁感應時，可以結合生活中的電磁輻射與電磁污染的問題、渦流效應在生產生活中的應用等，來激發學生學習熱情。（4）優化教學手段。在教學中采用多元化的輔助教學手段是解決電磁場理論難教、難學問題的有效手段。例如采用多媒體教學手段可以解決以前在黑板上很難講清楚的問題和那些書寫量很大的問題，特別是在課時少的情況下，具有非常大的優勢。多媒體課件繪制的圖形具有立體化、動態化、色彩化等特點。可根據個人特點、專業需求，以及學生的具體情況對電子教案進行隨時實施優化。（5）增加工程電磁場數值計算的教學內容，在電磁理論教學中引入“數值計算方法”的教學內容，教學實踐表明，基于深化和加強電磁場工程分析能力，學生對此學習內容有濃厚的學習興趣，教學效果顯著。因此增加此部分內容的教學，對于適應電磁場課程后續教學的需要，加強本科生分析和解決工程電磁場問題的能力非常必要，并使學生不間斷地接受計算機輔助分析能力的培養，以滿足較高層次本科大學生的培養要求。
2.優化實驗教學環節。以往的實驗教學多在實驗室進行，做的實驗也往往是一些驗證性的實驗，學生感覺實驗與理論脫節，對促進教學質量的提高幫助不大。為了提高教學質量，有必要優化實驗教學內容，挖掘新型實驗教學內容，可將一些易于攜帶、裝置簡單、輕便的儀器直接帶入課堂，采取邊講解邊演示的方式，或以適當的方法將部分工程電磁場演示實驗拍攝成錄像短片，在授課過程中配以使用，也會起到非常好的教學效果。在教學過程中，通過工程電磁場實驗演示可以強化學生對理論知識的理解，對電磁理論規律的掌握，培養學生的觀察能力和邏輯思維能力，以激發學生學習工程電磁場的興趣。
3.課程的延伸與拓展。課程的延伸與拓展是對課堂教學內容的延伸與補充，如課外答疑，課外習題，電磁場數值和計算機仿真或虛擬仿真實驗，電磁場動態建模，電磁兼容的專題研究等。課程的延伸與拓展能培養學生的科研能力和創新能力，使每個學生的能力都得到發展。實踐表明，我們開展的課程的延伸與拓展受到了學生的歡迎，對于學生素質能力的培養起到了積極地作用。
五、結束語
針對《工程電磁場》課程教學時數大幅減少這一事實，我們研究了課程教學內容體系優化等問題。我們緊緊圍繞工程磁場的物理實質，將課堂教學、實驗教學環節和課程延伸與拓展三部分形成完整的《工程電磁場》教學內容優化體系，在實施過程中注意遵守教學內容的科學性原則，優化教學資源配置，以學生能力養成為本，以21世紀工科人才培養為目標，切實提高《工程電磁場》的教學質量。
結合我校該專業的培養計劃安排，我們對該專業的《工程電磁場》課程體系理論進行了優化，實踐證明，收到了滿意的教學效果。
參考文獻：
[1]馮慈璋，馬西奎.工程電磁場導論[M].北京：高等教育出版社，2000：1-60.
篇2
納米技術具有極大的理論和應用價值，納米材料被譽為“21世紀最有前途的材料”。納米技術研究在0.1~100nm尺度范圍內物質具有的特殊性能及其應用。廣義的納米材料是指在三維空間中，至少有一維達到納米尺度范圍，或以其為基本單位所構成的材料[1]。納米材料具有輻射、吸收、殺菌、吸附等特性，眾多研究表明這些新特性將在環境保護領域產生深遠的影響。本文就納米材料及其在環境保護領域的應用進行了闡述。
1納米材料的基本性質[2,3]
1.1表面效應
用高倍電子顯微鏡對金超微顆粒（直徑為2.1~3μm）進行電視攝像，實時觀察發現這些顆粒沒有固定的形態，隨著時間的變化會自動形成各種形狀（如立方八面體，十面體，二十面體等）的晶型，既不同于一般固體，又不同于液體，是一種準固體。在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子仿佛進入了“沸騰”狀態，尺寸大于10μm后才看不到這種顆粒結構的不穩定性，這時微顆粒具有穩定的結構狀態。
超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩定化。利用表面活性，金屬超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料。
1.2小尺寸效應
隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產生特殊的光學、熱學、磁學、力學、聲學、超導電性、介電性能以及化學性能等一系列新奇的性質。
2納米材料在大氣污染治理方面的應用
2.1空氣中硫氧化物的凈化
二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影響人類健康的有害氣體，如果在燃料燃燒的同時加入納米級催化劑不僅可以使煤充分燃燒，不產生一氧化硫氣體，提高能源利用率，而且會使硫轉化成固體的硫化物。如用納米Fe2O3作為催化劑，經納米材料催化的燃料中硫的含量小于0.01%，不僅節約了能源，提高能源的綜合利用率，也減少了因為能源消耗所帶來的環境污染問題，而且使廢氣等有害物質再利用成為可能。
2.2汽車尾氣凈化
汽車尾氣排放直接污染人們的生活空間及呼吸層，對人體健康影響極大。開發替代燃料或研究用于控制汽車尾氣對大氣污染材料，對凈化環境具有重要的意義。用納米復合材料制備與組裝的汽車尾氣傳感器[4]，通過汽車尾氣排放的監控，可及時對超標排放進行報警，并通過調整合適的空燃比，減少富油燃燒，達到降低有害氣體排放和燃油消耗的目的。納米稀土鈦礦型復合氧化物對汽車尾氣所排放的NO、CO等具有良好的催化轉化作用，可以替代昂貴的重金屬催化劑用作汽車尾氣催化劑。
2.3室內空氣凈化
新裝修房間空氣中的有機物濃度大大高于室外，而光催化劑可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，納米TiO2的降解效果最佳。納米TiO2經光催化產生的空穴和形成于表面的活性氧膜化能與細菌細胞或細胞內組成成分進行生化反應，使細菌頭單元失活而導致細胞死亡，并且使細菌死亡后產生的內毒素分解，即利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環境中的細菌，而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復合物[5]。在醫院的病房、手術室及生活空間安放納米TiO2光催化劑可具有殺菌、除臭作用。
3在水污染治理方面的應用
3.1處理無機污染廢水
污水中的重金屬對人體的危害很大，重金屬的流失也是資源的浪費。納米粒子能對水中的重金屬離子通過光電子產生很強的還原能力[6]。如納米TiO2能將高氧化態汞、銀、鉑等貴重金屬離子吸附于表面，井將其還原為細小的金屬晶體，既消除了廢水的毒性，又回收了貴重金屬。
3.2處理有機污染廢水
大量研究表明納米TiO2等作為光催化劑，在陽光下催化氧化水中的有機污染物，使其迅速降解。至今為止己知納米TiO2能處理80余種有毒污染物，它可以將水中的各種有機物很快完全催化氧化成水和CO等無害物質圖。例如Pintar等在間歇式反應器中納米Ru/TiO2作催化劑，對酸性或堿性牛皮紙漂白廢水進行光催化降解，廢水中的有機總碳TOC的去除率可達到99.6%，并使廢水完全脫色。經光催化濕空氣氧化處理后的工廠廢水對弧菌的毒性的實驗表明，用該方法處理后的工廠漂白廢水完全可以進一步生物降解。
3.3自來水的凈化處理
新型納米級凈水劑[7]的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑Al2O3的10~20倍，能將污水中懸浮物完全吸附并沉淀，然后采用納米磁性物質、纖維和活性炭凈化裝置，有效地除去水中的鐵銹、泥沙以及異味等。再經過由帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置后，可以100%除去水中的細菌、病毒，得到高質量的純凈水。這是因為細菌、病毒的直徑比納米大，在通過納米孔徑的膜和陶瓷小球時，會被過濾掉，水分子及水分子直徑以下的礦物質、元素則保留下來。
4在其它環保領域的應用
4.1噪聲控制
飛機、車輛、船舶等發動機工作的噪聲可達上百分貝，容易對環境造成噪聲污染。當機器設備等被納米技術微型化以后，其互相撞擊、磨擦產生的交變機械作用力將大為減少，噪聲污染便可得到有效控制。運用納米技術開發的劑，既能在物體表面形成永久性的固態膜，產生極好的作用，大大降低機器設備運轉時的噪聲，又能延長設備的使用壽命[8]。
4.2固體廢物處理
納米技術及納米材料應用于城市固體垃圾處理，主要有兩個方面[9]：一是可以將橡膠制品、塑料制品、廢印刷電路板等制成超微粉末，除去其中的異物，成為再生原料回收；二是利用納米TiO2催化技術可以使城市垃圾快速降解，其速度可達到大顆粒TiO2的10倍以上，從而緩解大量城市垃圾給城市環境帶來的壓力。
4.3防止電磁輻射
近年來電磁場對人體健康的影響問題已經成為一個新的研究熱點。在強烈輻射區工作并需要電磁屏蔽時，通過在墻內加入納米材料層或涂上納米涂料，能大大提高遮擋電磁波輻射性能。中科院理化所利用納米技術研究出了新一代手機電磁屏蔽材料，可以實現手機信號抗干擾能力，同時大大降低電磁波輻射。
4.5在照明工程方面的應用
篇3
Keywords: harmonic influence; array 6 pulse converter; filtering effect
中圖分類號：TE34
1、諧波對生產的影響
某油田轉水站輸水電機采用變頻器控制，控制方式為1托4，以外輸壓力為參考值，實行閉環控制，控制外輸壓力恒定值為0.3Mpa。用于測量液位的液位儀出現頻繁波動，最大相差±20%，3臺流量計流量顯示值為0。先后更換PLC（可編程控制器）各個模塊均無效果，在安裝對講機后，對講機無法溝通，全部為雜音，懷疑為電力諧波干擾。測試結果顯示電網內存在3次，5次，7次和11次諧波，并制定諧波治理方案。
2、站用電情況和諧波的產生
轉水站的主要用電負荷是4臺380V,260Kw供水電機，供水電機是由400kW變頻器供電，變頻器由1250kVA變壓器供電。
采用變頻器驅動的電動機系統因其節能效果明顯、調節方便、維護簡單、網絡化等優點而被越來越多的應用。但是，由于變頻器特殊的工作方式帶來的干擾越來越不容忽視。變頻器干擾主要有：一是變頻器中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件，其產生的諧波對電網將產生傳導干擾，引起電網電壓畸變（電壓畸變率用THDv表示，變頻器產生諧波引起的THDv在10~40%左右），影響電網的供電質量；二是變頻器的輸出部分一般采用的是IGBT等開關器件，在輸出能量的同時將在輸出線上產生較強的電磁輻射干擾，影響周邊電器的正常工作。
頻率高于50Hz的電流或電壓成分稱之為諧波。頻率為工頻頻率3倍（150Hz）的諧波稱之為3次諧波，將頻率為工頻頻率7倍（350Hz）的諧波稱之為7次諧波。
3、諧波治理所采用的裝置
變頻器自身基波功率因數高，在0.96以上，采用國內外較為成熟的并聯型LC無源濾波技術來治理變頻器產生的諧波是無法實現的，將會造成過補償。采用有源濾波理論上可以對諧波進行治理，但有源濾波器投資高。
QYJN-300-400/50-10型陣列6脈波變流裝置（特別是變頻器）諧波污染的裝置，該濾波器呈寬帶低通特性，該濾波器主要由陣列電抗器和電容器等無源器件組成，對6脈波變流器產生的5、7、11、13等次的諧波電流皆有濾除作用。該濾波器雖然采用電抗器、電容器等元件組成，但不會和系統產生諧振，也不會從系統的電網一側吸收諧波，是通用型濾波器。
濾波后的電流畸變率最佳可以達5%以下，和有源濾波器的濾波效果相當，但價格卻只是有源濾波器的一半，更優于通常的并聯濾波器、進線電抗器或磁性濾波器。該濾波器的使用方便，可以單獨使用，也可以并聯使用，可以一個濾波器帶多個變流設備，也可以多個濾波器并聯帶一個變流設備。使用方法如下圖。
圖1 QYJN-300-400/50-10型陣列濾波器典型應用
主要參數如下：①額定電壓：400V；②額定電流：300A；③目標THID：10%；④額定頻率：50Hz。
陣列濾波器裝置投運后，測試結果表明濾波效果完全滿足設計要求，運行效果良好，產生的效益主要表現在以下幾個方面：①濾波效果；②電壓改善；③節電效果。
4、濾波效果
4.1 電流的改善
濾波器裝置投運后，諧波電流濾除效果非常明顯，濾波后電流畸變率THD 為10%，諧波濾除率達84.2%。陣列濾波器投運之前的電流波形，波形呈駝峰形，畸變嚴重，THD值達63.2%。陣列濾波器投運之后的電流波形，波形接近正弦波，電流畸變小。
4.2 電壓改善
濾波器裝置投運后，電壓波形改善非常明顯，投運前電壓畸變率為2.1%，投運后電壓畸變率下降為0.9%，電壓波形改善明顯，電壓均方根值略增加，三相相電壓峰值下降分別為12.4V、11.6V、12.2V，這對用電設備的長期可靠運行非常有利。濾波器的投運提高供電質量和用電設備的可靠性。
4.3節電效果
濾波器裝置投運后，濾波效果好，節電效果明顯。變壓器給變頻器和轉水電機供電電流明顯變小，投運前三相電流分別為126A、142A、138A,投運后，三相電流分別為115A、117、118A,電流下降13.7%，并且糾正了電流三相不平衡。
另外，由于諧波的濾除，使得整個供電線路諧波引起的直接線路損耗包括：變壓器額外損耗、諧波線損、電容器損耗等等。依據IEC 61378-1(1997)《變流變壓器第一部分 工業用變流變壓器》可確定非正弦電流下的總損耗：總損耗=電阻損耗（基波和諧波）+繞組渦流損耗（基波和諧波）+連接線損耗（基波和諧波）+雜散損耗（基波和諧波），即：
PN = PR + PWe + Pce + Pse （1）
對線路而言，由于趨膚效應，線路的諧波阻抗是隨著諧波次數的增大而增加的，比正常電流引起的線路損耗大，諧波引起的功率損耗為：
（2）
可以計算出諧波引起的線路損耗是基波線路損耗的1.8倍。（），按正常無諧波是線路損耗3%估算，減少線路損耗為2.4%。
綜合前面兩項，合計節電率約為16.1%。按月用電量11萬kwh估算，每度電費按0.57元計算，年節約電費12.2萬元。
5、結論及認識
5.1 降低了諧波電流，提高了電能質量，保證了供電的質量。濾波器裝置投運后，電流畸變率下降80%以上，達到治理要求。
5.2 改善電壓波形，電壓畸變率由2.1%下降到0.9%，提高設備運行安全性。
5.3 電費的節省。濾波器裝置投運后電流明顯下降，供電線路上諧波帶來的額外損耗隨之降低，整體節電率約為16.1%，年節電12.2萬元。
篇4
建設項目采用的管理模式是最關鍵的項目管理導向，其與建設項目管理的最終效果有著直接關系。狹義上的項目管理模式是該項目管理機構形式與內部職能區分，廣義上的則是指該項目承包的方式以及狹義項目管理模式及項目管理組織模式，鐵路是國民經濟的主要基礎性設施，也是基礎產業。交通運輸的不斷發展，其與國民經濟及社會發展之間的差距持續減小，致使長時間約束社會經濟發展的關鍵問題得到了緩解，但是其需要合理有效的物流體系支撐，這也是經濟發展對鐵路建設項目的直接挑戰。
一、我國鐵路與相關節能管理現狀
1、節能管理及鐵路建設項目全壽命周期管理概論
隨著社會經濟的不斷發展，人民生活水平的逐漸提升，建筑節能已經成為了建筑業發展的主要趨向，以全壽命周期管理理論為基礎，并提出了新型的建筑節能策略，可以進一步促進我國建筑業的有序發展。以全壽命周期管理模式來指導建筑節能可以更為有效的降低節能環保總體成本，并推進建筑節能工作健康展開。鐵路建設項目全壽命周期節能管理在確保其質量及環保的情況下能有效的縮減設計時間，呈現全壽命周期管理的最優化，鐵路建設項目工程節能管理要注重建筑物體全壽命周期能耗的有效管理，并基于全壽命周期展開各項建筑施工，確保建筑業可持續發展。
2、鐵路發展現狀
整體而言，國內的鐵路貨運市場變化與以往傳統格局相互矛盾，現如今我國已經構建了宏觀調控之下的市場經濟體系，并對貨物的運輸快捷、機動、精確、安全等有了更高的要求及標準，不過當下的鐵路運輸還是不能滿足這新型運輸需求。公路運輸的不斷發展，導致鐵路的貨源持續流失，鐵路貨物運輸在市場地位也是遭受了極大的沖擊。鐵路貨運的市場占有率不斷減小不止是國民經濟結構調節、經濟上升速度變化、其他的運輸方法有關，最關鍵的是其自身發展的經濟特性及相應服務水平。鐵路運輸的市場競爭力不足，長時間受到國家政策的保護，本質上的內在改革動力不足。
3、鐵路節能管理控制
（1）在國家的鐵路十五規劃時期，鐵路的運行里程不斷的提升，并且相應的電氣化里程也是在不斷的增加，電氣化鐵路所能承擔的工作量也已經達到了42.7%，鐵路綜合運輸耗能也持續的降低。國家的鐵路十二五規劃，在2015年呈現全國的鐵路營運里程達到大約12萬公里，并且相關的復線率以及電氣化率也達到了可觀的比率。單位內的運營工作量綜合性耗能下降大約5%。
（2）高速鐵路算是戰略性的新興產業，以國家的十二五規劃為大背景，高速鐵路也承擔著鐵路高效節能進步的重大任務，以宏觀來講應用鐵路的全壽命周期概念，進行鐵路項目建設的總體性規劃及管理控制，這樣相關的節能效率就會很明顯的提升。
二、鐵路全壽命周期管理控制驅動因素
鐵路的全壽命周期高效率的節能管理控制，也就是能有效的確保鐵路項目建設的安全、工期以及最終的質量、合同與信息、組織等各個方面的大型目標的呈現，并將相關的項目設計及建設與運作、階段性的控制和修護、竣工驗收等，進行全壽命周期中全方位與綜合性的高效節能管理控制。依照全壽命周期的概念及理論，可把直接關聯到鐵路節能管理控制的各個驅動因素集中應用與高速鐵路的項目建設全壽命周期中，對應的節能管理控制呈現是需要專項人員對項目建設進行合理的指導。
1、科技創新
要不斷的進行科技創新，實現產學研一體化。鐵路科技是高新技術范疇，在對應的鐵路項目建設規劃與設計環節，要持續的堅持政府參與式的合作實體。鐵路的科技創新實現產學研一體化策略就是在政府的支撐與參與之下，諸多的大型鐵路建設或是對應的運營單位以及鐵路的科技范圍均是有著高新技術及高素質人才的特點與優勢的高校或是科研組織同時出資進行組建并將產學研集于一體，長時間的進行鐵路科技范圍內的產學研統一合作式的鐵路科技創新化實體。對應的組織實體通常是企業或企業集團為產，高校為學，相關的科研組織及機構為研。鐵路科技創新產學研一體化是各方面統一合作的最理想模式，該模式對企業的主體作用完全發揮非常有利，對各個高校及科研機構的基礎性與支持意義呈現也是有很大的幫助，能合理有效的構建完善的產學研靈活合作的組織管理控制及運營體制，促進產學研的各方面長時間統一合作，并科學的保持鐵路科技創新的持久性和高效率的節能管理控制。
2、能耗結構
鐵路可以大量的使用多類能源來進行石油的替換，以呈現綜合綠色交通工具，最關鍵的手段就是強化電氣化鐵路。鐵路相關項目的運營時期，能耗結構的轉變就是以電替油全壽命周期高效節能管理控制，這也是最重要的驅動因素。鐵路的電氣化具有非常大的優勢，能對相應的資源進行綜合性的使用，以便于減小能耗的耗費。電力的有效牽引耗能要比對應的內燃牽引耗能低很多，如客運列車的耗能量，電力機車是蒸汽機車的12%、內燃機車的60%。鐵路的運營時期耗能結構進行以電替油，不僅改變了相關工作人員的勞動環境，精簡了對應的人員數量，減小了人力成本，提升了勞動生產效率，更主要的就是可以將耗能有效的減小，并對相關的石油供需問題進行很好的緩解，從而降低了環境的污染度且凈化了空氣，對沿線周邊的環境做了良好的保護。
3、資源
3.1土地資源
資源可以說是鐵路節能管理控制的核心要素。人們賴以生存的基礎就是土地，其是不可再生資源，合理的節約用地提升土地的使用率，對相關的鐵路節能管理控制以及推進可持續發展非常有利。鐵路經過高效率的經濟作物區域或是城市鄰近的地方，對于相應的實施方案決策分析過程來講，最關鍵的是以社會效益來考慮土地的占用成本，對填土的高度進行有效的控制，并確定最適宜的路橋方案以橋替路及以橋替隧。該策略在相關的城郊地區使用時，不止是能夠有效的降低所占用的土地面積，在對應的橋下面還能構建下穿的道路及人行道路和倉庫、停車場等公用設施。鄉村及山區等地方使用時，在橋下面還能夠建設一定的人行通道以及野生的動物通道。
3.2新材料、能源
對于鐵路的項目建設時期最關鍵的就是新型的材料及能源，客車的節能使用關鍵是經過大型商務中空鋁合金材料進行一定的材料組焊，從而形成車體上端的體系承載構造，或是選擇輕質的合金及高分子的工程材料和復合型材料的車內一整套服務性設施設備。客運站的主要節能為墻體節能，對應的復合型材料通常應用塊體材料以及鋼筋混凝土來形成承重結構，和保溫隔熱的材料合理的結合，在相應的框架構造中利用薄壁型材料以及保溫隔熱材料形成實質性的墻體；屋頂節能，對于客運站的節能屋頂來講，關鍵就是太陽能集熱以及可控的通風屋頂，便于保障冬天及夏天這兩個季度的適應。有效的保溫技術是將防水層下面設立的導熱參數較小的輕材料以及防水層上面設立合理的聚苯乙烯泡沫等置于屋頂。
4、環境
4.1設計時期環保方式
鐵路設計以及施工圖的設計時期就要對項目建設的周邊環境進行保護設計，比如鐵路的線形設計，路基與路面以及橋梁隧道的設計等，都必須盡量的避開關鍵的工況企業以及軍事性質得到設施和自然的保護地區等。鐵路的周邊沿線設備站以及生活區域的污水或是鍋爐煙塵等也是需要一定的環保處理，并合理的結合周邊的環境特點，施行景觀及綠化工程的專門設計。
4.2建設時期環保方式
鐵路的項目建設施工時期要展開環境保護設備等各方面的施工監督，施工的要點要最大化的避免離居民區較近，選擇居民區域的下風向；對相關的施工機械要利用低噪音設施以及相關的消聲減震的策略，最大化的減小機械的噪聲污染；要嚴格把關施工現場及便道和人員活動的地方，以降低植被的破壞與地表的動蕩，預防水土流失的現象出現；并對相應的隧道建設以及爆破工作要利用安全性高的路基及邊坡的穩固，這樣可以很好的降低環境對施工策略的直接性影響。
4.3運營時期環保方式
鐵路項目建設施工時期要施行一定的環境保護策略及設備。相關列車運行的部分要利用有效的空氣彈簧或是安裝油壓減震器，進而有效的減小列車的運行所導致的環境振動；利用成熟的技術工藝氣浮法通常就能實行污水的有效處理，的蓄電池廢水處理利用電滲析發來解決；鐵路的電氣化區域，構建公共運用的屏蔽性電纜傳送相關的電視訊號或是在一定的規劃階段就促使對應的無線電敏感設施離開那些電氣化線路，盡量的避免掉電氣化鐵路所存在的電磁輻射。
5、技術綜合性歸納
應該的可行性的探究或是早期的設計時期就要對項目的建設施工環境會出現的影響進行詳細的評估；建設和運行時期對有效的數據進行采集，構建鐵路的節能指標，并進行仔細的節能性質分析，該指標最關鍵的是包含了基本性質指標以及附加的指標，進而有效的呈現局部相對的評估性指標；在竣工驗收時期要對相關的環境保護設備進行驗收，并對相應的環境后評估工作進行總結，提出詳細的后續節能意見書。
三、鐵路全壽命周期節能管理模式
1、鐵路項目施工建設全壽命周期管理控制
1.1全壽命周期管理控制思路
相關的建設項目全壽命周期管理控制思路最主要的就是要求該項目的規劃以及建設能夠面對運營，以便于推進項目的規劃與建設及運營資源、構造、技能以及進程呈現一體化的狀態，在該項目的方案決策、設計以及施工中完全考慮運營的狀況，并經過該建設項目的全部進程一體化完美的結合，以實現各個參與方間的合理交流與溝通，并將相關的數據進行信息共享。并且，在該項目建設的不同時期，各個參與方應在早期就開始介入該項目的管理控制，根據自身核心的特點及優勢和相關的市場狀況參與項目建設各個時期的實行。與此同時，經過即刻的信息交流與溝通，以促使各個參與方能夠完全的了解掌握該項目的基本狀況以及項目的訊息，便于為下個時期的項目建設管理控制制定適宜的計劃以及調節所收集的信息及技術提供強有力的支持。
1.2全壽命周期管理控制模式原則
業主方應作為總協調人員，負責該項目總體性的運行及協調，并監督有關各方依據該項目的實際狀況來實行有效的工作。不相同的項目實施時期相關各方把有關的訊息反映至相應的負責部門，并經由負責部門對信息進行一定的處理，最終把處理的數據結果即刻的反映，與此同時也要完成信息數據的規整及歸檔。
2、各個參與方參與程度及范圍
業主方，該方是相關項目的發起者或是受益者，其余的參與方都是經過各類手續來為業主方提供有效的咨詢服務以及技術，該方也應對各個參與方的諸多工作進行有效的督促與監督，并依照運營方的評估，對有關的參與方進行相對的獎罰，協調及監督工作貫穿于整個項目的全過程；咨詢方，該方是為相關項目提供專業的咨詢服務并負責項目產品的定向及施工設計的細化和項目的成本管理控制；施工方，該方要嚴格的把關設計圖紙進行施工，對項目的各個方面可行性施工提出有效的建議，并在質保期間對項目的各個建設進行修護；運營方，該方是負責相關項目的運營管理控制以及物業的部分，項目的不同時期基于運營對項目的各個時期早期成果提出合理的意見，并負責項目管理最后評估。
3、全壽命周期模式的項目運作程序
決策時期，對應的咨詢方式最關鍵的責任方以及協調方，并對各個方面的信息進行收集，即刻對有效的信息進行詳細的分析與處理，將信息的結果反映給業主方以及設計方。業主方進行全方位的綜合性考慮，呈現最優化的施工方案；設計時期，該時期設計方為重要的協調人，將可行性的報告以及概念性的設計規劃作為關鍵的根據，便于制定最適宜政府規劃的方案，對各個參與方的方案進行詳細的分析討論，綜合性的權衡并給出有效的建議；施工時期，施工方為主要的協調人，要嚴格的把關審核之后的施工設計再進行相應的工程施工；運營時期，運營方是關鍵的協調人，將施工各個方面的資料進行收集，并依照項目建成后的實際狀況以及前幾個時期的資料信息，并有效的結合修護與物業管理對項目進行管理控制后評估。
結語
高速鐵路現今已成為了世界鐵路進步的新潮流，現代化的循環經濟以及可持續發展戰略的持續推進，國內的高速鐵路發展飛速，并且在有關的節能及環保方面也是具有很大的優勢與特點，不過在其對應的管理設計與建設、運作以及修護等卻并未呈現為統一且有機的系統化體制。國內的高速鐵路全壽命周期高效節能管理，仍是存在很多不可小覷的問題，急于進一步分析探究并解決。近幾年，人們的成本意識逐漸的加強，項目的設計者及建設者與用戶也對相關的建設項目全壽命周期管理控制極為重視。對鐵路建設項目全壽命周期進行一定的分析管理，并總結出可行的管理模型是極為重要的。
參考文獻
[1]李良威，李朝陽，徐劍，游霞.BIM技術在牽引供電系統設計中的應用[J].鐵路技術創新，2014（2）.
