文 献 综 述

1. 基于超级电容的轨道车辆制动能量回收系统研究课题背景与意义

城市化程度标志着一个社会文明程度。社会的发展导致城市规模日益扩张，而随着城市扩张，各种设施不能满足城市发展的需要，城市变得不堪重负，城市的交通变得越来越拥堵。全球第一条城市铁路就是在欧洲工业革命时期城市化发展导致交通日益困难的情况下进入了伦敦市区。虽然当时的城市轨道交通速度慢、正点率低，而且噪声大，加速性能低，乘客舒适度差，但在当时仍然是公共交通的骨干，得到了快速的发展。

随着第二次世界大战的爆发和汽车工业的发展，城市轨道交通出现了停滞和萎缩。由于汽车的灵活、便捷以及可达性，一度成为城市交通的宠儿，得到了飞速发展。而轨道交通因投资大，建设周期长，一度失宠。

虽然铁路和城市轨道交通的诞生已有 100多年的历史，但重视和大规模修建城市轨道交通系统则是在第二次世界大战结束以后。20世纪下半叶以来，伴随着世界范围内的城市化进程，世界各国的城市区域逐渐扩大，城市经济日益发展，城市人口也逐渐上升。由于流动人口以及道路车辆的增加，城市交通量呈现急骤增长的态势，机动车辆增长尤快，城市道路的相对有限性导致了交通阻塞、车速下降和事故频发等一系列问题。行车难、乘车难，不仅成为市民工作和生活的一个突出问题，而且制约着城市经济的发展。此外，道路上汽车排放废气、噪声等环境污染问题也愈来愈引起人们的重视。在这样的背景下，城市轨道交通作为大运量、快速的公共交通工具再次引起世界各国的重视，纷纷开始采用立体化的快速轨道交通来解决日益恶化的城市交通问题，很多国家都确立了优先发展轨道交通的方针，立法解决城市轨道交通的资金来源。目前许多大城市逐渐建成了以地铁为主体、多种轨道交通类型并存的现代城市轨道交通系统，这些轨道交通系统在城市公共交通中发挥了重要作用，有些城市的轨道交通载客量已占整个城市客运量的50％～80％，成为城市交通的骨干，为城市的可持续发展做出重大贡献。

城市轨道交通系统作为现代化百万以上人口大都市的干线交通有很好的效益。轨道交通的发展对缓解城市大气污染，减少交通事故的发生也起到很好的作用。为了保护环境，从 20世纪80年代开始，欧美一些中等城市也陆续修建”绿色”新型轨道交通系统。1994年4月，在新加坡召开的国际市长会议提出，城市轨道交通是现代化城市的标志。优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通，已成为世界各国的共识。

自我国改革开放以来，伴随着世界经济全球化的趋势和我国城市化进程的加快，我国的城市发展进入一个历史上最快的时期，大城市的常规公共交通方式难以满足客运要求，尽管政府投入大量资金，交通状况却越来越差。如今，我国城市轨道交通正蓬勃发展。未来10年内全国将投资超过5000亿兴建1300km城市轨道交通线路。到2050年，我国将全部建成约4500公里的城市轨道交通线路，城市轨道交通发展建设前景广阔。

因此，研究城市轨道交通相关技术，对城市轨道交通的可持续发展有很重要的意义，进而对我国经济、城市化进程的可持续化发展有很大的积极作用。

2. 基于超级电容的轨道车辆制动能量回收系统研究研究课题的国内外研究现状的介绍以及应用

超级电容器主要是利用电极/电解质界面电荷分离所形成的双电层，或借助电极表面快速的氧化还原反应所产生的法拉第电容来实现电荷和能量的储存的。超级电容器又称双电层电容器(Electrical double-layer capacitor, EDLC)、黄金电容、法拉第电容，它是一种电化学元件，在电极与电解液接触面间具有极高的比电容和非常大的接触表面积，但其储能的过程并不发生化学反应，并且这种储能过程是可逆的，因此超级电容器可反复充放电数十万次。超级电容器是介于传统蓄电池与传统静电电容器之间的储能器件。与传统静电电容器相比，它具有更高的比能量；与传统蓄电池相比，它具有更高的功率密度。