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《工程电磁场》是电气工程专业的重要专业基础课程之一。它所涉及的内容是电气工程专业学生应具备的知识结构的必要组成部分，同时又是一些交叉领域的学科增长点和新型边缘科学发展的基础[1]。它既有自己的理论体系又有很强的工程实践性。在《工程电磁场》课程的各教学环节中，理论教学是基础，对学生学习课程的知识起着关键性的作用。而理论教学又是以课堂教学为主的形式，课堂教学应是师生共创的活动。但是，该课程概念普遍抽象枯燥、运用数学工具多、理论分析推导繁琐等特点，影响了学生学习所需的认知能力、创新能力的培养，影响了学习该课程的热情和兴趣。所以，如何优化该课程内容以及如何提高课堂教学质量就显得非常迫切和必要。特别是如何在各校调整专业培养计划，压缩技术基础课教学时数的背景下（我校该课程压缩为32学时）提高教学质量，是亟待解决的教学改革问题。
一、教学过程最优化体系
“教学过程最优化”理论创立者前苏联著名教育理论家巴班斯基曾指出：“教学过程的最优化，就是指通过选择一种适合教育过程具体情况的教学方法，使教师和学生在花费最少的必要时间和精力的情况下，获得最好的效果”，同时强调最优化是在符合教学规律和教学原则的基础上，教师有意识有科学根据的教学方案的选择，其优化体系包括：教学内容的优化体系；课堂目标的优化体系；课堂教学方法的优化体系；教学手段的优化体系；学生课程反馈优化与矫正的体系。
二、教学目标与要求
《工程电磁场》教学在普通物理电磁学的基础上，使学生通过系统的电磁理论的学习，能够达到以下的学习目标：进一步熟悉宏观电磁场的基本性质和基本规律；对电气工程中的电磁现象和电磁过程，能用场的观点进行初步分析；对一些简单的问题能进行计算；为学习专业或进一步研究电气设备电磁场问题，准备必要的理论基础。教学以静电场、恒流电场和恒定磁场原理为主，结合电磁辐射、电磁污染、电磁兼容、涡流效应等工程技术问题分析，通过课堂教学、实验和虚拟实验教学、习题练习和考试等环节完成整个教学过程。电气工程的电磁场课程研究的是各种电气设备内部电磁场，学习的是工程电磁场的本质。掌握电磁场的产生机理、电磁场的边界条件是学生把握电磁场物理本质的重点。传统的电磁场教学要求在深刻理解重要的物理量电场强度和电位移、电位、电流密度、磁感应强度和磁场强度、矢量磁位、动态位的基础上建立电磁场的重要性质与规律——积分形式和微分形式的电磁场方程组，并解释电磁场的性质和规律。应用高斯通量定理、安培环路定理的积分形式计算对称的简单场，培养学生在分析电磁场问题中能正确寻找并应用边界条件的能力。让学生能够理解电磁场能量的分布及传输，掌握通过能量关系计算电场力、磁场力的方法，了解电路参数的计算原则，掌握平面电磁波在电介质及导电媒质中传播的基本规律[2，3]。
三、《工程电磁场》教学内容体系
传统《工程电磁场》教学内容体系包括静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、准静态电磁场等。《工程电磁场》的主要教学内容中存在两大体系：一种是先静态场后时变场的教材体系。这种传统体系起点较低，学生比较容易接受，但与物理学中电磁学部分重复较多，学生会感到厌烦。同时从这些基本定律出发逐一推演静态场的特性必然费时很多，导致时变场被压缩。另一种是先时变场后静态场并以时变场为主的教材体系。这种体系虽然压缩了静态场，充实了时变场的内容，但起点高，学生不易接受。无论选用哪种体系的教材，对教师来说，至关重要的是如何组织教学、整合与表达教材内容。特别是近几年来，随着我国高校综合素质教育要求的不断提高，专业基础课、专业课普遍存在压缩课时的总趋势。因此，在较短的课时中要讲清要点，精简多练，突出教学内容的工程性，教学组织就显得尤为关键[4]。
四、教学内容体系的优化
针对传统教学内容，教学时数大幅压缩而教学质量不降低，为了解决这一矛盾，我们对教学内容体系采取优化措施。
1.优化课堂教学。（1）优化数学内容。电磁场理论是以麦克斯韦方程组为核心的理论体系，所有的电磁规律都有对应的数学模型，会在电磁场理论中大量使用矢量分析与场论、特殊函数和数学物理方程等数学知识，虽然学生已学过这些数学知识，但是在学习时没有具体应用，所以，当需要应用这些数学工具时，学生就会感到很困难。学生本就对电磁理论的学习有畏惧感，如果我们上课时再进行大量的数学推导，一是课时不允许，二是更加剧了学生的畏惧感。根据这一现状，在教学中要简化数学推导，优化数学推导过程，直接给出结论，重点分析数学公式代表的物理意义。（2）优化知识结构内容，减少静态场学时，增加时变场学时。减少静态场学时数后，时变场教学时数增加，内容从电磁感应、麦克斯韦方程组、波动方程到平面波和辐射，学生可以较全面地了解电磁场理论体系，掌握时变场的分析计算方法。从一个新的角度学习电磁理论，更容易激发学生的学习兴趣，有兴趣才有动力，这是保证学习质量的基础。而以往电磁场理论教学中静态场教学时比例偏大，其基本概念学生在电磁学知识中已学过，学生觉得没有新意，只是简单重复，没有学习兴趣，因此静态场教学内容应调整为以讲解重点知识为主。静态场学时、时变场学时占总学时的比例可由75%和25%优化为50%和50%。（3）结合教师的科研成果进行教学。应结合教师的科研工作以及最新的科技成就及其发展趋势，在课堂上向学生介绍电磁学内容在生活和工程中的广泛应用。将当今社会发展中的新设备、新技术贯穿于教学过程。例如在讲到电磁感应时，可以结合生活中的电磁辐射与电磁污染的问题、涡流效应在生产生活中的应用等，来激发学生学习热情。（4）优化教学手段。在教学中采用多元化的辅助教学手段是解决电磁场理论难教、难学问题的有效手段。例如采用多媒体教学手段可以解决以前在黑板上很难讲清楚的问题和那些书写量很大的问题，特别是在课时少的情况下，具有非常大的优势。多媒体课件绘制的图形具有立体化、动态化、色彩化等特点。可根据个人特点、专业需求，以及学生的具体情况对电子教案进行随时实施优化。（5）增加工程电磁场数值计算的教学内容，在电磁理论教学中引入“数值计算方法”的教学内容，教学实践表明，基于深化和加强电磁场工程分析能力，学生对此学习内容有浓厚的学习兴趣，教学效果显著。因此增加此部分内容的教学，对于适应电磁场课程后续教学的需要，加强本科生分析和解决工程电磁场问题的能力非常必要，并使学生不间断地接受计算机辅助分析能力的培养，以满足较高层次本科大学生的培养要求。
2.优化实验教学环节。以往的实验教学多在实验室进行，做的实验也往往是一些验证性的实验，学生感觉实验与理论脱节，对促进教学质量的提高帮助不大。为了提高教学质量，有必要优化实验教学内容，挖掘新型实验教学内容，可将一些易于携带、装置简单、轻便的仪器直接带入课堂，采取边讲解边演示的方式，或以适当的方法将部分工程电磁场演示实验拍摄成录像短片，在授课过程中配以使用，也会起到非常好的教学效果。在教学过程中，通过工程电磁场实验演示可以强化学生对理论知识的理解，对电磁理论规律的掌握，培养学生的观察能力和逻辑思维能力，以激发学生学习工程电磁场的兴趣。
3.课程的延伸与拓展。课程的延伸与拓展是对课堂教学内容的延伸与补充，如课外答疑，课外习题，电磁场数值和计算机仿真或虚拟仿真实验，电磁场动态建模，电磁兼容的专题研究等。课程的延伸与拓展能培养学生的科研能力和创新能力，使每个学生的能力都得到发展。实践表明，我们开展的课程的延伸与拓展受到了学生的欢迎，对于学生素质能力的培养起到了积极地作用。
五、结束语
针对《工程电磁场》课程教学时数大幅减少这一事实，我们研究了课程教学内容体系优化等问题。我们紧紧围绕工程磁场的物理实质，将课堂教学、实验教学环节和课程延伸与拓展三部分形成完整的《工程电磁场》教学内容优化体系，在实施过程中注意遵守教学内容的科学性原则，优化教学资源配置，以学生能力养成为本，以21世纪工科人才培养为目标，切实提高《工程电磁场》的教学质量。
结合我校该专业的培养计划安排，我们对该专业的《工程电磁场》课程体系理论进行了优化，实践证明，收到了满意的教学效果。
参考文献：
[1]冯慈璋，马西奎.工程电磁场导论[M].北京：高等教育出版社，2000：1-60.
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纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。纳米技术研究在0.1~100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围，或以其为基本单位所构成的材料[1]。纳米材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生深远的影响。本文就纳米材料及其在环境保护领域的应用进行了阐述。
1纳米材料的基本性质[2,3]
1.1表面效应
用高倍电子显微镜对金超微颗粒（直径为2.1~3μm）进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体，十面体，二十面体等）的晶型，既不同于一般固体，又不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态，尺寸大于10μm后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。
超微颗粒的表面具有很高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率，使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层，确保表面稳定化。利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。
1.2小尺寸效应
随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生特殊的光学、热学、磁学、力学、声学、超导电性、介电性能以及化学性能等一系列新奇的性质。
2纳米材料在大气污染治理方面的应用
2.1空气中硫氧化物的净化
二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体，如果在燃料燃烧的同时加入纳米级催化剂不仅可以使煤充分燃烧，不产生一氧化硫气体，提高能源利用率，而且会使硫转化成固体的硫化物。如用纳米Fe2O3作为催化剂，经纳米材料催化的燃料中硫的含量小于0.01%，不仅节约了能源，提高能源的综合利用率，也减少了因为能源消耗所带来的环境污染问题，而且使废气等有害物质再利用成为可能。
2.2汽车尾气净化
汽车尾气排放直接污染人们的生活空间及呼吸层，对人体健康影响极大。开发替代燃料或研究用于控制汽车尾气对大气污染材料，对净化环境具有重要的意义。用纳米复合材料制备与组装的汽车尾气传感器[4]，通过汽车尾气排放的监控，可及时对超标排放进行报警，并通过调整合适的空燃比，减少富油燃烧，达到降低有害气体排放和燃油消耗的目的。纳米稀土钛矿型复合氧化物对汽车尾气所排放的NO、CO等具有良好的催化转化作用，可以替代昂贵的重金属催化剂用作汽车尾气催化剂。
2.3室内空气净化
新装修房间空气中的有机物浓度大大高于室外，而光催化剂可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物，纳米TiO2的降解效果最佳。纳米TiO2经光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧膜化能与细菌细胞或细胞内组成成分进行生化反应，使细菌头单元失活而导致细胞死亡，并且使细菌死亡后产生的内毒素分解，即利用纳米TiO2的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物[5]。在医院的病房、手术室及生活空间安放纳米TiO2光催化剂可具有杀菌、除臭作用。
3在水污染治理方面的应用
3.1处理无机污染废水
污水中的重金属对人体的危害很大，重金属的流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力[6]。如纳米TiO2能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面，井将其还原为细小的金属晶体，既消除了废水的毒性，又回收了贵重金属。
3.2处理有机污染废水
大量研究表明纳米TiO2等作为光催化剂，在阳光下催化氧化水中的有机污染物，使其迅速降解。至今为止己知纳米TiO2能处理80余种有毒污染物，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质图。例如Pintar等在间歇式反应器中纳米Ru/TiO2作催化剂，对酸性或碱性牛皮纸漂白废水进行光催化降解，废水中的有机总碳TOC的去除率可达到99.6%，并使废水完全脱色。经光催化湿空气氧化处理后的工厂废水对弧菌的毒性的实验表明，用该方法处理后的工厂漂白废水完全可以进一步生物降解。
3.3自来水的净化处理
新型纳米级净水剂[7]的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂Al2O3的10~20倍，能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置，有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后，可以100%除去水中的细菌、病毒，得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病毒的直径比纳米大，在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时，会被过滤掉，水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。
4在其它环保领域的应用
4.1噪声控制
飞机、车辆、船舶等发动机工作的噪声可达上百分贝，容易对环境造成噪声污染。当机器设备等被纳米技术微型化以后，其互相撞击、磨擦产生的交变机械作用力将大为减少，噪声污染便可得到有效控制。运用纳米技术开发的剂，既能在物体表面形成永久性的固态膜，产生极好的作用，大大降低机器设备运转时的噪声，又能延长设备的使用寿命[8]。
4.2固体废物处理
纳米技术及纳米材料应用于城市固体垃圾处理，主要有两个方面[9]：一是可以将橡胶制品、塑料制品、废印刷电路板等制成超微粉末，除去其中的异物，成为再生原料回收；二是利用纳米TiO2催化技术可以使城市垃圾快速降解，其速度可达到大颗粒TiO2的10倍以上，从而缓解大量城市垃圾给城市环境带来的压力。
4.3防止电磁辐射
近年来电磁场对人体健康的影响问题已经成为一个新的研究热点。在强烈辐射区工作并需要电磁屏蔽时，通过在墙内加入纳米材料层或涂上纳米涂料，能大大提高遮挡电磁波辐射性能。中科院理化所利用纳米技术研究出了新一代手机电磁屏蔽材料，可以实现手机信号抗干扰能力，同时大大降低电磁波辐射。
4.5在照明工程方面的应用
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Keywords: harmonic influence; array 6 pulse converter; filtering effect
中图分类号：TE34
1、谐波对生产的影响
某油田转水站输水电机采用变频器控制，控制方式为1托4，以外输压力为参考值，实行闭环控制，控制外输压力恒定值为0.3Mpa。用于测量液位的液位仪出现频繁波动，最大相差±20%，3台流量计流量显示值为0。先后更换PLC（可编程控制器）各个模块均无效果，在安装对讲机后，对讲机无法沟通，全部为杂音，怀疑为电力谐波干扰。测试结果显示电网内存在3次，5次，7次和11次谐波，并制定谐波治理方案。
2、站用电情况和谐波的产生
转水站的主要用电负荷是4台380V,260Kw供水电机，供水电机是由400kW变频器供电，变频器由1250kVA变压器供电。
采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而被越来越多的应用。但是，由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。变频器干扰主要有：一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，其产生的谐波对电网将产生传导干扰，引起电网电压畸变（电压畸变率用THDv表示，变频器产生谐波引起的THDv在10~40%左右），影响电网的供电质量；二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件，在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。
频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。频率为工频频率3倍（150Hz）的谐波称之为3次谐波，将频率为工频频率7倍（350Hz）的谐波称之为7次谐波。
3、谐波治理所采用的装置
变频器自身基波功率因数高，在0.96以上，采用国内外较为成熟的并联型LC无源滤波技术来治理变频器产生的谐波是无法实现的，将会造成过补偿。采用有源滤波理论上可以对谐波进行治理，但有源滤波器投资高。
QYJN-300-400/50-10型阵列6脉波变流装置（特别是变频器）谐波污染的装置，该滤波器呈宽带低通特性，该滤波器主要由阵列电抗器和电容器等无源器件组成，对6脉波变流器产生的5、7、11、13等次的谐波电流皆有滤除作用。该滤波器虽然采用电抗器、电容器等元件组成，但不会和系统产生谐振，也不会从系统的电网一侧吸收谐波，是通用型滤波器。
滤波后的电流畸变率最佳可以达5%以下，和有源滤波器的滤波效果相当，但价格却只是有源滤波器的一半，更优于通常的并联滤波器、进线电抗器或磁性滤波器。该滤波器的使用方便，可以单独使用，也可以并联使用，可以一个滤波器带多个变流设备，也可以多个滤波器并联带一个变流设备。使用方法如下图。
图1 QYJN-300-400/50-10型阵列滤波器典型应用
主要参数如下：①额定电压：400V；②额定电流：300A；③目标THID：10%；④额定频率：50Hz。
阵列滤波器装置投运后，测试结果表明滤波效果完全满足设计要求，运行效果良好，产生的效益主要表现在以下几个方面：①滤波效果；②电压改善；③节电效果。
4、滤波效果
4.1 电流的改善
滤波器装置投运后，谐波电流滤除效果非常明显，滤波后电流畸变率THD 为10%，谐波滤除率达84.2%。阵列滤波器投运之前的电流波形，波形呈驼峰形，畸变严重，THD值达63.2%。阵列滤波器投运之后的电流波形，波形接近正弦波，电流畸变小。
4.2 电压改善
滤波器装置投运后，电压波形改善非常明显，投运前电压畸变率为2.1%，投运后电压畸变率下降为0.9%，电压波形改善明显，电压均方根值略增加，三相相电压峰值下降分别为12.4V、11.6V、12.2V，这对用电设备的长期可靠运行非常有利。滤波器的投运提高供电质量和用电设备的可靠性。
4.3节电效果
滤波器装置投运后，滤波效果好，节电效果明显。变压器给变频器和转水电机供电电流明显变小，投运前三相电流分别为126A、142A、138A,投运后，三相电流分别为115A、117、118A,电流下降13.7%，并且纠正了电流三相不平衡。
另外，由于谐波的滤除，使得整个供电线路谐波引起的直接线路损耗包括：变压器额外损耗、谐波线损、电容器损耗等等。依据IEC 61378-1(1997)《变流变压器第一部分 工业用变流变压器》可确定非正弦电流下的总损耗：总损耗=电阻损耗（基波和谐波）+绕组涡流损耗（基波和谐波）+连接线损耗（基波和谐波）+杂散损耗（基波和谐波），即：
PN = PR + PWe + Pce + Pse （1）
对线路而言，由于趋肤效应，线路的谐波阻抗是随着谐波次数的增大而增加的，比正常电流引起的线路损耗大，谐波引起的功率损耗为：
（2）
可以计算出谐波引起的线路损耗是基波线路损耗的1.8倍。（），按正常无谐波是线路损耗3%估算，减少线路损耗为2.4%。
综合前面两项，合计节电率约为16.1%。按月用电量11万kwh估算，每度电费按0.57元计算，年节约电费12.2万元。
5、结论及认识
5.1 降低了谐波电流，提高了电能质量，保证了供电的质量。滤波器装置投运后，电流畸变率下降80%以上，达到治理要求。
5.2 改善电压波形，电压畸变率由2.1%下降到0.9%，提高设备运行安全性。
5.3 电费的节省。滤波器装置投运后电流明显下降，供电线路上谐波带来的额外损耗随之降低，整体节电率约为16.1%，年节电12.2万元。
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建设项目采用的管理模式是最关键的项目管理导向，其与建设项目管理的最终效果有着直接关系。狭义上的项目管理模式是该项目管理机构形式与内部职能区分，广义上的则是指该项目承包的方式以及狭义项目管理模式及项目管理组织模式，铁路是国民经济的主要基础性设施，也是基础产业。交通运输的不断发展，其与国民经济及社会发展之间的差距持续减小，致使长时间约束社会经济发展的关键问题得到了缓解，但是其需要合理有效的物流体系支撑，这也是经济发展对铁路建设项目的直接挑战。
一、我国铁路与相关节能管理现状
1、节能管理及铁路建设项目全寿命周期管理概论
随着社会经济的不断发展，人民生活水平的逐渐提升，建筑节能已经成为了建筑业发展的主要趋向，以全寿命周期管理理论为基础，并提出了新型的建筑节能策略，可以进一步促进我国建筑业的有序发展。以全寿命周期管理模式来指导建筑节能可以更为有效的降低节能环保总体成本，并推进建筑节能工作健康展开。铁路建设项目全寿命周期节能管理在确保其质量及环保的情况下能有效的缩减设计时间，呈现全寿命周期管理的最优化，铁路建设项目工程节能管理要注重建筑物体全寿命周期能耗的有效管理，并基于全寿命周期展开各项建筑施工，确保建筑业可持续发展。
2、铁路发展现状
整体而言，国内的铁路货运市场变化与以往传统格局相互矛盾，现如今我国已经构建了宏观调控之下的市场经济体系，并对货物的运输快捷、机动、精确、安全等有了更高的要求及标准，不过当下的铁路运输还是不能满足这新型运输需求。公路运输的不断发展，导致铁路的货源持续流失，铁路货物运输在市场地位也是遭受了极大的冲击。铁路货运的市场占有率不断减小不止是国民经济结构调节、经济上升速度变化、其他的运输方法有关，最关键的是其自身发展的经济特性及相应服务水平。铁路运输的市场竞争力不足，长时间受到国家政策的保护，本质上的内在改革动力不足。
3、铁路节能管理控制
（1）在国家的铁路十五规划时期，铁路的运行里程不断的提升，并且相应的电气化里程也是在不断的增加，电气化铁路所能承担的工作量也已经达到了42.7%，铁路综合运输耗能也持续的降低。国家的铁路十二五规划，在2015年呈现全国的铁路营运里程达到大约12万公里，并且相关的复线率以及电气化率也达到了可观的比率。单位内的运营工作量综合性耗能下降大约5%。
（2）高速铁路算是战略性的新兴产业，以国家的十二五规划为大背景，高速铁路也承担着铁路高效节能进步的重大任务，以宏观来讲应用铁路的全寿命周期概念，进行铁路项目建设的总体性规划及管理控制，这样相关的节能效率就会很明显的提升。
二、铁路全寿命周期管理控制驱动因素
铁路的全寿命周期高效率的节能管理控制，也就是能有效的确保铁路项目建设的安全、工期以及最终的质量、合同与信息、组织等各个方面的大型目标的呈现，并将相关的项目设计及建设与运作、阶段性的控制和修护、竣工验收等，进行全寿命周期中全方位与综合性的高效节能管理控制。依照全寿命周期的概念及理论，可把直接关联到铁路节能管理控制的各个驱动因素集中应用与高速铁路的项目建设全寿命周期中，对应的节能管理控制呈现是需要专项人员对项目建设进行合理的指导。
1、科技创新
要不断的进行科技创新，实现产学研一体化。铁路科技是高新技术范畴，在对应的铁路项目建设规划与设计环节，要持续的坚持政府参与式的合作实体。铁路的科技创新实现产学研一体化策略就是在政府的支撑与参与之下，诸多的大型铁路建设或是对应的运营单位以及铁路的科技范围均是有着高新技术及高素质人才的特点与优势的高校或是科研组织同时出资进行组建并将产学研集于一体，长时间的进行铁路科技范围内的产学研统一合作式的铁路科技创新化实体。对应的组织实体通常是企业或企业集团为产，高校为学，相关的科研组织及机构为研。铁路科技创新产学研一体化是各方面统一合作的最理想模式，该模式对企业的主体作用完全发挥非常有利，对各个高校及科研机构的基础性与支持意义呈现也是有很大的帮助，能合理有效的构建完善的产学研灵活合作的组织管理控制及运营体制，促进产学研的各方面长时间统一合作，并科学的保持铁路科技创新的持久性和高效率的节能管理控制。
2、能耗结构
铁路可以大量的使用多类能源来进行石油的替换，以呈现综合绿色交通工具，最关键的手段就是强化电气化铁路。铁路相关项目的运营时期，能耗结构的转变就是以电替油全寿命周期高效节能管理控制，这也是最重要的驱动因素。铁路的电气化具有非常大的优势，能对相应的资源进行综合性的使用，以便于减小能耗的耗费。电力的有效牵引耗能要比对应的内燃牵引耗能低很多，如客运列车的耗能量，电力机车是蒸汽机车的12%、内燃机车的60%。铁路的运营时期耗能结构进行以电替油，不仅改变了相关工作人员的劳动环境，精简了对应的人员数量，减小了人力成本，提升了劳动生产效率，更主要的就是可以将耗能有效的减小，并对相关的石油供需问题进行很好的缓解，从而降低了环境的污染度且净化了空气，对沿线周边的环境做了良好的保护。
3、资源
3.1土地资源
资源可以说是铁路节能管理控制的核心要素。人们赖以生存的基础就是土地，其是不可再生资源，合理的节约用地提升土地的使用率，对相关的铁路节能管理控制以及推进可持续发展非常有利。铁路经过高效率的经济作物区域或是城市邻近的地方，对于相应的实施方案决策分析过程来讲，最关键的是以社会效益来考虑土地的占用成本，对填土的高度进行有效的控制，并确定最适宜的路桥方案以桥替路及以桥替隧。该策略在相关的城郊地区使用时，不止是能够有效的降低所占用的土地面积，在对应的桥下面还能构建下穿的道路及人行道路和仓库、停车场等公用设施。乡村及山区等地方使用时，在桥下面还能够建设一定的人行通道以及野生的动物通道。
3.2新材料、能源
对于铁路的项目建设时期最关键的就是新型的材料及能源，客车的节能使用关键是经过大型商务中空铝合金材料进行一定的材料组焊，从而形成车体上端的体系承载构造，或是选择轻质的合金及高分子的工程材料和复合型材料的车内一整套服务性设施设备。客运站的主要节能为墙体节能，对应的复合型材料通常应用块体材料以及钢筋混凝土来形成承重结构，和保温隔热的材料合理的结合，在相应的框架构造中利用薄壁型材料以及保温隔热材料形成实质性的墙体；屋顶节能，对于客运站的节能屋顶来讲，关键就是太阳能集热以及可控的通风屋顶，便于保障冬天及夏天这两个季度的适应。有效的保温技术是将防水层下面设立的导热参数较小的轻材料以及防水层上面设立合理的聚苯乙烯泡沫等置于屋顶。
4、环境
4.1设计时期环保方式
铁路设计以及施工图的设计时期就要对项目建设的周边环境进行保护设计，比如铁路的线形设计，路基与路面以及桥梁隧道的设计等，都必须尽量的避开关键的工况企业以及军事性质得到设施和自然的保护地区等。铁路的周边沿线设备站以及生活区域的污水或是锅炉烟尘等也是需要一定的环保处理，并合理的结合周边的环境特点，施行景观及绿化工程的专门设计。
4.2建设时期环保方式
铁路的项目建设施工时期要展开环境保护设备等各方面的施工监督，施工的要点要最大化的避免离居民区较近，选择居民区域的下风向；对相关的施工机械要利用低噪音设施以及相关的消声减震的策略，最大化的减小机械的噪声污染；要严格把关施工现场及便道和人员活动的地方，以降低植被的破坏与地表的动荡，预防水土流失的现象出现；并对相应的隧道建设以及爆破工作要利用安全性高的路基及边坡的稳固，这样可以很好的降低环境对施工策略的直接性影响。
4.3运营时期环保方式
铁路项目建设施工时期要施行一定的环境保护策略及设备。相关列车运行的部分要利用有效的空气弹簧或是安装油压减震器，进而有效的减小列车的运行所导致的环境振动；利用成熟的技术工艺气浮法通常就能实行污水的有效处理，的蓄电池废水处理利用电渗析发来解决；铁路的电气化区域，构建公共运用的屏蔽性电缆传送相关的电视讯号或是在一定的规划阶段就促使对应的无线电敏感设施离开那些电气化线路，尽量的避免掉电气化铁路所存在的电磁辐射。
5、技术综合性归纳
应该的可行性的探究或是早期的设计时期就要对项目的建设施工环境会出现的影响进行详细的评估；建设和运行时期对有效的数据进行采集，构建铁路的节能指标，并进行仔细的节能性质分析，该指标最关键的是包含了基本性质指标以及附加的指标，进而有效的呈现局部相对的评估性指标；在竣工验收时期要对相关的环境保护设备进行验收，并对相应的环境后评估工作进行总结，提出详细的后续节能意见书。
三、铁路全寿命周期节能管理模式
1、铁路项目施工建设全寿命周期管理控制
1.1全寿命周期管理控制思路
相关的建设项目全寿命周期管理控制思路最主要的就是要求该项目的规划以及建设能够面对运营，以便于推进项目的规划与建设及运营资源、构造、技能以及进程呈现一体化的状态，在该项目的方案决策、设计以及施工中完全考虑运营的状况，并经过该建设项目的全部进程一体化完美的结合，以实现各个参与方间的合理交流与沟通，并将相关的数据进行信息共享。并且，在该项目建设的不同时期，各个参与方应在早期就开始介入该项目的管理控制，根据自身核心的特点及优势和相关的市场状况参与项目建设各个时期的实行。与此同时，经过即刻的信息交流与沟通，以促使各个参与方能够完全的了解掌握该项目的基本状况以及项目的讯息，便于为下个时期的项目建设管理控制制定适宜的计划以及调节所收集的信息及技术提供强有力的支持。
1.2全寿命周期管理控制模式原则
业主方应作为总协调人员，负责该项目总体性的运行及协调，并监督有关各方依据该项目的实际状况来实行有效的工作。不相同的项目实施时期相关各方把有关的讯息反映至相应的负责部门，并经由负责部门对信息进行一定的处理，最终把处理的数据结果即刻的反映，与此同时也要完成信息数据的规整及归档。
2、各个参与方参与程度及范围
业主方，该方是相关项目的发起者或是受益者，其余的参与方都是经过各类手续来为业主方提供有效的咨询服务以及技术，该方也应对各个参与方的诸多工作进行有效的督促与监督，并依照运营方的评估，对有关的参与方进行相对的奖罚，协调及监督工作贯穿于整个项目的全过程；咨询方，该方是为相关项目提供专业的咨询服务并负责项目产品的定向及施工设计的细化和项目的成本管理控制；施工方，该方要严格的把关设计图纸进行施工，对项目的各个方面可行性施工提出有效的建议，并在质保期间对项目的各个建设进行修护；运营方，该方是负责相关项目的运营管理控制以及物业的部分，项目的不同时期基于运营对项目的各个时期早期成果提出合理的意见，并负责项目管理最后评估。
3、全寿命周期模式的项目运作程序
决策时期，对应的咨询方式最关键的责任方以及协调方，并对各个方面的信息进行收集，即刻对有效的信息进行详细的分析与处理，将信息的结果反映给业主方以及设计方。业主方进行全方位的综合性考虑，呈现最优化的施工方案；设计时期，该时期设计方为重要的协调人，将可行性的报告以及概念性的设计规划作为关键的根据，便于制定最适宜政府规划的方案，对各个参与方的方案进行详细的分析讨论，综合性的权衡并给出有效的建议；施工时期，施工方为主要的协调人，要严格的把关审核之后的施工设计再进行相应的工程施工；运营时期，运营方是关键的协调人，将施工各个方面的资料进行收集，并依照项目建成后的实际状况以及前几个时期的资料信息，并有效的结合修护与物业管理对项目进行管理控制后评估。
结语
高速铁路现今已成为了世界铁路进步的新潮流，现代化的循环经济以及可持续发展战略的持续推进，国内的高速铁路发展飞速，并且在有关的节能及环保方面也是具有很大的优势与特点，不过在其对应的管理设计与建设、运作以及修护等却并未呈现为统一且有机的系统化体制。国内的高速铁路全寿命周期高效节能管理，仍是存在很多不可小觑的问题，急于进一步分析探究并解决。近几年，人们的成本意识逐渐的加强，项目的设计者及建设者与用户也对相关的建设项目全寿命周期管理控制极为重视。对铁路建设项目全寿命周期进行一定的分析管理，并总结出可行的管理模型是极为重要的。
参考文献
[1]李良威，李朝阳，徐剑，游霞.BIM技术在牵引供电系统设计中的应用[J].铁路技术创新，2014（2）.
