早在1911 年10 月,国外就对有关车辆在隧道中引起的活塞效应进行测试。1951 年,美国交通部城市客运署成功开发了SES(Swbway Environment Simulation) 软件,用于地铁长期热环境的仿真模型计算。目前上海地铁环控系统的模拟计算软件仍采用SES 软件系统。

从上世纪80 年代开始,清华大学开发出地铁热环境模拟分析软件STESS 。此软件采用新的水力网络不稳定过程算法,改进了传热计算模型,使之能够适应较为复杂的隧道及车站断面形状;且采取了长短时间步长相结合的方法,可保证模拟的计算精度。在给定系统形式和运行方式后,此软件可计算出地铁内各种散热散湿量,比较准确地模拟预测地铁隧道及车站近期、远期不同客流及车流情况下的实际通风量及湿度变化过程,校验系统设计及运行方式能否达到要求,确定合理的结构形式和运行方案。STESS 软件已在北京、天津、南京及德黑兰等国内外城市十几项地铁工程中应用,取得了较好的效果。

计算机仿真模拟计算,给合理确定地铁车站的空调负荷,或结合远近期运营工况分期实施环控设备等,作出十分必要的技术支持。这也将是轨道交通设计中一个仍需长足发展的科研方向。