軌道交通機電一體化技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量探析

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摘要：在城市發(fā)展的過程中，軌道交通是一項重要的組成部分，也是展現(xiàn)城市交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平的主要標志。城市軌道交通的發(fā)展，對于方便人們的出行，有效解決城市的擁堵問題具有重要意義。現(xiàn)代城市建設(shè)中，交通軌道中對技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用水平不斷提升，這也提升了軌道交通的發(fā)展速度。基于此，文章重點闡述城市軌道交通機電一體化技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；機電一體化技術(shù)；應(yīng)用質(zhì)量

由于城市的快速發(fā)展，人們的出行已經(jīng)成為一項重要問題，軌道交通的發(fā)展目的在于更好地滿足人們工作和生活的需求。當前現(xiàn)代城市中地鐵、輕軌、電車的出現(xiàn)，對于提升資源的利用率，有效降低污染，方便人們出行，提升運輸效率方面都具有重要作用。地鐵是當前城市軌道交通發(fā)展的重要標志，隨著我國經(jīng)濟水平的提升，我國的軌道交通事業(yè)發(fā)展將會展現(xiàn)出不一樣的面貌。

一、城市軌道交通機電一體化技術(shù)

就當前而言，城市軌道交通體系建設(shè)中，設(shè)備的運行具有一定的綜合性，因此在實際的管理過程中也會涉及到較多種類的設(shè)備和技術(shù)，具體包括列車的控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風空調(diào)系統(tǒng)、警報系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)等各個子系統(tǒng)的配合，從而確保列車的安全穩(wěn)定運行。其中，機電一體化技術(shù)就是融合了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、機械技術(shù)、電力電子技術(shù)等為一體，綜合性比較強的技術(shù)。在城市軌道交通系統(tǒng)中應(yīng)用這種技術(shù)，可以為城市軌道交通車站提供智能控制、分布式調(diào)度以及網(wǎng)絡(luò)通信等基礎(chǔ)服務(wù)，從而實現(xiàn)城市軌道交通體系中各個系統(tǒng)的高效聯(lián)動，為管理運營人員和乘客提供更多的便利條件。

二、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）保證施工的安全性和可靠性

在技術(shù)的推動下，應(yīng)用機電一體化技術(shù)的城市軌道交通，具有自動監(jiān)視、自動報警以及自我保護的功能。在運行過程中，一旦出現(xiàn)電力故障，系統(tǒng)會立即啟動保護措施，從而有效降低安全事故發(fā)生的概率，提升軌道交通運行的安全性與可靠性。

（二）提升運行能力

由于機電一體化技術(shù)本身具有很強的綜合性，在實際應(yīng)用中，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機械技術(shù)、控制技術(shù)等都會發(fā)揮各自的功能，從而為車站提供更加智能化的控制服務(wù)，這對于提升運營人員的管理水平，提升工作效率具有非常重要的現(xiàn)實意義。

（三）提高使用性能

在城市軌道交通系統(tǒng)中，應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可以借助數(shù)字現(xiàn)實和程序控制的方法，對交通的運行情況進行調(diào)整控制，從而簡化操作流程，提升工作效率。對于高級的機電一體化技術(shù)，還能通過對控制對象的數(shù)學模型和外部參數(shù)的調(diào)整，自動選擇最優(yōu)的工作程序，從而為推動城市軌道交通的自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化打下基礎(chǔ)。

三、機電一體化在城市軌道交通中的應(yīng)用

（一）在設(shè)備供電節(jié)能中的應(yīng)用

當前，在城市軌道交通系統(tǒng)中，地鐵是最常見的一種交通工具，通常情況下，地鐵作為一項地下工程，需要在保證安全的基礎(chǔ)上，做好通風和照明工作。在實際工作中，為進一步保證乘車人員的舒適度，需要長期開啟空調(diào)，這種運營模式會消耗大量的電力資源，同時長期使用電器設(shè)備也增加了故障出現(xiàn)的幾率，對于安全運行也造成一定的威脅。因此在地鐵的照明和電器設(shè)備的使用中，需要貫徹落實節(jié)能減排的原則。以南方地區(qū)為例，由于夏季比較炎熱，需要空調(diào)發(fā)揮制冷的作用，在具體的節(jié)能設(shè)計中可以采用環(huán)控系統(tǒng)的方式，對于其他的季節(jié)可以利用隧道的通風完成換氣。在車站內(nèi)部可以使用BAS完成對空調(diào)的控制。對于北方而言，冬季比較寒冷，需要注意采暖設(shè)備的使用。通常會使用三級負荷的空調(diào)系統(tǒng)，并根據(jù)實際區(qū)域的情況以及氣候條件等進行調(diào)整，從而提升資源的利用率。在用電的設(shè)計過程中，一方面需要保證用電的安全性，另一方面需要結(jié)合實際情況采取不同的措施保證乘客的實際需求，這些都需要機電一體化技術(shù)的支持。

（二）在車站動力設(shè)備配電的應(yīng)用

在地鐵的環(huán)控工作中，會涉及到大量的配電設(shè)備，這些設(shè)備對于資源的使用量會產(chǎn)生直接影響。借助機電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)現(xiàn)場的手操箱控制、環(huán)控電控室手動控制、車控制及OCC控制這三種控制之間的互相聯(lián)動控制，對于地鐵中的排煙風機、消防栓泵及防煙卷簾、防火卷簾等設(shè)施，可以通過設(shè)計控制箱的方式，實行手動控制、車控室控制以及OCC控制的方式，為管理運營人員提供便利。需要注意的是，各類控制方式要實現(xiàn)互相聯(lián)動。通常情況下，經(jīng)由ISCS控制，如果遇到火災(zāi)等突發(fā)狀況時，在機電一體化系統(tǒng)控制體系中，可以由車控室控制或由OCC控制，提升系統(tǒng)運行的安全性。通風空調(diào)系統(tǒng)是地鐵站能源消耗量最大的電氣設(shè)備，主要由隧道通風系統(tǒng)、車站通風空調(diào)系統(tǒng)兩部分組成，利用地鐵工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對車站站臺、站廳、地鐵車廂等位置的溫濕度等參數(shù)進行實時的控制，利用一定的算法及控制策略調(diào)節(jié)通風空調(diào)系統(tǒng)中水系統(tǒng)二通調(diào)節(jié)閥的閥門開度，控制地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)地鐵的運行的具體情況，在不同的工況模式下進行運行，從而實現(xiàn)節(jié)約電力能源的目的。比如在通風空調(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控之中，實時采集分集水器供水管溫度、壓力等參數(shù)，結(jié)合系統(tǒng)的實際冷負荷數(shù)、二通調(diào)節(jié)閥開度等情況，完成冷機的投切控制，降低空調(diào)水系統(tǒng)運行時的能源消耗。

（三）在照明配電種類及控制方式中的應(yīng)用

在技術(shù)的推動下，當前電子設(shè)備的集成度越來越高，這對軌道交通照明配電種類以及控制方式也提出了更高的要求。將機電一體化技術(shù)應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)中，可以科學對照明設(shè)備進行設(shè)計，從而在電纜的鋪設(shè)以及用電管理方面提升效率。對于站臺與站廳之間的配電室，可以使用相應(yīng)的設(shè)備進行控制。使用機電一體化技術(shù)之后，可以大大提升控制水平。而為應(yīng)對突發(fā)情況，地鐵屏蔽門進出站的關(guān)閉與開啟，列車中的空調(diào)設(shè)備都需要使用機電一體化技術(shù)實現(xiàn)，這也能為城市軌道交通的安全穩(wěn)定運營，營造良好的環(huán)境。

（四）在列車區(qū)間照明設(shè)計中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)是實現(xiàn)列車自動化控制的重要技術(shù)，當前地鐵的列車運行過程中很多區(qū)域都使用了機電一體化技術(shù)。其中這種技術(shù)在列車區(qū)間照明的設(shè)計可以大大提升電力資源的利用率，符合節(jié)能環(huán)保的要求。其中，在區(qū)間照明的電源供電上，可以選擇三相交流電，對于應(yīng)急照明設(shè)備選擇單相交流電，一旦出現(xiàn)故障，可以適當切換供電的蓄電池組，從而保證照明情況，提升列車的運行安全。對于區(qū)間隔斷的照明設(shè)備，通常會以120米為基準，采用兩路供電的情況。另外，使用機電一體化技術(shù)，還能對列車的行駛速度、指示燈閃爍的時間進行控制，一方面節(jié)能發(fā)出明確的信號，還能降低對資源的消耗。在人流量的低峰期間，可以適當對閃爍時間進行調(diào)整，從而充分發(fā)揮節(jié)能的作用。

四、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來，國際上對城市交通事業(yè)的重視程度不斷提升，這也促進了城市管理水平的提升。另一方面，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，也為城市軌道交通事業(yè)的創(chuàng)新提供了重要動力。我國的城市軌道交通中，對機電一體化的研究起步較晚，但在技術(shù)的推動下，我國的機電一體化技術(shù)也將朝著智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化以及人性化的方向發(fā)展。第一，智能化是當前工業(yè)制造的重要發(fā)展方向。在集成及信息技術(shù)、控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展下，機械設(shè)備的智能化水平不斷提升，在城市軌道交通中，借助機械設(shè)備可以模擬人的行為對列車進行控制管理，從而有望做到無人駕駛，另外通過人機交互功能的研發(fā)，還能為乘客提供更加精準的服務(wù)。第二，網(wǎng)絡(luò)化也是未來交通事業(yè)發(fā)展的重要方向。借助網(wǎng)路技術(shù)，可以實現(xiàn)對軌道交通電力設(shè)備、機械設(shè)備、運營組織等方面的高效管控，從而在站與站之間、站線之間進行有效的溝通和數(shù)據(jù)交換，這對于優(yōu)化城市的資源配置，提升運營效率，改善運行的安全性都具有重要意義。乘客可以借助網(wǎng)絡(luò)以及智能終端實現(xiàn)需求資源的共享與互通，從而更好地為人們的出行提供便利。第三，微型化也是機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。當前在半導體技術(shù)快速發(fā)展的今天，新的工藝和材料不斷問世，這也促使機械設(shè)備和電子元器件朝著微型化、輕量化的方向發(fā)展。機電一體化技術(shù)就是采用各種零部件組裝的方式，拓展系統(tǒng)的功能。并借助設(shè)備和相應(yīng)的軟件和硬件實現(xiàn)精準控制。未來為了更好地滿足城市軌道交通的高效運營，也需要相應(yīng)的拓展功能，因此微型化趨勢勢不可擋。第四，綠色節(jié)能的發(fā)展方向。當前，全球倡導綠色生產(chǎn)。在環(huán)境惡化和自然資源逐漸枯竭的今天，機電一體化為了更好地發(fā)揮持續(xù)性的功能，需要重視綠色生態(tài)發(fā)展的理念，從而在系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備材料的選擇上進行創(chuàng)新，降低能耗，保障安全性能。

五、結(jié)語

綜上所述，機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上促進了我國城市軌道交通的發(fā)展，這對于城市發(fā)展而言具有重要意義。當前機電一體化技術(shù)表現(xiàn)出強大的生命力，除了城市軌道交通方面，也會在更多的領(lǐng)域中大放異彩。對此，各個城市在交通事業(yè)發(fā)展的過程中，需要明確自身存在的問題，充分利用現(xiàn)代技術(shù)，完善管理，加強創(chuàng)新，從而為人們的工作和生活提供更多的便利。

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作者:曲璟 單位:重慶公共運輸職業(yè)學院