電氣自動(dòng)化技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

高勝才

摘 要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提升，居民對(duì)出行提出了更高的相關(guān)需求。所以，怎樣提高城市軌道交通便捷性和安全性顯得尤為重要。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提升，居民對(duì)出行提出了更高的相關(guān)需求。所以，如何提高城市軌道交通的便捷性和安全性就成為當(dāng)前軌道交通所需解決的問(wèn)題。基于此，本文就對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化 軌道交通 控制技術(shù)

Application of Electrical Automation Technology in Urban Rail Transit

Gao Shengcai

Abstract：With the continuous development of science and technology and the continuous improvement of people's living standards， residents have put forward higher related needs for travel. Therefore， how to improve the convenience and safety of urban rail transit is particularly important. With the continuous development of science and technology and the continuous improvement of people's living standards， residents have put forward higher related needs for travel. Therefore， how to improve the convenience and safety of urban rail transit has become a problem that needs to be solved by current rail transit. Based on this， this paper discusses the application strategy of electrical automation technology in urban rail transit.

Key words：automation， rail transit， control technology

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提升，居民對(duì)出行提出了更高的相關(guān)需求。由于當(dāng)前信息化智能化發(fā)展速度部快，已帶動(dòng)很多方面都向智能化邁進(jìn)，其中就包括了交通軌道，雖然現(xiàn)在已經(jīng)引進(jìn)了一些先進(jìn)的技術(shù)，能夠在很大程度上滿足人們對(duì)軌道交通監(jiān)控與運(yùn)營(yíng)的需求。但是要想做到對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，就必須要將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到其中，不僅可以達(dá)到對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且還可以對(duì)運(yùn)行中存在的問(wèn)題展開合理的分析，從而能夠在最短時(shí)間內(nèi)給出相應(yīng)的解決方案，拓展了鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)的適用領(lǐng)域，使鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了軌道交通的實(shí)時(shí)跟蹤管理。

1 軌道交通中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

在整個(gè)軌道交通系統(tǒng)中，運(yùn)行管理發(fā)揮著十分關(guān)鍵的功能，良好的運(yùn)行管理能夠提高運(yùn)行的效率，把電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到軌道交通的運(yùn)營(yíng)管理中，有助于監(jiān)控和控制整個(gè)交通運(yùn)輸?shù)恼麄€(gè)流程，實(shí)現(xiàn)跟蹤式的管理，確保每一輛列車都能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)軌道交通運(yùn)輸整體運(yùn)行線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，降低了人工監(jiān)測(cè)的難度，減輕了工作人員的工作量。由此可見，電力自動(dòng)化技術(shù)在鐵路運(yùn)輸中的作用是十分重大的。在城市軌道上，為了保證城市軌道的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)線路進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。如今，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏也變得更加快速。因此，交通不可避免地會(huì)出現(xiàn)擁堵。而將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到交通軌道當(dāng)中則可以很好地解決這一難題，并且從某種程度上為人們節(jié)省出行時(shí)間。在城市軌道交通建設(shè)上，存在著地上和地下兩大類型，當(dāng)前，我國(guó)的軌道交通建設(shè)已經(jīng)是世界上最先進(jìn)的，將電氣自動(dòng)化技術(shù)與軌道交通相結(jié)合，可以極大地提高其運(yùn)輸能力，增強(qiáng)對(duì)軌道交通的控制效果。但目前，國(guó)內(nèi)的電氣化管理技術(shù)還有待于不斷完善和加強(qiáng)。

電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)廣泛，特別是在軌道交通方面，以現(xiàn)場(chǎng)為例，實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)分層式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、站內(nèi)和中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間的相互銜接，利用主干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了站場(chǎng)與主干網(wǎng)的互相連接，并構(gòu)建了對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)線路的監(jiān)測(cè)，構(gòu)建了監(jiān)測(cè)中心。另外，在構(gòu)建監(jiān)測(cè)時(shí)，使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，不僅要科學(xué)，而且要可靠，注重安全性，在自動(dòng)化監(jiān)控的同時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行合理的控制。

2 城市軌道交通中電氣自動(dòng)化技術(shù)的需求

軌道交通是現(xiàn)代城市建設(shè)與發(fā)展的重要組成部分。目前，隨著我國(guó)城市化的加速，城市的發(fā)展速度越來(lái)越快，軌道交通的智能化也越來(lái)越高。

一方面，城市中的軌道交通系統(tǒng)一般覆蓋范圍較大，里程為10～100 km，在一個(gè)區(qū)間中有大小數(shù)十個(gè)站，如果要實(shí)現(xiàn)全線電氣自動(dòng)化控制，就必須要與站場(chǎng)建立區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)，以監(jiān)控站場(chǎng)的各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，并對(duì)全線系統(tǒng)進(jìn)行全面的更新和科學(xué)化的監(jiān)測(cè)和管理。

另一方面，相對(duì)于鄉(xiāng)村，都市的生活步調(diào)更高，因此，都市居民對(duì)快速而高效的生活方式、工作方式以及工作方式的要求也更高。所以，會(huì)有一些暗藏的阻礙，阻礙了城市的運(yùn)行，不能適應(yīng)城市發(fā)展的需要。因此，對(duì)鐵路線路的電力自動(dòng)控制技術(shù)提出了更高的要求，如高的可靠度、快的、穩(wěn)定的運(yùn)行。

還有一方面，相對(duì)于鄉(xiāng)村，都市的生活步調(diào)更高，因此，都市居民對(duì)快速而高效的工作方式的要求也更高。所以，在相關(guān)的電氣自動(dòng)化技術(shù)中，需要達(dá)到某種程度的安全性和可靠性，從而可以更好地保護(hù)使用者的生命和財(cái)產(chǎn)，規(guī)避各類潛在的危險(xiǎn)隱患。四是現(xiàn)代城市軌道系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)涉及到許多部門和許多專業(yè)之間的合作，因此對(duì)電子自動(dòng)化技術(shù)還應(yīng)具有一些全面的監(jiān)管功能，本發(fā)明能夠有效統(tǒng)籌各部門調(diào)度管理及其他各項(xiàng)工作，有效維穩(wěn)了整個(gè)交通系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行，給人民群眾帶來(lái)了高效出行方便。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用現(xiàn)狀

采用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行軌道交通運(yùn)營(yíng)管理，可以實(shí)現(xiàn)軌道交通運(yùn)輸全流程跟蹤式管理，提高了鐵路運(yùn)輸?shù)母咝Ч芾?，保障了列車的平穩(wěn)運(yùn)行。電氣自動(dòng)化技術(shù)在城市軌道交通中的運(yùn)用價(jià)值非常明顯，一是能夠?qū)壍澜煌ㄈ踢M(jìn)行監(jiān)視，減少了管理人員對(duì)軌道交通運(yùn)輸管理工作的壓力，還可以降低投入成本。二是將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到城市軌道交通運(yùn)輸當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路信息的合理規(guī)劃，為軌道交通的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

我國(guó)軌道搭建技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，以現(xiàn)代技術(shù)為支撐，把電氣自動(dòng)化技術(shù)和軌道交通建設(shè)及控制管理有機(jī)融合，增強(qiáng)了軌道交通運(yùn)輸能力和控制效果。但是還應(yīng)注意到將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到軌道交通運(yùn)輸管理中會(huì)受技術(shù)不到位的制約，因此，應(yīng)不斷地優(yōu)化和改善自動(dòng)管理技術(shù)。在城市軌道交通方面，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣，比如能夠在站內(nèi)構(gòu)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)以及為全線設(shè)置監(jiān)測(cè)中心等，通過(guò)采用骨干網(wǎng)和中央監(jiān)測(cè)網(wǎng)相結(jié)合的方式，組成了一個(gè)分層的分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在建設(shè)鐵路監(jiān)測(cè)體系時(shí)，應(yīng)兼顧可靠性、合理性和可操作性以及安全性等方面的需求，從而達(dá)到全程監(jiān)測(cè)和控制的目的。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 集成行車的指揮系統(tǒng)

城市軌道交通會(huì)穿越多條運(yùn)輸線路，并且線路的分布非常的錯(cuò)綜復(fù)雜，因此，在進(jìn)行操作的時(shí)候，必須要進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)的指令，這樣才能進(jìn)行操作的控制工作，從而保證指揮系統(tǒng)能夠完全地起到效果，行車指揮系統(tǒng)工作時(shí)可以起到信號(hào)指揮功能。將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于行車指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)可由 ATP發(fā)送設(shè)備構(gòu)成高精度的數(shù)字信號(hào)，并采用自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收以及數(shù)據(jù)的變換，因此，可以對(duì)列車進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)度和指揮。然而，由于列車指揮調(diào)度過(guò)程中存在著許多問(wèn)題，因而需要圍繞這些問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)控制。通過(guò)自動(dòng)控制網(wǎng)，可以完成信息的發(fā)送和接收，保證信息的準(zhǔn)確性。

4.2 多系統(tǒng)集成技術(shù)

城市軌道交通在運(yùn)行中受到多種因素的影響，要最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的作用，需要采用多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送集成技術(shù)，提高軌道交通的管理運(yùn)輸能力。由于多個(gè)體系的集成，軟件耦合性可通過(guò)隔離軟件來(lái)增強(qiáng)，而電氣自動(dòng)化技術(shù)則可對(duì)系統(tǒng)分級(jí)化使用。運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軌道交通運(yùn)行狀況的綜合處理與分類存儲(chǔ)。運(yùn)用多系統(tǒng)整合技術(shù)，對(duì)在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)中的軌道交通運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，并?duì)鐵路的車次進(jìn)行規(guī)劃，從而達(dá)到對(duì)鐵路的協(xié)同管理。

5 軌道交通中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

5.1 多系統(tǒng)集成

在軌道交通的信息管理系統(tǒng)主要包括業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)。其中，業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)就是將業(yè)務(wù)管理、戰(zhàn)略方案和生產(chǎn)系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而達(dá)到對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)進(jìn)行自上而下的、全程自動(dòng)化的信息采集和管理決策的目的。并實(shí)現(xiàn)了各業(yè)務(wù)模塊之間的信息共享。生產(chǎn)系統(tǒng)由監(jiān)控集成和通訊集成組成。在集成化的平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車行駛狀態(tài)、列車通過(guò)站點(diǎn)的監(jiān)控等功能。該系統(tǒng)能夠在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，及時(shí)作出準(zhǔn)確的判斷，及時(shí)采取相應(yīng)的對(duì)策，保證城市軌道運(yùn)輸?shù)陌踩⑵椒€(wěn)運(yùn)行。

5.2 現(xiàn)代通信技術(shù)

在城市軌道交通中，通信技術(shù)起到了十分關(guān)鍵的作用，建設(shè)一個(gè)現(xiàn)代化的城市軌道交通，才能將它的整體性充分地發(fā)揮出來(lái)。要想達(dá)到這個(gè)目的，就需要利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，在城市軌道交通的運(yùn)行中，在其運(yùn)行中，進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高其運(yùn)行安全。以城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理為例，了提升軌道交通的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，可以將電氣自動(dòng)化技術(shù)與之結(jié)合起來(lái)，從而提升城市軌道交通的通信功能。在此基礎(chǔ)上，搭建城市軌道交通運(yùn)營(yíng)云端數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并上傳至云端，實(shí)現(xiàn)了資源的分享與多樣化。在城軌施工過(guò)程中引進(jìn)電力自動(dòng)化技術(shù)，是提升城軌運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因此，要加強(qiáng)其通信功能。

5.3 隧道監(jiān)控與城市軌道交通站通風(fēng)系統(tǒng)

當(dāng)電氣自動(dòng)化技術(shù)被應(yīng)用到城市軌道交通的建設(shè)中時(shí)，此外，還應(yīng)關(guān)注隧道監(jiān)控和軌道交通車站通風(fēng)系統(tǒng)，在列車控制系統(tǒng)中，還可以使用電氣控制技術(shù)，在列車控制室內(nèi)安裝應(yīng)急控制板，一旦發(fā)生了火災(zāi)，就可以獲得對(duì)列車的控制，而且這種電氣控制的權(quán)力比中心工作人員的權(quán)力更大。電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)印刷機(jī)進(jìn)行有效的控制，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可以將需要的信息迅速的錄入，并將其反饋給城市交通管理系統(tǒng)。BAS控制主機(jī)可與城市軌道交通站聯(lián)網(wǎng)，通信傳輸網(wǎng)絡(luò)與通信轉(zhuǎn)換接口相連并向控制中心傳輸數(shù)據(jù)。

5.4 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到城市軌道交通中，可以對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)人員的人員撤離，保障車輛的安全運(yùn)行。將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到城市軌道交通當(dāng)中，通過(guò)將軌道交通的全部數(shù)據(jù)錄入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，從而達(dá)到對(duì)列車進(jìn)行全過(guò)程的自動(dòng)控制，從而達(dá)到改善列車運(yùn)行狀況的目的。在軌道交通運(yùn)輸當(dāng)中，一般都會(huì)將自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備設(shè)置于固定軌道和車輛當(dāng)中，然后再進(jìn)行全時(shí)間段全方面的檢測(cè)。自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，在這兩種方式中，軟件的作用就是對(duì)圖像進(jìn)行處理，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而硬件的作用就是對(duì)電腦、采集卡等設(shè)備進(jìn)行控制。經(jīng)過(guò)集中處理，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等。電氣自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及上傳和共享，監(jiān)控各軌道交通線路運(yùn)行狀況。在城市軌道交通中，采用電子自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，能夠全面的監(jiān)測(cè)設(shè)備的各項(xiàng)工作狀況，以保證其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

5.5 智能化低壓配電系統(tǒng)

可以將智能化的低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用于城市軌道交通的電氣自動(dòng)化控制。智能化低壓配電系統(tǒng)在城市軌道交通中的使用，可以在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高管理效率，降低投資成本，具有很高的推廣價(jià)值。智能的低壓配電網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)的智能化。未來(lái)，隨著城軌交通的發(fā)展，低壓配電網(wǎng)將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，并加強(qiáng)其智能化特性。

5.6 智能斷路器技術(shù)

智能斷路器技術(shù)是電氣自動(dòng)化技術(shù)中的一種，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有直接的影響，智能斷路器是一種技術(shù)含量極高的電氣設(shè)備。和以前使用的常規(guī)斷路器相比，智能斷路器可以適用于城市軌道交通各種運(yùn)行工況下，對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行正常工作的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。

5.7 系統(tǒng)運(yùn)行虛擬化

在常規(guī)的城市軌道交通的運(yùn)行與監(jiān)控以及城市的電力分配等方面，都是由管理者來(lái)完成電力操作與分配的工作。該作業(yè)模式可能會(huì)被人工作業(yè)錯(cuò)誤而存在安全隱患。將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于城市軌道交通可以實(shí)現(xiàn)虛擬化系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)。它雖不能從根本上對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)行改變，但卻能減輕工作人員工作量，改善運(yùn)作效能。在配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，能夠在專業(yè)的設(shè)備和程序的支持下，利用用戶界面來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的虛擬化操作管理。通過(guò)這種管理方法，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)時(shí)地監(jiān)控整個(gè)軌道交通的運(yùn)行過(guò)程，而不需要工作人員長(zhǎng)時(shí)間地注視著監(jiān)控屏幕，這不但可以縮短管理的時(shí)間，而且還能促進(jìn)管理效率和減少系統(tǒng)管理困難。

5.8 自動(dòng)駕駛技術(shù)

隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車的日益增多，隨著我國(guó)城市道路建設(shè)和道路建設(shè)的不斷深入，我國(guó)城市道路建設(shè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在未來(lái)，無(wú)人車將會(huì)是一種重要的發(fā)展方向。采用電子自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的自動(dòng)控制.在進(jìn)行軌道交通的過(guò)程中，使用了電子自動(dòng)化技術(shù)的衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)裝置，能夠更好的收集和傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于智能控制技術(shù)的智能控制方法，以滿足智能控制技術(shù)對(duì)智能控制技術(shù)的需求，為智能控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。對(duì)特定的城市軌道交通無(wú)人駕駛技術(shù)的使用情況進(jìn)行了反饋。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市軌道交通當(dāng)中，電氣系統(tǒng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，它直接關(guān)系到這個(gè)城市交通是否能夠平穩(wěn)運(yùn)行，所以為人們出行能夠更方便和快捷，就必須要增加電氣系統(tǒng)自動(dòng)化，改善電氣設(shè)施設(shè)備和擴(kuò)大電氣系統(tǒng)應(yīng)用。電氣系統(tǒng)自動(dòng)化工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，而且是今后智能化城市建設(shè)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一，因此，要想未來(lái)的城市發(fā)展，就必須要讓城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃部門正確地利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)電氣系統(tǒng)自動(dòng)化工作的發(fā)展。

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