地鐵車輛新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用分析

孫梓譯

摘要：近年來，隨著我國各大城市開始大力建設(shè)地鐵，民眾對(duì)地鐵車輛的安全性、可靠性提出了更高的要求，這在一定的程度上促進(jìn)了地鐵車輛新技術(shù)的出現(xiàn)。受到各個(gè)地區(qū)交通運(yùn)輸發(fā)展程度的影響，其應(yīng)用的新技術(shù)種類相差較大。本文主要針對(duì)一線、二線城市中地鐵車輛行車間隔時(shí)間縮短的情況下，提高地鐵車輛運(yùn)營質(zhì)量的新技術(shù)進(jìn)行研究，探究新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用優(yōu)勢及對(duì)策。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;新技術(shù);應(yīng)用

引言：隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，地鐵建設(shè)成為了人們所關(guān)注的重要話題。在交通運(yùn)輸?shù)膲毫ο拢覈簧僖痪€、二線城市的地鐵線路建設(shè)增加，地鐵行車間隔越來越短，由此引發(fā)了一系列新的問題。為了提高地鐵安全運(yùn)輸?shù)目煽啃?，將現(xiàn)代化的新技術(shù)應(yīng)用到地鐵建設(shè)當(dāng)中，具有重要意義?；诖?，本次研究以地鐵車輛新技術(shù)為核心，探究新技術(shù)的具體發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用趨勢。

一、地鐵車輛新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

相對(duì)于其他交通車輛來說，地鐵車輛運(yùn)行有著一定的弊端，為了彌補(bǔ)地鐵交通運(yùn)輸?shù)牟蛔?，?qiáng)化應(yīng)用優(yōu)勢，將新技術(shù)應(yīng)用到地鐵車輛當(dāng)中，對(duì)地鐵交通的健康發(fā)展至關(guān)重要。目前，地鐵車輛新技術(shù)的主要研究方向有蓄電池緊急牽引技術(shù)、無觸點(diǎn)邏輯控制技術(shù)、車載故障診斷技術(shù)，列車管理技術(shù)等，具體發(fā)展現(xiàn)狀如下。

（一）蓄電池緊急牽引技術(shù)

由于地鐵的運(yùn)輸線路較長，在無供電的路段想要試下運(yùn)行，就需要蓄電池緊急牽引技術(shù)。該技術(shù)最早出現(xiàn)在瑞典，若內(nèi)最早由北京地鐵四號(hào)線試用，效果良好。隨后在多個(gè)城市的地鐵建設(shè)當(dāng)中，均開始大面積投用蓄電池緊急牽引技術(shù)，但由于線路設(shè)置差異性較大，該技術(shù)尚未有統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[1]。受到技術(shù)自身限制的影響，采用該技術(shù)的列車通常會(huì)增重1-3t，目前綜合應(yīng)用效果最好的為鎳鉻蓄電池緊急牽引技術(shù)。

（二）無觸點(diǎn)邏輯控制技術(shù)

繼電器在地鐵車輛中的應(yīng)用至關(guān)重要，通過繼電器對(duì)通信模塊、控制模塊等進(jìn)行操控，來實(shí)現(xiàn)可靠的地鐵運(yùn)輸。近年來，邏輯控制技術(shù)應(yīng)用與繼電器的融合發(fā)展，逐漸代替了傳統(tǒng)的繼電器應(yīng)用。該技術(shù)不僅具有較強(qiáng)的自診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵車輛的故障查找，可也將地鐵車輛運(yùn)行中的重要信心存儲(chǔ)與傳輸?shù)娇刂浦行?，?jié)約了大量的維護(hù)時(shí)間。受到繼電器自身應(yīng)用限制的影響，傳統(tǒng)的繼電器可使用5-6年，在使用的過程中容易出現(xiàn)偶發(fā)故障，嚴(yán)重影響地鐵的正常運(yùn)行。而無觸點(diǎn)邏輯控制技術(shù)下的繼電器控制系統(tǒng)，使用年限大幅度增加，同時(shí)也能夠減少偶發(fā)故障，節(jié)約地鐵車輛運(yùn)輸?shù)木S護(hù)成本[2]。

（三）車載故障診斷技術(shù)

地鐵車輛的安全運(yùn)行對(duì)車載故障診斷技術(shù)有著較高的要求，近年來對(duì)地鐵機(jī)械零部件故障診斷技術(shù)的應(yīng)用快速發(fā)展，已經(jīng)在多個(gè)城市的地鐵線路投入使用，車載故障診斷系統(tǒng)的基本原理如下（見圖1）。該車載故障診斷系統(tǒng)的主要控制對(duì)象為地鐵車輛的制動(dòng)零件、軌道狀態(tài)等，通過對(duì)地鐵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，判斷是否出現(xiàn)故障問題，并根據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)變化情況，判斷故障可能出現(xiàn)的位置[3]。但由于缺少掌握相關(guān)技術(shù)的工作人員，該技術(shù)的使用情況尚未達(dá)到預(yù)期。

（四）列車安全管理技術(shù)

列車安全管理系統(tǒng)主要是對(duì)地鐵車輛多種信息的集合，是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與分析中心，在大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)列車的安全運(yùn)行情況進(jìn)行全方面的監(jiān)測與管理，實(shí)現(xiàn)地鐵車輛動(dòng)態(tài)化信息管理。同時(shí)，也具有一定的故障分析功能，通過獲得的數(shù)據(jù)采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可對(duì)地鐵車輛潛在的安全隱患問題進(jìn)行挖掘，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，確保地鐵車輛的順利運(yùn)行。由于該技術(shù)尚處于發(fā)展階段，對(duì)地鐵車輛故障信息的數(shù)據(jù)傳輸情況有限，因此很多重要的功能上尚未能拓展完全，在安全管理應(yīng)用上仍舊以故障診斷為主。

二、地鐵車輛新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

通過對(duì)地鐵車輛采用的新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，能夠看出以上新技術(shù)具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在兩大方面：

一是能夠確保地鐵車輛的有序運(yùn)營。地鐵作為城市重要的交通工具，關(guān)乎著居民的出行質(zhì)量。將以上新技術(shù)應(yīng)用在地鐵車輛當(dāng)中，能夠推動(dòng)城市地鐵的建設(shè)與管理，在出行高峰期實(shí)現(xiàn)地鐵的有序運(yùn)營，防止故障發(fā)生。同時(shí)，安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵車輛的動(dòng)態(tài)化管理，及時(shí)對(duì)出現(xiàn)故障的路段進(jìn)行維修和調(diào)整。

二是能夠有效降低地鐵車輛的維護(hù)成本。定期對(duì)地鐵車輛進(jìn)行維護(hù)和故障檢查是地鐵安全監(jiān)測工作人員的主要任務(wù)，但由于地鐵構(gòu)造十分復(fù)雜，肉眼很難對(duì)隱性的故障做出良好的判斷。采用故障診斷新技術(shù)，根據(jù)地鐵車輛零部工作時(shí)發(fā)出的信號(hào)數(shù)據(jù)，判斷其磨損的狀態(tài)，能夠大幅度減少認(rèn)為的維護(hù)工作量，從根源上防止故障發(fā)生，提高機(jī)械零件的使用壽命，降低維護(hù)成本。

三、地鐵車輛新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

地鐵車輛新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢順應(yīng)時(shí)代特性，以及人們對(duì)地鐵運(yùn)營的需求，向著系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。

首先，在系統(tǒng)化方面，由于地鐵車輛運(yùn)營的管理信息較為繁雜，采取的技術(shù)方法多種多樣，單獨(dú)管理勢必會(huì)增加工作人員的任務(wù)量，難以達(dá)到良好的效果。推動(dòng)新技術(shù)向著系統(tǒng)化的方向發(fā)展，對(duì)眾多小技術(shù)進(jìn)行整合，使其運(yùn)作在統(tǒng)一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，不僅呈現(xiàn)出的管理信息直觀、易梳理，也可提高管理人員的工作效率。

其次，在數(shù)據(jù)化發(fā)展方面，存儲(chǔ)海量地鐵車輛運(yùn)輸數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中尋找出故障診斷的特征，并利用在故障診斷當(dāng)中，能夠確保故障診斷高效、準(zhǔn)確。大數(shù)據(jù)技術(shù)也可分析城市居民的出行數(shù)據(jù)，分析人們對(duì)地鐵車輛設(shè)置的需求，從而針對(duì)性地調(diào)整地鐵車輛安排。

最后，在自動(dòng)化發(fā)展方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與應(yīng)用，以及5G技術(shù)的出現(xiàn)，為地鐵車輛安全管理自動(dòng)化進(jìn)一步提供了可能，也為技術(shù)優(yōu)化升級(jí)創(chuàng)造了空間。各種安全管理技術(shù)的應(yīng)用，均是朝著自動(dòng)化的方向前進(jìn)。盡管從目前技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，距離自動(dòng)化相差甚遠(yuǎn)，還有很長的路要走，但隨著新技術(shù)的加入，地鐵車輛新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展勢必會(huì)向著自動(dòng)化的方向穩(wěn)步前進(jìn)。

結(jié)論：綜上所述，地鐵車輛新技術(shù)的應(yīng)用正處于試驗(yàn)和探索階段，在科學(xué)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)下，新技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)均有著廣闊的發(fā)展空間。針對(duì)地鐵車輛運(yùn)行的現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)化、自動(dòng)化新技術(shù)的研發(fā)，與其他技術(shù)相輔相成，從而在新技術(shù)的加入下，共同實(shí)現(xiàn)地鐵車輛的現(xiàn)代化管理，推動(dòng)地鐵行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]曹長琴，陳永彪.淺談成都地鐵車輛PIDS新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用[J].鐵道機(jī)車車輛，2018，38（06）：125-128.