軌道交通行業(yè)中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用探究

高潔

摘? ?要：軌道交通具有輸送量大、通達性好的特點，是國內(nèi)交通運輸?shù)闹匾M成部分。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用使得軌道交通運輸向自動化、智能化方向發(fā)展，提升了交通運輸效率和輸送能力，有效緩解城市交通壓力。電氣自動化與智能技術(shù)的結(jié)合提高了交通運輸?shù)陌踩耘c乘車舒適性。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用推動了軌道交通技術(shù)變革，對社會進步和科技發(fā)展起到極大的推動作用。

關(guān)鍵詞：軌道交通? 電氣自動化技術(shù)? 應(yīng)用

中圖分類號：TP29? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0011-02

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大、城市人口持續(xù)增長，交通壓力日益嚴峻，交通問題成為人們關(guān)注的焦點。同時，公路交通存在污染嚴重、輸送量不足、易擁堵等問題，軌道交通具有運輸量大、通達性好等優(yōu)勢，能夠有效地緩解地面交通壓力。因此，軌道交通在城市規(guī)劃建設(shè)中引起了極大的關(guān)注，安全、高效、綠色、智能的新型軌道交通將成為未來公共交通發(fā)展的主導(dǎo)方向。

電氣自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于軌道交通行業(yè)中，發(fā)揮著重要的作用[1-2]，保證軌道交通的安全、有序發(fā)展。本文對電氣自動化技術(shù)在軌道交通應(yīng)用的必要性進行分析，并探討了人工智能、自動化仿真、運行監(jiān)控及電網(wǎng)技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用，為軌道交通向智能化發(fā)展指明了方向，具有一定的參考意義。

1? 電氣自動化技術(shù)在軌道交通發(fā)展應(yīng)用的必要性

電氣自動化技術(shù)在軌道交通發(fā)展中的重要性主要取決于兩方面的因素：首先，軌道交通的運行涉及大量的電氣元件，而電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠使電氣元件的性能、價值發(fā)揮到極致，這對于軌道交通的穩(wěn)定、可靠運行具有重要的意義。其次，軌道交通的發(fā)展除保證必要的安全性外，還要盡可能地改善運行舒適性，無論是安全保障還是舒適性改善，均需要利用先進的電氣自動化技術(shù)?？傊?，電氣自動化技術(shù)是軌道交通技術(shù)的重要組成部分，是城市軌道交通發(fā)展的必然，是未來軌道交通的重點研究領(lǐng)域，對軌道交通和社會經(jīng)濟的發(fā)展具有相當(dāng)高的工程價值和社會價值。

2? 電氣自動化技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用分析

目前，電氣自動化已取得較大的技術(shù)進步，廣泛應(yīng)用于軌道交通的規(guī)劃建設(shè)及運行實踐中[3]。根據(jù)應(yīng)用范圍和技術(shù)層面不同，可從以下四個方面進行分析。

2.1 軌道交通中的人工智能技術(shù)

在當(dāng)前經(jīng)濟飛速發(fā)展的大環(huán)境下，各個領(lǐng)域都在加快發(fā)展步伐，而技術(shù)的不斷提升是各領(lǐng)域快速發(fā)展的前驅(qū)動力，也是各領(lǐng)域發(fā)展的根本，人工智能技術(shù)作為戰(zhàn)略性新興技術(shù)迅猛發(fā)展，已取得較大的進步與技術(shù)突破，并廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域。人工智能技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實現(xiàn)了智能視頻監(jiān)控、人機交互、遠程監(jiān)控等功能，不僅給乘客乘車提供了便捷服務(wù)，而且也為軌道交通運營方提供了強有力的技術(shù)支撐，因此，人工智能技術(shù)在軌道交通中有著舉足輕重的位置。

人工智能在軌道交通電氣自動化技術(shù)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在電氣控制方面。目前軌道交通運行實踐中的人工智能控制技術(shù)主要有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)控制等。在當(dāng)前電氣自動化控制系統(tǒng)中，模糊控制具有廣泛的應(yīng)用[4-5]，其控制原理如圖1所示。

其中，S為輸入信號，e為輸入信號與檢測信號之間的誤差，u為模糊控制量，y為輸出信號。系統(tǒng)通過檢測元件（傳感器）測得實際信號，計算與輸入信號之間的誤差，并將誤差與其微分量進行模糊量化處理，根據(jù)相應(yīng)的模糊算法與模糊控制器通過執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對控制對象的控制，同時檢測元件（傳感器）將測得輸出信號作為反饋與輸入信號進行對比，達到預(yù)期的控制目標(biāo)。

電氣控制技術(shù)的應(yīng)用極大地提升了軌道交通運行中的控制效果，為軌道交通的安全運行提供了有力保障?？偟膩碇v，人工智能技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了軌道交通控制效率和質(zhì)量的提升，為軌道交通的高效、高質(zhì)量運行提供了保障。

2.2 軌道交通中的自動化仿真技術(shù)

電氣自動化仿真技術(shù)在軌道交通發(fā)展中起著重要的作用，并廣泛應(yīng)用在列車研發(fā)、生產(chǎn)調(diào)試及運行過程中。高速列車對運行環(huán)境具有較高要求，尤其是在真空式軌道列車的前沿性研究中，現(xiàn)實試驗難以滿足。因此，通過自動化仿真技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在研發(fā)過程中對軌道交通的各部件、電氣系統(tǒng)做各種環(huán)境下的運行狀況模擬，將模擬數(shù)據(jù)進行收集，能夠有效減少研發(fā)過程中的人力及成本投入，同時為科學(xué)研究工作提供更加準(zhǔn)確且豐富的仿真數(shù)據(jù)資料。

2.3 軌道交通中的自動化監(jiān)控技術(shù)

列車運行的安全性是軌道交通技術(shù)的前提，自動化監(jiān)控可為列車安全運行保駕護航。中央監(jiān)控中心能夠?qū)⒏鬈囌拘畔⑦M行整合，實現(xiàn)信息共享，對各車站、軌線車輛進行合理調(diào)控。以地鐵列車為例加以分析，由于同軌道前后車輛運行時間間隔相對較短，列車一般裝有距離檢測設(shè)備，由后側(cè)車輛發(fā)出測距信息，前側(cè)車輛收到信息后進行及時應(yīng)答，從而檢測列車距離，便于緊急情況下及時采取制動措施，提高列車運行的安全性;當(dāng)前車出現(xiàn)故障時，列車子系統(tǒng)各級單元將動態(tài)信息及時反饋給中央控制單元，中央控制單元對針對故障線路進行監(jiān)測，對故障線路進行搶修，合理調(diào)度車輛，縮短故障時間。同時通過動態(tài)顯示系統(tǒng)和播報系統(tǒng)將故障信息進行反饋，以便及時控制車站客流量，避免擁堵情況發(fā)生。

2.4 軌道交通中的電網(wǎng)技術(shù)

電網(wǎng)電力系統(tǒng)是軌道交通系統(tǒng)中的重要組成部分，軌道交通的全面運行與電網(wǎng)電力系統(tǒng)的運行有著密不可分的關(guān)系，軌道交通當(dāng)中的基礎(chǔ)設(shè)施、監(jiān)控設(shè)備、牽引制動系統(tǒng)等均需由電網(wǎng)電力系統(tǒng)提供能源。電網(wǎng)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與分析能力對軌道交通的正常運行有較大影響，電力系統(tǒng)對列車運行所需負荷進行數(shù)據(jù)采集，并結(jié)合采集數(shù)據(jù)信息作出合理分析，對故障或異常單元進行準(zhǔn)確快速定位，切斷故障單元電力輸送，便于設(shè)備搶修，同時減少能源損耗。同時，電力系統(tǒng)對各系統(tǒng)超負荷狀態(tài)進行預(yù)警，減少負荷高峰期電力分配不足，保證各系統(tǒng)有效合理運作。電氣自動化技術(shù)在電網(wǎng)方面的應(yīng)用促進了電網(wǎng)技術(shù)的進步，配電模型、系統(tǒng)軟件的改進與創(chuàng)新提升了電網(wǎng)的整體數(shù)據(jù)處理能力，電網(wǎng)自動化水平的提升對推動軌道交通技術(shù)的智能化發(fā)展具有重要的意義。

3? 結(jié)語

本文論述了軌道交通的優(yōu)勢及其在交通運輸行業(yè)的重要性，討論了電氣自動化技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用的必然性和合理性，并分析了人工智能、自動化仿真、運行監(jiān)控及電網(wǎng)技術(shù)等電氣自動化技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的實際應(yīng)用。電氣自動化技術(shù)對軌道交通的持續(xù)快速發(fā)展具有重要的影響，未來多學(xué)科交叉的技術(shù)融合與創(chuàng)新將進一步推動軌道交通行業(yè)向智能化方向發(fā)展，本文的探究對軌道交通技術(shù)的發(fā)展有一定的參考意義。

參考文獻

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