城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量分析

曲璟

摘要：在城市發(fā)展的過(guò)程中，軌道交通是一項(xiàng)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(biāo)志。城市軌道交通的發(fā)展，對(duì)于方便人們的出行，有效解決城市的擁堵問(wèn)題具有重要意義。現(xiàn)代城市建設(shè)中，交通軌道中對(duì)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(diǎn)闡述城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;機(jī)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(xiàng)重要問(wèn)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(dāng)前現(xiàn)代城市中地鐵、輕軌、電車(chē)的出現(xiàn)，對(duì)于提升資源的利用率，有效降低污染，方便人們出行，提升運(yùn)輸效率方面都具有重要作用。地鐵是當(dāng)前城市軌道交通發(fā)展的重要標(biāo)志，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，我國(guó)的軌道交通事業(yè)發(fā)展將會(huì)展現(xiàn)出不一樣的面貌。

一、城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)

就當(dāng)前而言，城市軌道交通體系建設(shè)中，設(shè)備的運(yùn)行具有一定的綜合性，因此在實(shí)際的管理過(guò)程中也會(huì)涉及到較多種類(lèi)的設(shè)備和技術(shù)，具體包括列車(chē)的控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、警報(bào)系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)等各個(gè)子系統(tǒng)的配合，從而確保列車(chē)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

其中，機(jī)電一體化技術(shù)就是融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電力電子技術(shù)等為一體，綜合性比較強(qiáng)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(chē)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(shí)現(xiàn)城市軌道交通體系中各個(gè)系統(tǒng)的高效聯(lián)動(dòng)，為管理運(yùn)營(yíng)人員和乘客提供更多的便利條件。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）保證施工的安全性和可靠性

在技術(shù)的推動(dòng)下，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的城市軌道交通，具有自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)報(bào)警以及自我保護(hù)的功能。在運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)電力故障，系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)保護(hù)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(yùn)行的安全性與可靠性。

（二）提升運(yùn)行能力

由于機(jī)電一體化技術(shù)本身具有很強(qiáng)的綜合性，在實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)等都會(huì)發(fā)揮各自的功能，從而為車(chē)站提供更加智能化的控制服務(wù)，這對(duì)于提升運(yùn)營(yíng)人員的管理水平，提升工作效率具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（三）提高使用性能

在城市軌道交通系統(tǒng)中，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以借助數(shù)字現(xiàn)實(shí)和程序控制的方法，對(duì)交通的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整控制，從而簡(jiǎn)化操作流程，提升工作效率。對(duì)于高級(jí)的機(jī)電一體化技術(shù)，還能通過(guò)對(duì)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型和外部參數(shù)的調(diào)整，自動(dòng)選擇最優(yōu)的工作程序，從而為推動(dòng)城市軌道交通的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化打下基礎(chǔ)。

三、機(jī)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(dāng)前，在城市軌道交通系統(tǒng)中，地鐵是最常見(jiàn)的一種交通工具，通常情況下，地鐵作為一項(xiàng)地下工程，需要在保證安全的基礎(chǔ)上，做好通風(fēng)和照明工作。在實(shí)際工作中，為進(jìn)一步保證乘車(chē)人員的舒適度，需要長(zhǎng)期開(kāi)啟空調(diào)，這種運(yùn)營(yíng)模式會(huì)消耗大量的電力資源，同時(shí)長(zhǎng)期使用電器設(shè)備也增加了故障出現(xiàn)的幾率，對(duì)于安全運(yùn)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(shí)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(jì)中可以采用環(huán)控系統(tǒng)的方式，對(duì)于其他的季節(jié)可以利用隧道的通風(fēng)完成換氣。在車(chē)站內(nèi)部可以使用BAS完成對(duì)空調(diào)的控制。對(duì)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(huì)使用三級(jí)負(fù)荷的空調(diào)系統(tǒng)，并根據(jù)實(shí)際區(qū)域的情況以及氣候條件等進(jìn)行調(diào)整，從而提升資源的利用率。在用電的設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)際情況采取不同的措施保證乘客的實(shí)際需求，這些都需要機(jī)電一體化技術(shù)的支持。

（二）在車(chē)站動(dòng)力設(shè)備配電的應(yīng)用

在地鐵的環(huán)控工作中，會(huì)涉及到大量的配電設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)于資源的使用量會(huì)產(chǎn)生直接影響。借助機(jī)電一體化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的手操箱控制、環(huán)控電控室手動(dòng)控制、車(chē)控制及OCC控制這三種控制之間的互相聯(lián)動(dòng)控制，對(duì)于地鐵中的排煙風(fēng)機(jī)、消防栓泵及防煙卷簾、防火卷簾等設(shè)施，可以通過(guò)設(shè)計(jì)控制箱的方式，實(shí)行手動(dòng)控制、車(chē)控室控制以及OCC控制的方式，為管理運(yùn)營(yíng)人員提供便利。需要注意的是，各類(lèi)控制方式要實(shí)現(xiàn)互相聯(lián)動(dòng)。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(shí)，在機(jī)電一體化系統(tǒng)控制體系中，可以由車(chē)控室控制或由OCC控制，提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)、車(chē)站通風(fēng)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(duì)車(chē)站站臺(tái)、站廳、地鐵車(chē)廂等位置的溫濕度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，利用一定的算法及控制策略調(diào)節(jié)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中水系統(tǒng)二通調(diào)節(jié)閥的閥門(mén)開(kāi)度，控制地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)地鐵的運(yùn)行的具體情況，在不同的工況模式下進(jìn)行運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約電力能源的目的。比如在通風(fēng)空調(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控之中，實(shí)時(shí)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(shí)際冷負(fù)荷數(shù)、二通調(diào)節(jié)閥開(kāi)度等情況，完成冷機(jī)的投切控制，降低空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的能源消耗。

（三）在照明配電種類(lèi)及控制方式中的應(yīng)用

在技術(shù)的推動(dòng)下，當(dāng)前電子設(shè)備的集成度越來(lái)越高，這對(duì)軌道交通照明配電種類(lèi)以及控制方式也提出了更高的要求。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)中，可以科學(xué)對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而在電纜的鋪設(shè)以及用電管理方面提升效率。對(duì)于站臺(tái)與站廳之間的配電室，可以使用相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制。使用機(jī)電一體化技術(shù)之后，可以大大提升控制水平。而為應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，地鐵屏蔽門(mén)進(jìn)出站的關(guān)閉與開(kāi)啟，列車(chē)中的空調(diào)設(shè)備都需要使用機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，這也能為城市軌道交通的安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，營(yíng)造良好的環(huán)境。

（四）在列車(chē)區(qū)間照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)列車(chē)自動(dòng)化控制的重要技術(shù)，當(dāng)前地鐵的列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中很多區(qū)域都使用了機(jī)電一體化技術(shù)。其中這種技術(shù)在列車(chē)區(qū)間照明的設(shè)計(jì)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(duì)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(dāng)切換供電的蓄電池組，從而保證照明情況，提升列車(chē)的運(yùn)行安全。對(duì)于區(qū)間隔斷的照明設(shè)備，通常會(huì)以120米為基準(zhǔn)，采用兩路供電的情況。另外，使用機(jī)電一體化技術(shù)，還能對(duì)列車(chē)的行駛速度、指示燈閃爍的時(shí)間進(jìn)行控制，一方面節(jié)能發(fā)出明確的信號(hào)，還能降低對(duì)資源的消耗。在人流量的低峰期間，可以適當(dāng)對(duì)閃爍時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，從而充分發(fā)揮節(jié)能的作用。

四、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，國(guó)際上對(duì)城市交通事業(yè)的重視程度不斷提升，這也促進(jìn)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?jiǎng)恿?。我?guó)的城市軌道交通中，對(duì)機(jī)電一體化的研究起步較晚，但在技術(shù)的推動(dòng)下，我國(guó)的機(jī)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(dāng)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(jī)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(jī)械設(shè)備可以模擬人的行為對(duì)列車(chē)進(jìn)行控制管理，從而有望做到無(wú)人駕駛，另外通過(guò)人機(jī)交互功能的研發(fā)，還能為乘客提供更加精準(zhǔn)的服務(wù)。

第二，網(wǎng)絡(luò)化也是未來(lái)交通事業(yè)發(fā)展的重要方向。借助網(wǎng)路技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通電力設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、運(yùn)營(yíng)組織等方面的高效管控，從而在站與站之間、站線之間進(jìn)行有效的溝通和數(shù)據(jù)交換，這對(duì)于優(yōu)化城市的資源配置，提升運(yùn)營(yíng)效率，改善運(yùn)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(shí)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(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。當(dāng)前在半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展的今天，新的工藝和材料不斷問(wèn)世，這也促使機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。未來(lái)為了更好地滿足城市軌道交通的高效運(yùn)營(yíng)，也需要相應(yīng)的拓展功能，因此微型化趨勢(shì)勢(shì)不可擋。

第四，綠色節(jié)能的發(fā)展方向。當(dāng)前，全球倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)。在環(huán)境惡化和自然資源逐漸枯竭的今天，機(jī)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(jì)、設(shè)備材料的選擇上進(jìn)行創(chuàng)新，降低能耗，保障安全性能。

五、結(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

[1]陳平.解析城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020（35）：42-43.

[2]敖國(guó)旭.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通AFC系統(tǒng)的研究[J].低碳世界，2018（05）：250-251.

[3]敖國(guó)旭.城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].低碳世界，2018（07）：289-290.

[4]丁毅.城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（24）：393.

[5]徐林.城市軌道交通機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（19）：56-74.

（作者單位：重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院）