電氣自動化的發(fā)展及在地鐵中的應(yīng)用研究

焦炎磊

（石家莊市軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050000）

前言

當(dāng)今社會是信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，有效地提高了企業(yè)的競爭實(shí)力，促進(jìn)社會的健康發(fā)展。隨著我國工業(yè)化時(shí)代的到來，電氣自動化技術(shù)的大力發(fā)展，既有助于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還有利于信息化發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國電氣工程的全面自動化。

一、電氣自動化概述

實(shí)際上，電氣自動化本身是一項(xiàng)覆蓋極其廣泛的綜合型科學(xué)技術(shù)，當(dāng)前時(shí)代它被廣泛應(yīng)用于電子、自動化、計(jì)算機(jī)工程、電工等多個(gè)領(lǐng)域，為我們國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做了非常重大的貢獻(xiàn)。其本身的綜合性能十分強(qiáng)悍，可以將自動化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、強(qiáng)弱電技術(shù)進(jìn)行巧妙的融合，并且連接工業(yè)企業(yè)中的各類電氣設(shè)備，從而幫助設(shè)備運(yùn)行的更加安全、穩(wěn)定。因此緣故，電氣自動化一直都與人們的日常生活與企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)，現(xiàn)如今被廣泛應(yīng)用于國家的工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域乃至于國防領(lǐng)域等。而且，隨著電氣自動化不斷完善，它逐漸延伸到各行各業(yè)之中，小到一個(gè)電器開關(guān)的設(shè)計(jì)，大到宇航飛機(jī)、地鐵建設(shè)都可以看到電氣自動化的“身影”。與此同時(shí)，無論是任何行業(yè)的發(fā)展，只要能夠科學(xué)的電氣自動化技術(shù)，就可以大幅度的減少企業(yè)的人力成本，并且減輕工作人員的勞動壓力，同時(shí)還可以保障各項(xiàng)信息傳輸數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性與時(shí)效性。

二、目前我國的電氣自動化發(fā)展

（一）便捷性

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，電氣自動化的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)也取得了非?？焖俚陌l(fā)展，如今的電氣自動化可以說是科學(xué)技術(shù)的集大成者，因?yàn)樗鼛缀醪粌H囊括了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子科技等多方面技術(shù)，而且還將這些先進(jìn)技術(shù)的各種優(yōu)勢進(jìn)行了有效的融合。正是由于這些先進(jìn)、強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)，為各行各業(yè)與社會大眾都起到了非常巨大的推動作用。事實(shí)證明，它不僅可以為各行各業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益，還為老百姓的日常生活帶來的了極大的便捷性。

（二）廣泛性

先進(jìn)的工業(yè)化水平不僅提高了人們的生活水平，更加快了國家整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的腳步，為各行各業(yè)都帶來了非常巨大的影響，尤其是電氣自動化的應(yīng)用范圍之廣，幾乎可以全面的覆蓋到各行各業(yè)之中。如今人們的日常生活隨處可見電氣自動化，例如每日出行需要乘坐的地鐵、電梯等，電氣自動化的發(fā)展已經(jīng)越來越受到社會各階層人士的重視。事實(shí)上，隨著電氣自動化技術(shù)的不斷完善，未來它的應(yīng)用發(fā)展勢必會越來越廣泛。

（三）高效性

可以說，電氣自動化是科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的必然結(jié)果，我國的電氣自動化技術(shù)對于行業(yè)發(fā)展的助推作用是顯而易見的，它不僅在推動著國家的經(jīng)濟(jì)水平，還對各行各業(yè)的生產(chǎn)線都有著巨大的推動，在增加生產(chǎn)效益的同時(shí)，還將產(chǎn)品的科學(xué)價(jià)值提升到了更高級的層面，其應(yīng)用極具高效性的。

（四）科學(xué)發(fā)展性

就目前我們國家的電氣自動化發(fā)展而言，它正在越來越深入的應(yīng)用到各行業(yè)之中，各項(xiàng)集成技術(shù)、控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)等都在不斷向前推進(jìn)，可以預(yù)料未來的電氣自動化肯定會更加智能化、多元化，會隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷的革新。電氣自動化最為明顯的一個(gè)應(yīng)用特征，就是這項(xiàng)技術(shù)是與時(shí)俱進(jìn)的，它能夠跟上時(shí)代的步伐完成技術(shù)更新，擁有非常科學(xué)、光明的發(fā)展前景。

三、關(guān)于電氣自動化的設(shè)計(jì)理念

實(shí)際上，將個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)步驟進(jìn)行統(tǒng)一的控制，并且將其進(jìn)行事前編程，便是電氣自動化的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念。要想提高電氣自動話的科學(xué)水平，必須要不斷完善內(nèi)在的控制系統(tǒng)，將集中監(jiān)控理念、遠(yuǎn)程監(jiān)控理念以及現(xiàn)場總線監(jiān)控三方面的設(shè)計(jì)理念落實(shí)到位。如下，便將此三方面的設(shè)計(jì)理念展開詳細(xì)的論述。

（一）集中監(jiān)控理念

將工作系統(tǒng)之上的各個(gè)操作環(huán)節(jié)都統(tǒng)一集中到一臺控制器上，便是電氣自動化中最為基礎(chǔ)的集中監(jiān)控設(shè)計(jì)理念。施行這樣的理念，不僅可以將所有工作人員的操作進(jìn)行集中監(jiān)控，還可以幫助企業(yè)減少一定程度的運(yùn)營成本，進(jìn)而提高企業(yè)在監(jiān)控過程中的時(shí)效性。目前很多企業(yè)的電氣自動化建設(shè)都在采用這一設(shè)計(jì)理念，類似地鐵行業(yè)的集中監(jiān)控，它可以將很多繁瑣的操作細(xì)節(jié)作集中處理。不過這樣的做法也不能說是完美無缺的，因?yàn)樗械拿疃急患械街鳈C(jī)上進(jìn)行處理，不可避免的會導(dǎo)致主機(jī)的反應(yīng)速率變慢，而且還會增加電纜的數(shù)量。所以未來的電氣自動化發(fā)展研究方向，應(yīng)該著重解決這一技術(shù)難題。

（二）遠(yuǎn)程監(jiān)控理念

所謂遠(yuǎn)程監(jiān)控理念，其實(shí)就是指不在工作現(xiàn)場而進(jìn)行的一類電氣自動化操作。例如煙草公司應(yīng)用這項(xiàng)設(shè)計(jì)理念，有助于完善產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的監(jiān)控作用，而且還可以幫助企業(yè)節(jié)約一定程度的計(jì)算機(jī)安裝費(fèi)用、電纜投入等，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還可以幫助企業(yè)的銷售人員減少路途的往返奔波，減輕了工作壓力。

（三）施行現(xiàn)場總線監(jiān)控

就我國目前階段而言，各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)方興未艾，很多企業(yè)在進(jìn)行工作管理的過程分鐘都會采用現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)的方式來作為輔助手段。這項(xiàng)設(shè)計(jì)理念其實(shí)也被廣泛應(yīng)用到地鐵建設(shè)事業(yè)之中，因?yàn)樗梢詭椭罔F工作人員實(shí)現(xiàn)更加智能化的操作，而且此類現(xiàn)場總線監(jiān)控的理念，還可以大幅度提高工作效率，并且讓各個(gè)區(qū)間之間實(shí)現(xiàn)更加獨(dú)立自主的管理。

四、電氣自動化在地鐵中的具體應(yīng)用

客觀而言，電氣自動化在地鐵中的應(yīng)用范圍非常多，具體的應(yīng)用要根據(jù)地鐵的實(shí)際情況來分析。就目前而言，我國的電氣自動化應(yīng)用在地鐵當(dāng)中，主要可以從如下幾個(gè)方面進(jìn)行概述。

（一）應(yīng)用于地鐵運(yùn)行的控制系統(tǒng)

由于我國的地鐵控制模式相對比較簡易，主要就是通過兩方面來實(shí)現(xiàn)自動化管理：其一，控制中心管理；其二，測控方面的管理。在這兩方面的管理控制范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控管理要注意的是，在控制線路中把使用的SDK雙環(huán)網(wǎng)傳輸通道轉(zhuǎn)化成通信傳接，之后在從控制中心到地鐵沿線進(jìn)行更加全面的連接。而這整個(gè)控制過程必須要利用BAS來實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理，同時(shí)在各個(gè)控制中心與地鐵站點(diǎn)的大樓通信機(jī)械室提供BAS的接入點(diǎn)設(shè)置。

（二）應(yīng)用于監(jiān)控隧道與地鐵站的通風(fēng)系統(tǒng)

對于電氣自動化應(yīng)用到地鐵建設(shè)，其中還有一個(gè)非常重要的區(qū)域就是在監(jiān)控隧道和地鐵站的通風(fēng)系統(tǒng)，它可以保障地鐵內(nèi)部空調(diào)的數(shù)值控制以及冷水系統(tǒng)的自動化管理，同時(shí)還包括諸如排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)的及時(shí)檢測，而且還會在檢測的公共區(qū)域?qū)⒕珳?zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，讓上層管理人員有更為充足的工作調(diào)配時(shí)間。另外一方面，電氣自動化還可以應(yīng)用在地鐵的車控系統(tǒng)之中，為車控室提供緊急使用的控制盤，可以為火災(zāi)事故做好自動控制的防護(hù)備用措施，而且此項(xiàng)電氣自動化操控的權(quán)限甚至比中央工作者的權(quán)限還高。與此同時(shí)，它還可以輔助打印機(jī)的自動打印操作，以此來及時(shí)的反饋地鐵火災(zāi)的具體情況。而且，BAS控制主機(jī)與地鐵站還可以進(jìn)行自動化的網(wǎng)絡(luò)連接，將通信傳輸網(wǎng)絡(luò)與通信轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行連接，進(jìn)而將具體數(shù)據(jù)傳送到控制中心。此外，對于這一電氣自動化項(xiàng)目而言，其操控權(quán)限能夠遠(yuǎn)高于中央的工作人員。另外，它能夠?qū)Υ蛴C(jī)所展開的自動化打印予以輔助，基于此來對地鐵的火災(zāi)狀況及早地予以反饋。BAS 型的控制主機(jī)能夠同地鐵站展開全方位的自動網(wǎng)聯(lián)，把通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)際地連于通信轉(zhuǎn)換的接口，繼而把數(shù)據(jù)信息明確地送達(dá)控制中心。

（三）應(yīng)用于監(jiān)控管理系統(tǒng)

簡而言之，對于地鐵云進(jìn)行過程中的監(jiān)控管理也需要引用到電氣自動化相關(guān)技術(shù)。第一點(diǎn)是幫助站臺控制機(jī)組的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，將控制模板進(jìn)行更加科學(xué)的調(diào)控，另外包括各種地鐵的多媒體設(shè)備。同時(shí)，對于地鐵中的系統(tǒng)自動化監(jiān)測還可以通過信號的轉(zhuǎn)換端口完成自動連接，進(jìn)而連接到具體的地鐵控制中心，完成更加高效、精準(zhǔn)的監(jiān)控管理。綜合以上文獻(xiàn)內(nèi)容所述，不難發(fā)現(xiàn)電氣自動化在各行各業(yè)的發(fā)展中都占據(jù)非常重要的地位，而且其應(yīng)用范圍之廣，幾乎囊括了各個(gè)科技、工業(yè)乃至于生活領(lǐng)域。本文結(jié)合了筆者自身多年相關(guān)的工作實(shí)踐，首先對電氣自動化作了簡要的概述，將我國電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀與相關(guān)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行詳細(xì)的分析，最后探究電氣自動化在地鐵中的具體應(yīng)用。隨著國家科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，未來國家的地鐵建設(shè)一定會越來越多樣化，勢必會革新出更加先進(jìn)的電氣自動化技術(shù)，進(jìn)而為老百姓創(chuàng)造更加安全、便捷的出行生活。地鐵運(yùn)行中的空調(diào)水也有其自我使用系統(tǒng)，在地下一層的車站可以它采用冷螺桿的冷水機(jī)組為車站提供冷源，而對冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等進(jìn)行檢測，冷卻水泵、冷卻塔則能夠按照順序進(jìn)行控制。地鐵中電氣自動化的應(yīng)用還包括地鐵的運(yùn)行階段，在地鐵運(yùn)行過程中，電氣自動化的應(yīng)用主要用來調(diào)節(jié)行車軌道的控制，經(jīng)過利用在電子計(jì)算機(jī)的協(xié)助下，利用信息傳輸將信息輸送到手機(jī)上，并能夠及時(shí)反饋行車的信息。同時(shí)在計(jì)算機(jī)的程序處理過后能夠繼續(xù)將地面的車輛進(jìn)行控制，能夠?qū)⑿旭偟能囕v進(jìn)行軌跡的檢測，并運(yùn)用數(shù)據(jù)的形式來反映行車的記錄。

（四）電氣工程運(yùn)用電氣自動化存在的缺陷

在地鐵電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，自動化技術(shù)雖然確實(shí)能夠增強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行效率，但卻在設(shè)備需要升級、更換、安裝的過程中存在許多的麻煩。一是在安裝自動化電氣設(shè)備時(shí)必須由經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的專業(yè)人員來完成安裝操作，對于防呆設(shè)計(jì)的考慮不足，導(dǎo)致安裝設(shè)備這一步驟較為遲緩；二是設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，雖然確實(shí)減少了偶然故障的出現(xiàn)頻次，但是如果自動化設(shè)備出現(xiàn)了重大故障，那么就必須由受過專業(yè)訓(xùn)練的專業(yè)人員來維修設(shè)備的故障。這在某種程度上會拉長維修時(shí)間，妨礙到日常的工作運(yùn)行，不利于日常規(guī)劃的地鐵運(yùn)行，增加一定程度上的交通壓力；三是正式啟動巨大的自動化電氣設(shè)備來參與運(yùn)作之前，需要很長的準(zhǔn)備時(shí)間。

針對自動化電氣設(shè)備缺陷的建議。一是盡可能地精簡設(shè)備的運(yùn)行啟動程序，簡化操作準(zhǔn)備程序指令驗(yàn)證，盡可能更快地投入到項(xiàng)目運(yùn)行之中；二是加大對電氣自動化方面人才的培養(yǎng)力度，在對人才進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，理論知識、實(shí)踐技術(shù)還有現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)都不能缺少，防止因設(shè)備、技術(shù)、系統(tǒng)革新而造成的技術(shù)人才斷層問題；三是盡可能多地在地鐵站內(nèi)、地鐵線路里可能成為維修現(xiàn)場的場地內(nèi)配備專門的維修設(shè)備工具取放點(diǎn)，以方便在站點(diǎn)內(nèi)的專業(yè)維護(hù)人員進(jìn)行故障檢測和搶修，以此來節(jié)約在這些工作上花費(fèi)的時(shí)間，提高故障事故的處理效率，使地鐵能夠更快地再次投入到運(yùn)輸任務(wù)中。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，包括在地鐵中的應(yīng)用，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高地鐵運(yùn)營企業(yè)的競爭實(shí)力。并且電氣自動化技術(shù)的大力發(fā)展，既有助于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還有利于信息化發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國電氣工程的全面自動化，因此對電氣自動化技術(shù)發(fā)展及其地鐵中的應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。