城市軌道交通機電一體化技術應用質量分析

曲璟

摘要：在城市發展的過程中，軌道交通是一項重要的組成部分，也是展現城市交通網絡發展水平的主要標志。城市軌道交通的發展，對于方便人們的出行，有效解決城市的擁堵問題具有重要意義。現代城市建設中，交通軌道中對技術和設備的應用水平不斷提升，這也提升了軌道交通的發展速度。基于此，文章重點闡述城市軌道交通機電一體化技術的應用。

關鍵詞：城市軌道交通;機電一體化技術;應用質量

由于城市的快速發展，人們的出行已經成為一項重要問題，軌道交通的發展目的在于更好地滿足人們工作和生活的需求。當前現代城市中地鐵、輕軌、電車的出現，對于提升資源的利用率，有效降低污染，方便人們出行，提升運輸效率方面都具有重要作用。地鐵是當前城市軌道交通發展的重要標志，隨著我國經濟水平的提升，我國的軌道交通事業發展將會展現出不一樣的面貌。

一、城市軌道交通機電一體化技術

就當前而言，城市軌道交通體系建設中，設備的運行具有一定的綜合性，因此在實際的管理過程中也會涉及到較多種類的設備和技術，具體包括列車的控制系統、消防系統、照明系統、通風空調系統、警報系統、自動售檢票系統、通信系統、信號系統、電扶梯系統等各個子系統的配合，從而確保列車的安全穩定運行。

其中，機電一體化技術就是融合了計算機技術、信息技術、網絡技術、控制技術、機械技術、電力電子技術等為一體，綜合性比較強的技術。在城市軌道交通系統中應用這種技術，可以為城市軌道交通車站提供智能控制、分布式調度以及網絡通信等基礎服務，從而實現城市軌道交通體系中各個系統的高效聯動，為管理運營人員和乘客提供更多的便利條件。

二、機電一體化技術的應用優勢

（一）保證施工的安全性和可靠性

在技術的推動下，應用機電一體化技術的城市軌道交通，具有自動監視、自動報警以及自我保護的功能。在運行過程中，一旦出現電力故障，系統會立即啟動保護措施，從而有效降低安全事故發生的概率，提升軌道交通運行的安全性與可靠性。

（二）提升運行能力

由于機電一體化技術本身具有很強的綜合性，在實際應用中，計算機技術、網絡技術、機械技術、控制技術等都會發揮各自的功能，從而為車站提供更加智能化的控制服務，這對于提升運營人員的管理水平，提升工作效率具有非常重要的現實意義。

（三）提高使用性能

在城市軌道交通系統中，應用機電一體化技術，可以借助數字現實和程序控制的方法，對交通的運行情況進行調整控制，從而簡化操作流程，提升工作效率。對于高級的機電一體化技術，還能通過對控制對象的數學模型和外部參數的調整，自動選擇最優的工作程序，從而為推動城市軌道交通的自動化、智能化和網絡化打下基礎。

三、機電一體化在城市軌道交通中的應用

（一）在設備供電節能中的應用

當前，在城市軌道交通系統中，地鐵是最常見的一種交通工具，通常情況下，地鐵作為一項地下工程，需要在保證安全的基礎上，做好通風和照明工作。在實際工作中，為進一步保證乘車人員的舒適度，需要長期開啟空調，這種運營模式會消耗大量的電力資源，同時長期使用電器設備也增加了故障出現的幾率，對于安全運行也造成一定的威脅。因此在地鐵的照明和電器設備的使用中，需要貫徹落實節能減排的原則。

以南方地區為例，由于夏季比較炎熱，需要空調發揮制冷的作用，在具體的節能設計中可以采用環控系統的方式，對于其他的季節可以利用隧道的通風完成換氣。在車站內部可以使用BAS完成對空調的控制。對于北方而言，冬季比較寒冷，需要注意采暖設備的使用。通常會使用三級負荷的空調系統，并根據實際區域的情況以及氣候條件等進行調整，從而提升資源的利用率。在用電的設計過程中，一方面需要保證用電的安全性，另一方面需要結合實際情況采取不同的措施保證乘客的實際需求，這些都需要機電一體化技術的支持。

（二）在車站動力設備配電的應用

在地鐵的環控工作中，會涉及到大量的配電設備，這些設備對于資源的使用量會產生直接影響。借助機電一體化技術可以實現現場的手操箱控制、環控電控室手動控制、車控制及OCC控制這三種控制之間的互相聯動控制，對于地鐵中的排煙風機、消防栓泵及防煙卷簾、防火卷簾等設施，可以通過設計控制箱的方式，實行手動控制、車控室控制以及OCC控制的方式，為管理運營人員提供便利。需要注意的是，各類控制方式要實現互相聯動。通常情況下，經由ISCS控制，如果遇到火災等突發狀況時，在機電一體化系統控制體系中，可以由車控室控制或由OCC控制，提升系統運行的安全性。

通風空調系統是地鐵站能源消耗量最大的電氣設備，主要由隧道通風系統、車站通風空調系統兩部分組成，利用地鐵工程環境與設備監控系統對車站站臺、站廳、地鐵車廂等位置的溫濕度等參數進行實時的控制，利用一定的算法及控制策略調節通風空調系統中水系統二通調節閥的閥門開度，控制地鐵通風空調系統，根據地鐵的運行的具體情況，在不同的工況模式下進行運行，從而實現節約電力能源的目的。比如在通風空調水系統監控之中，實時采集分集水器供水管溫度、壓力等參數，結合系統的實際冷負荷數、二通調節閥開度等情況，完成冷機的投切控制，降低空調水系統運行時的能源消耗。

（三）在照明配電種類及控制方式中的應用

在技術的推動下，當前電子設備的集成度越來越高，這對軌道交通照明配電種類以及控制方式也提出了更高的要求。將機電一體化技術應用到照明控制系統中，可以科學對照明設備進行設計，從而在電纜的鋪設以及用電管理方面提升效率。對于站臺與站廳之間的配電室，可以使用相應的設備進行控制。使用機電一體化技術之后，可以大大提升控制水平。而為應對突發情況，地鐵屏蔽門進出站的關閉與開啟，列車中的空調設備都需要使用機電一體化技術實現，這也能為城市軌道交通的安全穩定運營，營造良好的環境。

（四）在列車區間照明設計中的應用

機電一體化技術是實現列車自動化控制的重要技術，當前地鐵的列車運行過程中很多區域都使用了機電一體化技術。其中這種技術在列車區間照明的設計可以大大提升電力資源的利用率，符合節能環保的要求。

其中，在區間照明的電源供電上，可以選擇三相交流電，對于應急照明設備選擇單相交流電，一旦出現故障，可以適當切換供電的蓄電池組，從而保證照明情況，提升列車的運行安全。對于區間隔斷的照明設備，通常會以120米為基準，采用兩路供電的情況。另外，使用機電一體化技術，還能對列車的行駛速度、指示燈閃爍的時間進行控制，一方面節能發出明確的信號，還能降低對資源的消耗。在人流量的低峰期間，可以適當對閃爍時間進行調整，從而充分發揮節能的作用。

四、機電一體化技術的發展趨勢

近年來，國際上對城市交通事業的重視程度不斷提升，這也促進了城市管理水平的提升。另一方面，相關技術的發展，也為城市軌道交通事業的創新提供了重要動力。我國的城市軌道交通中，對機電一體化的研究起步較晚，但在技術的推動下，我國的機電一體化技術也將朝著智能化、微型化、網絡化、綠色化以及人性化的方向發展。

第一，智能化是當前工業制造的重要發展方向。在集成及信息技術、控制技術以及人工智能技術的不斷發展下，機械設備的智能化水平不斷提升，在城市軌道交通中，借助機械設備可以模擬人的行為對列車進行控制管理，從而有望做到無人駕駛，另外通過人機交互功能的研發，還能為乘客提供更加精準的服務。

第二，網絡化也是未來交通事業發展的重要方向。借助網路技術，可以實現對軌道交通電力設備、機械設備、運營組織等方面的高效管控，從而在站與站之間、站線之間進行有效的溝通和數據交換，這對于優化城市的資源配置，提升運營效率，改善運行的安全性都具有重要意義。乘客可以借助網絡以及智能終端實現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，微型化也是機電一體化技術發展的重要方向。當前在半導體技術快速發展的今天，新的工藝和材料不斷問世，這也促使機械設備和電子元器件朝著微型化、輕量化的方向發展。機電一體化技術就是采用各種零部件組裝的方式，拓展系統的功能。并借助設備和相應的軟件和硬件實現精準控制。未來為了更好地滿足城市軌道交通的高效運營，也需要相應的拓展功能，因此微型化趨勢勢不可擋。

第四，綠色節能的發展方向。當前，全球倡導綠色生產。在環境惡化和自然資源逐漸枯竭的今天，機電一體化為了更好地發揮持續性的功能，需要重視綠色生態發展的理念，從而在系統的設計、設備材料的選擇上進行創新，降低能耗，保障安全性能。

五、結語

綜上所述，機電一體化技術的出現在很大程度上促進了我國城市軌道交通的發展，這對于城市發展而言具有重要意義。當前機電一體化技術表現出強大的生命力，除了城市軌道交通方面，也會在更多的領域中大放異彩。對此，各個城市在交通事業發展的過程中，需要明確自身存在的問題，充分利用現代技術，完善管理，加強創新，從而為人們的工作和生活提供更多的便利。

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（作者單位：重慶公共運輸職業學院）