电气自动化在城市轨道交通中的应用

电气自动化在城市轨道交通中的应用

邓伟

中铁武汉电气化局集团有限公司机电分公司， 710048

摘要：电气自动化技术对于城市轨道交通自动化管理体系的建设，发挥了不可替代的重要作用，同时也为我国城市轨道交通通信和自动化驾驶领域相关技术，给予了重要的技术支持与理论基础。本文重点就电气自动化在城市轨道交通中的应用进行了探讨。

关键词：电气自动化；城市轨道交通；智能化驾驶；应用

引言：完善的城市轨道交通体系，是现代化城市建设过程中必不可少的一个重要环节，同时也是保障国民具有便捷的交通条件和安全的出行环境的重要基础。城市轨道交通设备以及系统的运行管理，需要电气自动化技术的创新发展和优化设计，这样才能更大程度的提高城市轨道交通管理的科学性和高效性水平。

1 电气自动化技术的应用特点

随着电气自动化技术的研究和发展深度的加深，该项技术在更多的社会领域中得到了广泛的应用，并且对于促进我国的经济发展和社会建设，起到了至关重要的影响作用。我国城市轨道交通体系从理论转为现实的发展过程中，电气自动化技术对于实现各类基础设施建设，发挥了不可替代的重要作用，在技术应用的过程中所表现出来的特点主要体现为以下几个方面：（1）以电气自动化技术为核心，所形成的自动化监管体系以及智能化管理系统，对于改善我国城市轨道交通设施管理以及系统运营，存在的安全性问题和风险因素具有重要的意义。因此，电气自动化技术的一大特点便是安全系数高、可靠性较高，目前国内很多地区的城市轨道交通系统管理工作，对于电气自动化技术的应用和发展都具有极大的依赖。（2）以电气自动化技术为基础形成的数据处理和信息存储与交互系统，能够以更高效的工作速度和更科学的数据处理方法，解决城市轨道交通系统运行遇到的实际问题。在进行交通管理工作的过程中，能够更有效的分析和利用监管人员收集到的信息，从而为整个系统运行的稳定性和交通管理的安全性提供更好的保障。（3）电气自动化技术的另一大特点便是能够最大限度的代替传统人工劳动力的作用，尤其对于城市轨道交通管理系统的日常管理工作，和运行维护等相关内容而言，以智能化的管理系统和自动化的运行设备为基础，大幅度削减了用于交通管理的各类物质资源和人力资源投入总量。

2 城市轨道交通中电气自动化技术的应用要求

电气自动化技术随着城市轨道交通建设规模的不断扩大，其应用范围和应用深度也在不断的提高，对于解决交通管理实际问题和常见的技术难题也发挥了越来越大的作用。对于技术人员和管理人员而言，充分了解电气自动化技术在城市轨道交通管理领域中的应用要求和所需条件，才能够更好的发展和挖掘电气自动化技术的研究潜力。

2.1 覆盖范围广

由于城市轨道交通的连接以及覆盖范围普遍较大，因此对于电气自动化技术的应用过程，也提出了更为严格的范围性和标准性要求。通常完整的城市轨道交通系统中，都会包含有大小数十个站点以及相关的管理区域，在各项管理工作中都涉及到对电气自动化控制技术的应用，因此这也使得该项技术的应用覆盖范围得到了极大的拓展。同时，电气自动化技术在城市轨道交通管理领域中的另一大应用，便是更有效的实现对轨道改造施工工况的实施监测以及交通车辆运行状态的精准汇报。在此过程中，便要求电气自动化技术的应用能够实现对更大范围内，与轨道交通相关的设备、系统以及环境要素变动的基本情况以及发展趋势的精准监测。

2.2 运行效率高

城市基础设施建设以及经济发展的速度，随着时代的进步而不断的提升，因此城市轨道交通系统的设施完善度和运行管理水平，也必须要满足城市发展的基本需要，才能够实现其自身社会价值和经济价值。而电气自动化技术的应用优势，就在于能够大幅度提升城市轨道交通运行管理和监测维护的整体工作效率，使其能够更好的适用于城市的快节奏发展和人们的生活、工作需要。目前影响我国城市轨道交通发展速度的主要因素，其中表现在管理缺失以及交通运行维护质量较差等几个方面，究其根本原因就在于缺乏科学高效的管理系统和核心技术支持。同时交通行业的发展也需要大量的资金支持和收入来源，而更高的交通运行速度则能够更有效的满足客户的需求，从而被城市轨道交通带来更大的客户群体和市场范围。由此可见，电气自动化技术的应用需要给城市轨道交通行业带来更深的转变，使得该行业的各项工作运行效率得到大幅度增长，这样才能在面对未来时代的快速发展环境下依然保持其自身的不可替代性。

2.3 可靠的安全保障

轨道交通运行安全问题不仅仅影响的是建设企业和有关管理部门的信誉，同时对于轨道交通乘坐人员的自身生命安全和个人财产安全，以及相关地区城市中社会的安定和谐状态，都具有深远的影响意义。轨道交通系统通常会串联起城市的各部分区域，因此与庞大的客户群体和复杂的社会基础设施都具有紧密的联系，这就使得更高的安全保障性要求，成为了城市轨道交通系统建设的首要原则。而电气自动化技术作为支撑轨道交通运行管理体系运行的关键技术，其本身也需要具备更高的使用安全性和运行可靠性水平，这样才能满足轨道交通建设的具体需要和技术要求。除此之外，人类的社会活动以及自然气候和地质条件的变化，都会给城市轨道交通系统的运行环境带来很大的影响，这使得其中潜藏的一些安全隐患因素在特定条件下，便会转化为造成严重社会影响的安全事故和财产损失现象。因此，这就要求电气自动化技术的应用，能够为城市轨道交通运行管理带来更可靠的监测系统和维护机制。通过对各方面管理部门和管理组织之间的协调沟通，来有效提高城市轨道交通体系的整体安全系数，也为国民提供更加安全可靠的交通环境和更放心的出行条件。

3 电气自动化技术在城市轨道中的应用问题

在城市轨道交通的施工及管理系统中，电气自动化技术已经形成了较为完善和成熟的体系，但是由于很多管理人员和施工技术人员，对于电气自动化技术的应用要点和常见的问题类型掌握不够充分，因此造成了实际应用过程中出现了一些管理和技术问题。

3.1 资源投入量不足

电气自动化技术的应用使得城市轨道交通管理各项工作领域中，很多以往采用传统的人工管理和工作的模式被替代，而高效的新型管理系统却又因为资金和物质资源投入量不足，导致实际工作效果很难达到预期的标准要求。很多管理单位和施工组织过于依赖电气自动化技术，因此为了提高城市轨道交通建设施工项目的经济效益，而通过减少物资投入方式，来压缩工程造价和施工成本。这种现象的产生也为后续城市轨道交通设备和系统的运行工作埋下了极大的安全隐患，使得轨道交通设备在实际使用过程中常常出现故障或损坏问题，严重阻塞了交通并影响了城市居民的日常出行。除此之外，城市轨道交通的运行管理相关工作，都需要大量的人力和物力资源供应才能够有效维持工作效率，然而很多政府管理部门缺乏对轨道交通管理的重视和关注，这使得一些用于日常工作的资金和物质资源被克扣，交通管理工作的效率和质量自然也无从得到保障。

3.2 监测管理覆盖范围不足

无论对于城市的地上轨道交通还是地下轨道交通而言，运行管理最重要的便是实现对交通设备和控制系统的实时监测和智能化管理，要尽可能避免出现监测覆盖范围的盲区和管辖不到位的情况。而随着电机自动化技术水平的不断提高，轨道交通智能化管理系统的覆盖范围也在逐步扩大，但是在不同城区之间的连接部位以及较为集中的城市经济和文化发展中心，城市轨道交通管理系统的运行工作也受到了一定的影响。目前，国内很多地区城市针对轨道交通建设的监测网络和管控中心，缺乏足够的技术人员配备和资金支持，很多监测网络线路的运行都受到了阻碍而无法保证通畅性。除此之外，由于一些监管人员自身缺乏责任心和管理意识，导致车站监控中心所发现的一些安全隐患问题和轨道交通管理问题没有得到及时解决，进而使的问题得到进一步恶化而造成了安全事故等不良影响。

4 电气自动化技术在城市轨道交通中的具体应用

4.1 集成行车指挥系统

行车指挥是城市轨道交通管理系统的一项重要功能和基本职责，只有确保行车指挥的规范化和各项指令下达的科学性，才能够更好的保障城市轨道交通具有良好的安全运行环境。目前国内各地区城市所采用的城市轨道交通行车指挥系统，其运行方式大多都是借助ATP信号设备发射装置，以及相应配套的信号接收和转换设备，来实现对行车指令的发射与接收程序。除此之外，为了进一步提高行车指挥系统信号发射的精准性和可靠性，还要对信号传输路径以及信息处理相关设备的技术进行优化。这就需要借助电气自动化技术来建设自动化网络系统和信息处理中心，使得数据转化和收发的质量与效果达到更高的水平。

4.2 自动化监控系统技术

完善的自动化监控系统是城市轨道交通日常管理工作的基础，交通管理人员通过对自动化监控系统的操作和运行，便能够实现对更大范围的车流量以及交通工具的运行信息进行检测，从而更加精准、高效的对交通管理工作进行统筹规划。这其中围绕电气自动化技术，所构建的自动化信息软件和数据库，对于收集、编排、储存和处理轨道交通车辆信息，整合和分析交通状况，以及评估交通管理系统的运行质量起到了重要的支撑作用。除此之外，自动化监控系统还具备相应的图形处理技术和信息实时传输技术，这些技术的核心都源于电气自动化技术的拓展应用。这使得城市轨道交通监控系统在高效管理、故障诊断、安全风险预警以及事故处理等多个方面，都具备了更高的能力水平。

4.3 智能化低压配电系统

智能化低压配电系统是对传统的城市轨道交通配电系统的优化和升级，使得配电系统能够获得更加稳定的供配电效果，并且在更大程度上保障了配电过程中各项设备和系统的运行安全。传统的城市轨道交通配电系统由于范围较大，并且涵盖的配电设备数量较多，因此投入的资金和资源成本都普遍较高。而智能化低压配电系统则从系统设计方面，对其结构与功能进行了大幅度的简化，在保持高效稳定的配电功能基础上，尽可能的降低了系统建设与运行管理的资源消耗量。

4.4 智能断路器技术

智能断路器技术是在电气自动化技术引领下，形成的城市轨道交通安全保障系统中的一个重要环节，其主要作用便是在轨道交通的监控中心检测到设备故障问题时，及时对相应故障区段的线路进行阻断，从而避免了设备和系统故障造成更严重的安全事故问题。同时，智能断路器技术可以通过远程操控的方式来运行工作，因此通过的软件和计算机技术的有效结合，使得起可以应用于对配电系统的监测管理实际工作中，大幅度扩大了城市轨道交通监控中心的管理范围和功能范围。

4.5 现代化通信技术

通信系统的构建以及信息传输功能的实现，为提高城市轨道交通运行管理的工作质量和效率，奠定了良好的平台基础和信息基础。尤其以云计算数据平台为核心，形成的针对城市轨道交通日常运行管理维护工作的信息处理中心，能够更加全面的将城市轨道交通运行状态信息行转化和处理，从而通过平台分享的方式，使得信息能够及时的传输到有关管理人员的设备中。

4.6 系统运行虚拟化

系统运行虚拟化是指模拟管理人员人工操作的标准和流程，通过构建数字化程序，来实现对城市轨道交通配电和管理系统的自动化管理。其核心思想在于将人工操作行为转化为相应的数据信息，从而能够在处理轨道交通配电系统相关工作时代替实际人工操作，实现对生产力的解放和工作难度的降低。管理过程的虚拟化需要依靠专业的设备和程序进行实现，并且在程序的编制和模型的构建过程中，对于专业技术人才的依赖性也相对较强，这使得虚拟化管理的投入成本普遍较高。

5 城市轨道交通中电气自动化应用的优化措施

5.1 加大资源投入量

城市轨道交通运输的全过程管理需要充分的资源支持，尤其在轨道交通系统的建设以及信息监管中心的构建过程中，对于人力资源的大量需求是不可避免的。因此，要更加注重对轨道交通系统建设的资源投入管理，使得自动化管理技术和智能化控制技术能够得到充分的发挥，同时大幅度降低由于资源短缺而造成城市轨道交通安全隐患问题的出现。城市轨道交通建设所需的物质资源，主要包括工程材料和施工设备，尤其对于大量机电设备的需要，使得施工单位需要严格控制好采购的设备质量与性能标准。除此之外，还要进一步增加轨道交通车站监控中心的资源投入量，全面细致的监管工作，依靠的是车站监控中心的各项工作稳定运行，因此给予其充分的资源供应和物质支持，才能够为轨道交通监测工作提供更加良好的物质基础。

5.2 加大专业技术人才培养力度

无论是高质量的通信技术还是高效率的智能化管理技术，在技术体系的形成和完善过程中，高水平的专业技术人才始终是解决技术问题的关键所在。同时随着智能化配电系统以及信息化云平台管理技术，在城市轨道交通行业中的广泛应用和拓展研究，行业发展对于综合素质更高的专业人才队伍以及经验更丰富的管理人才队伍，需求量也达到了空前的水平。并且当大量软件技术、数据库技术以及计算机技术和电气自动化技术进行融合发展，各类高端设备的操控以及智能化系统的管理，同样需要具备足够专业知识储备和良好工作能力的专业人才来承担相应工作。有此可见，城市轨道交通的有关管理部门要更加重视，对电气自动化专业技术人才的培养，同时提高对行业人才市场的整合与管理力度，要避免专业人才的大量流失而造成交通行业发展速度受到限制。

5.3 健全城市轨道交通管理制度

尽管电气自动化技术的大范围应用，为城市轨道交通行业的发展打下了坚实基础，然而轨道交通管理混乱以及管理方案设计不合理等问题，虽然需要通过不断的完善和健全相关管理制度来进行遏制。围绕电气自动化相关技术在实际工作中的应用要点，要对城市轨道交通运行管理常见的问题做好划分，要根据不同技术领域做出针对性调整方案的设计，从而大幅度提高交通管理的科学性水平。此外，要针对轨道交通配电系统故障以及通信障碍等重点问题，对管理制度和工作规范中的相关内容进行集中性调整，从而使得城市轨道交通管理各项工作的进展能够更加规范有序。同时，更要围绕电气自动化核心技术，构建符合行业标准和满足发展需求的管理体制，并在各个管理岗位上实施责任管理制度，确保电气自动化技术的研究和发展具有良好的环境和氛围。

结束语：综上所述，城市轨道交通系统的建设和管理过程中，都不可缺少对电气自动化技术的应用和改进。要进一步扩大和提升自动化技术的应用范围与应用深度，重在解决城市轨道交通的安全性问题和运行效率问题，同时要更加全面的掌握自动化监控技术以及低压配电技术的要点，有效的改善我国城市轨道交通的运行环境和实际矛盾。

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