淺析城市軌道交通機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

曲 璟

（重慶公共運輸職業(yè)學(xué)院，重慶 402247）

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)城市交通設(shè)施出現(xiàn)極大改變。城市軌道交通已成為城市公共交通體系的主要組成部分，關(guān)系到城市居民的日常工作與生活。城市軌道交通的類型較多，憑借自身快捷、便利及節(jié)能等優(yōu)勢受到人們青睞[1]。城市軌道交通機電建設(shè)要合理應(yīng)用機電一體化技術(shù)，推動城市軌道交通建設(shè)的健康發(fā)展。

1 城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 項目審批工作不明確，流程不夠規(guī)范

當(dāng)前，由于城市軌道交通工程項目的不斷增多，各地將改善交通條件作為一項重要工作。由于城市軌道交通、旅游軌道交通等產(chǎn)業(yè)理念存在差異，導(dǎo)致各地的建造流程和標(biāo)準(zhǔn)存在差異，甚至存在審批不明、流程缺失等問題，嚴(yán)重影響了我國的軌道交通規(guī)范化發(fā)展。

1.2 城市軌道交通與城市融合性不足

當(dāng)前，我國部分城市已經(jīng)建成了一定數(shù)量的地鐵線路，客流強度依然不足，沿線站點開發(fā)力度不足。而軌道交通工程本身在城市發(fā)展中具有重要意義。但實際上這種問題的存在與城市功能的規(guī)劃不完善有直接聯(lián)系，表現(xiàn)出引導(dǎo)不足、軌道交通站點與周邊環(huán)境的站點設(shè)計不合理、換乘效率低、地域資源浪費等問題。

1.3 線路及站內(nèi)的設(shè)施管理不完善

當(dāng)前，部分城市建成的線路存在設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)低的問題，具體表現(xiàn)在安檢工作、售票工作以及閘機的設(shè)置等方面，對于客流以及周邊環(huán)境的研究力度不足，出入口的扶梯設(shè)置不夠人性化，站外的設(shè)備設(shè)計沒有完全落實以人為本的理念。在管理運營的過程中，一旦面對大客流缺乏有效的應(yīng)急預(yù)案，就會造成旅客的大量滯留，因此，整體管理體系有待完善[2]。

2 機電一體化在城市軌道交通發(fā)展中的作用

城市軌道交通運行過程中機電一體化起著重要作用，有助于提高系統(tǒng)運行質(zhì)量與效率。通過引入機電一體化，可以提高城市軌道交通運行的安全性，降低系統(tǒng)操作難度，完善城市軌道交通的功能，主要體現(xiàn)為：

2.1 安全系數(shù)高

運行的安全性是城市軌道交通發(fā)揮作用的重要標(biāo)準(zhǔn)，通過應(yīng)用機電一體化可以大大提升控制系統(tǒng)的抗干擾能力，尤其是在復(fù)雜的環(huán)境中，這種技術(shù)的應(yīng)用可以更好地滿足人們的實際生產(chǎn)需要。由于機電一體化的不斷發(fā)展，整個機車運行期間的安全水平也在不斷提升，這對于促進(jìn)我國城市軌道交通運行的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。

2.2 操作簡單

在城市軌道交通運行中使用機電一體化可以在很大程度上簡化操作流程，從而以更加直觀的指令方式，降低系統(tǒng)的操作難度。并且這種設(shè)備的集成度相對較高，可以幫助工作人員快速地掌握操作方法，在很大程度上降低操作失誤的概率，從而為生產(chǎn)提供穩(wěn)定的支持[3]。

2.3 功能完善

機電一體化在電氣設(shè)備的自動控制系統(tǒng)中具有非常重要的地位，該技術(shù)本身的適應(yīng)能力也比較強，整體的外形輕巧，具有很明顯的微型化優(yōu)勢，另一方面功耗較低，也在很大程度上節(jié)約了成本。由于相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成板塊的功能不斷完善，進(jìn)而提升了電氣設(shè)備的自動化控制水平。

3 城市軌道交通機電一體化技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 PLC技術(shù)在順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

就當(dāng)前而言，PLC技術(shù)的應(yīng)用也受到越來越多的群體關(guān)注，逐漸變成電氣控制中的主流應(yīng)用技術(shù)，利用這種技術(shù)可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)線和生產(chǎn)效率的多重控制，對于提升生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)效益具有非常重要的現(xiàn)實意義。

以城市軌道交通為例，PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用，對于改善城市軌道交通的實際效率具有重要意義，因此，也在一定程度上促進(jìn)了城市軌道交通的發(fā)展。城市軌道交通的安全性問題一直是人們關(guān)注的焦點問題，使用PLC技術(shù)可以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種技術(shù)本身的智能化水平更高，可以充分利用電腦和監(jiān)控設(shè)備的便利性，幫助工作人員更好地完成設(shè)備的配置工作，從而節(jié)約投入成本。

3.2 開關(guān)量控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的電氣控制自動系統(tǒng)中，通常會使用電磁性的繼電器，相對于其他類型的繼電器，這種設(shè)備的優(yōu)勢體現(xiàn)在更加省力方面，但器件本身也存在一定的缺陷，該繼電器安全性相對較低，在使用過程中容易發(fā)生觸電現(xiàn)象，對于電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會造成一定的不利影響。另外，這種電磁繼電器設(shè)備的外接線相對復(fù)雜，導(dǎo)致安裝之后，后期的維護工作開展起來難度大。

而使用PLC技術(shù)可以有效改善這種狀況，充分利用虛擬繼電器取代傳統(tǒng)電磁繼電器，很好的解決反應(yīng)時間和返回量的問題，從而提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能水平。以電氣控制系統(tǒng)中的斷路器控制為例，使用PLC技術(shù)對斷路器的控制情況進(jìn)行改進(jìn)，可以極大地提升反應(yīng)速度，從而縮短斷路控制的時間。其次，PLC技術(shù)還能在自動切換系統(tǒng)中使用，這種器件本身具有反應(yīng)速度快的優(yōu)點，可以提升對設(shè)備和器材的保護力度，相對于傳統(tǒng)的方式也會更加穩(wěn)定，提升了安全性能。最后，PLC技術(shù)具有較好的數(shù)據(jù)存儲能力，可以對存儲空間進(jìn)行調(diào)整，從而提升實際價值。

3.3 閉路控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用

在電氣控制中，閉路控制是一項基本的功能，在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)可以對閉路控制水平進(jìn)行改善。通常情況下，可以將閉路系統(tǒng)的具體啟動方式分為三類：1）自動控制；2）現(xiàn)場控制箱的手動控制；3）機旁屏手動控制。而設(shè)備的啟動需要依靠PLC技術(shù)完成啟動，這種處理方式可以根據(jù)實際情況對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而提升系統(tǒng)的靈活性和控制水平。

PLC控制系統(tǒng)具體包括電子調(diào)節(jié)單元、轉(zhuǎn)速測量單元和電液執(zhí)行單元，單元的功能主要體現(xiàn)在以下方面：1）保證調(diào)節(jié)設(shè)備在電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況；2）確保整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性；3）結(jié)合調(diào)制解調(diào)器的具體情況最終確定轉(zhuǎn)速的要求，方便進(jìn)行實際控制?？梢赃@樣理解，PLC系統(tǒng)充當(dāng)了整個電氣自動控制系統(tǒng)的大腦部分，對于整個系統(tǒng)各部分進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。并且該系統(tǒng)也是電氣系統(tǒng)與工作人員之間的重要媒介，工作人員通過觀察生產(chǎn)情況，可以發(fā)布相應(yīng)的指令，從而實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的實際控制，將系統(tǒng)維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)然，這種處理方式在很大程度上也能對設(shè)備的故障情況進(jìn)行檢測，避免故障對生產(chǎn)造成影響[4]。

4 城市軌道交通的未來發(fā)展方向

4.1 以宏觀調(diào)控為導(dǎo)向，重視政策的引導(dǎo)

頂層政策指導(dǎo)是城市軌道交通建設(shè)與發(fā)展的重要依據(jù)，也是城市軌道交通穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)。以輕軌而言，就當(dāng)前存在的定義不明、標(biāo)準(zhǔn)不同的問題，應(yīng)該重視頂層設(shè)計，針對不同的城市特點，結(jié)合輕軌的實際用途以及使用頻率，制定相應(yīng)的建設(shè)項目。同時還應(yīng)該盡快出臺相應(yīng)的政策法規(guī)，從而提升項目的規(guī)范性。在工程建造和后期運營管理的過程中，應(yīng)該多借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗，通過重視后期管理制度的完善工作，將政策導(dǎo)向的功能徹底發(fā)揮出來。

4.2 以實際需求為基準(zhǔn)，做好資源的整合

由于市場經(jīng)濟的發(fā)展，不同城市的不同地區(qū)、商圈的交通情況存在一定的差異，城市的不同位置客流量本身也存在較大的差異。因此，在城市軌道工程建設(shè)的過程中，需要結(jié)合實際情況，差異化地構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、多制式、協(xié)調(diào)的發(fā)展模式。并且明確城市軌道的發(fā)展趨勢，以市場的需求為基準(zhǔn)，選擇合理的發(fā)展項目，統(tǒng)籌全局，為市民的出行提供便利，促進(jìn)城市交通的健康發(fā)展。由于不同發(fā)展程度的城市差異性非常明顯，需要因地制宜設(shè)計管理標(biāo)準(zhǔn)，以提升群眾的舒適感、改善社會效益為目標(biāo)，完善交通體系。要積極拓展城市軌道交通的模式，整合資源，從而不斷提升城市軌道交通的管理和服務(wù)水平。

4.3 注重綜合效益，促進(jìn)站城一體化發(fā)展

站城一體化模式是城市軌道交通和城市發(fā)展的一種綜合模式，在很大程度上可以更好地統(tǒng)籌城市的有限資源，對于城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。當(dāng)前，我國香港地區(qū)在站城一體化方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗。對于香港模式而言，將軌道交通與物業(yè)相結(jié)合，通過相應(yīng)的政策，對土地資源進(jìn)行合理規(guī)劃，從而將站點與周邊環(huán)境的作用共同發(fā)揮出來。以軌道交通的站點為基準(zhǔn)，形成以點帶線、以線帶面的格局，實現(xiàn)交通、商業(yè)、辦公和休閑的結(jié)合，從而進(jìn)一步豐富城市的功能，為人們的出行和交通提供便利。

4.4 以實際問題為基準(zhǔn)，構(gòu)建城市軌道交通行業(yè)的評估體系

城市軌道是一項綜合工程，項目涉及規(guī)劃、建設(shè)、運營以及車輛的制造和后期的維護管理等工作，整體行業(yè)的復(fù)雜性較高。當(dāng)前，在技術(shù)的推動下，我國的城市軌道交通運營管理水平不斷提升，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但對于不同區(qū)域的城市軌道交通行業(yè)的評價依然缺乏有效的標(biāo)準(zhǔn)。因此，政府部門需要做好牽頭工作，完善行業(yè)的綜合評估體系，以實際問題為導(dǎo)向采取針對性的措施，從而完善評估方式，為城市的規(guī)劃和建設(shè)提供必要的支持。我國的城市軌道交通評估體系相對不夠成熟，對城市軌道交通發(fā)展的指導(dǎo)意義不高。就城市軌道交通而言，需要聯(lián)合規(guī)劃、建設(shè)以及設(shè)備制造和運營方面等完善相關(guān)的制度，加快城市軌道交通行業(yè)評估體系的建立。

5 結(jié)語

總之，城市軌道交通建設(shè)中合理應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可進(jìn)一步提升城市軌道交通的性能，給人們帶來較大的便利。因此，需要根據(jù)實際情況選擇合適的機電一體化技術(shù)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的不足，推動我國城市軌道交通的高速健康發(fā)展。