轨道交通行业中电气自动化技术的应用探究

高洁

摘   要：轨道交通具有输送量大、通达性好的特点，是国内交通运输的重要组成部分。电气自动化技术的应用使得轨道交通运输向自动化、智能化方向发展，提升了交通运输效率和输送能力，有效缓解城市交通压力。电气自动化与智能技术的结合提高了交通运输的安全性与乘车舒适性。电气自动化技术的应用推动了轨道交通技术变革，对社会进步和科技发展起到极大的推动作用。

关键词：轨道交通  电气自动化技术  应用

中图分类号：TP29                                   文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0011-02

随着社会经济的快速发展，城市规模不断扩大、城市人口持续增长，交通压力日益严峻，交通问题成为人们关注的焦点。同时，公路交通存在污染严重、输送量不足、易拥堵等问题，轨道交通具有运输量大、通达性好等优势，能够有效地缓解地面交通压力。因此，轨道交通在城市规划建设中引起了极大的关注，安全、高效、绿色、智能的新型轨道交通将成为未来公共交通发展的主导方向。

电气自动化技术广泛应用于轨道交通行业中，发挥着重要的作用[1-2]，保证轨道交通的安全、有序发展。本文对电气自动化技术在轨道交通应用的必要性进行分析，并探讨了人工智能、自动化仿真、运行监控及电网技术在轨道交通领域的应用，为轨道交通向智能化发展指明了方向，具有一定的参考意义。

1  电气自动化技术在轨道交通发展应用的必要性

电气自动化技术在轨道交通发展中的重要性主要取决于两方面的因素：首先，轨道交通的运行涉及大量的电气元件，而电气自动化技术的应用能够使电气元件的性能、价值发挥到极致，这对于轨道交通的稳定、可靠运行具有重要的意义。其次，轨道交通的发展除保证必要的安全性外，还要尽可能地改善运行舒适性，无论是安全保障还是舒适性改善，均需要利用先进的电气自动化技术。总之，电气自动化技术是轨道交通技术的重要组成部分，是城市轨道交通发展的必然，是未来轨道交通的重点研究领域，对轨道交通和社会经济的发展具有相当高的工程价值和社会价值。

2  电气自动化技术在轨道交通中的应用分析

目前，电气自动化已取得较大的技术进步，广泛应用于轨道交通的规划建设及运行实践中[3]。根据应用范围和技术层面不同，可从以下四个方面进行分析。

2.1 轨道交通中的人工智能技术

在当前经济飞速发展的大环境下，各个领域都在加快发展步伐，而技术的不断提升是各领域快速发展的前驱动力，也是各领域发展的根本，人工智能技术作为战略性新兴技术迅猛发展，已取得较大的进步与技术突破，并广泛应用于各个行业领域。人工智能技术在轨道交通领域的应用实现了智能视频监控、人机交互、远程监控等功能，不仅给乘客乘车提供了便捷服务，而且也为轨道交通运营方提供了强有力的技术支撑，因此，人工智能技术在轨道交通中有着举足轻重的位置。

人工智能在轨道交通电气自动化技术中的应用主要表现在电气控制方面。目前轨道交通运行实践中的人工智能控制技术主要有模糊控制、神经网络控制以及专家系统控制等。在当前电气自动化控制系统中，模糊控制具有广泛的应用[4-5]，其控制原理如图1所示。

其中，S为输入信号，e为输入信号与检测信号之间的误差，u为模糊控制量，y为输出信号。系统通过检测元件（传感器）测得实际信号，计算与输入信号之间的误差，并将误差与其微分量进行模糊量化处理，根据相应的模糊算法与模糊控制器通过执行机构实现对控制对象的控制，同时检测元件（传感器）将测得输出信号作为反馈与输入信号进行对比，达到预期的控制目标。

电气控制技术的应用极大地提升了轨道交通运行中的控制效果，为轨道交通的安全运行提供了有力保障。总的来讲，人工智能技術的应用实现了轨道交通控制效率和质量的提升，为轨道交通的高效、高质量运行提供了保障。

2.2 轨道交通中的自动化仿真技术

电气自动化仿真技术在轨道交通发展中起着重要的作用，并广泛应用在列车研发、生产调试及运行过程中。高速列车对运行环境具有较高要求，尤其是在真空式轨道列车的前沿性研究中，现实试验难以满足。因此，通过自动化仿真技术能够实现在研发过程中对轨道交通的各部件、电气系统做各种环境下的运行状况模拟，将模拟数据进行收集，能够有效减少研发过程中的人力及成本投入，同时为科学研究工作提供更加准确且丰富的仿真数据资料。

2.3 轨道交通中的自动化监控技术

列车运行的安全性是轨道交通技术的前提，自动化监控可为列车安全运行保驾护航。中央监控中心能够将各车站信息进行整合，实现信息共享，对各车站、轨线车辆进行合理调控。以地铁列车为例加以分析，由于同轨道前后车辆运行时间间隔相对较短，列车一般装有距离检测设备，由后侧车辆发出测距信息，前侧车辆收到信息后进行及时应答，从而检测列车距离，便于紧急情况下及时采取制动措施，提高列车运行的安全性;当前车出现故障时，列车子系统各级单元将动态信息及时反馈给中央控制单元，中央控制单元对针对故障线路进行监测，对故障线路进行抢修，合理调度车辆，缩短故障时间。同时通过动态显示系统和播报系统将故障信息进行反馈，以便及时控制车站客流量，避免拥堵情况发生。

2.4 轨道交通中的电网技术

电网电力系统是轨道交通系统中的重要组成部分，轨道交通的全面运行与电网电力系统的运行有着密不可分的关系，轨道交通当中的基础设施、监控设备、牵引制动系统等均需由电网电力系统提供能源。电网电力系统的数据采集与分析能力对轨道交通的正常运行有较大影响，电力系统对列车运行所需负荷进行数据采集，并结合采集数据信息作出合理分析，对故障或异常单元进行准确快速定位，切断故障单元电力输送，便于设备抢修，同时减少能源损耗。同时，电力系统对各系统超负荷状态进行预警，减少负荷高峰期电力分配不足，保证各系统有效合理运作。电气自动化技术在电网方面的应用促进了电网技术的进步，配电模型、系统软件的改进与创新提升了电网的整体数据处理能力，电网自动化水平的提升对推动轨道交通技术的智能化发展具有重要的意义。

3  结语

本文论述了轨道交通的优势及其在交通运输行业的重要性，讨论了电气自动化技术在轨道交通领域应用的必然性和合理性，并分析了人工智能、自动化仿真、运行监控及电网技术等电气自动化技术在轨道交通领域的实际应用。电气自动化技术对轨道交通的持续快速发展具有重要的影响，未来多学科交叉的技术融合与创新将进一步推动轨道交通行业向智能化方向发展，本文的探究对轨道交通技术的发展有一定的参考意义。

参考文献

[1] 周旋.浅析轨道交通电气系统[J].科学技术创新，2018（28）：115-116.

[2] 毛卫国.电气自动化的发展及在地铁中的应用研究[J].建筑技术开发，2017，44（9）：161-162.

[3] 孔玮，秦立军，黄旭红，等.城市轨道交通综合自动化系统的研究[J].中国电力，2004，37（7）：33-36.