城市轨道交通领域的电气自动化技术运用分析

前言：

在社会经济快速发展的背景下，人们对城市轨道交通的专业性、服务质量等各个方面提出了更高的要求。灵活运用电气自动化技术可以促进城市轨道交通向智能化等方向发展，且可以及时发现并解决轨道交通运行中的问题，为此在现有研究成果的基础上综合分析如何有效运用电气自动化技术至关重要。

1. 城市轨道交通与电气自动化技术概述

1.1 城市轨道交通

城市轨道交通指的是通过轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁、轻轨、现代有轨电车等类型，在交通体系中占据着重要地位。1969 年 10 月 1 日，北京地铁一期通车，成为了我国第一个拥有地铁的城市；1976 年天津地铁试通车；1993 年、1997 年上海与广州地铁分别试运营；2002 年长春轻轨 1 号线试运营。近年来，我国拥有地铁、轻轨等轨道交通的城市越来越多[1]。

1.2 电气自动化技术

电气自动化技术指的是面向电能生产、输变电、用电且涉及技术开发、规划、新能源应用、保护与系统控制、状态监测、检修维护、质量保障等诸多方面的工程技术。

2. 电气自动化技术的应用价值

2.1 有利于提高交通自动化控制水平

电气自动化技术在城市轨道交通领域中的应用价值相对较高，例如有利于提高轨道交通的自动化控制水平。首先，应用电气自动化技术中的全自动运行系统与自动驾驶技术可以实现轨道列车的自动启动、加速与开关门，这样不仅可以减少人为操作的误差，也可以提高自动化控制水平以及列车的运营效率 [2]。其次，应用电气自动化技术中的智能调度系统可以根据客流数据、列车运行状态以及列车的具体位置科学调整行车计划，自动控制发车密度，有利于缓解高峰期的拥堵情况。

2.2 有利于保障城市轨道交通的稳定运行

应用电气自动化技术也可以保障交通的稳定运行，例如应用电气自动化技术可以通过传感器实时监测轨道、车辆以及供电等方面的情况并对潜在故障进行预警，有利于降低出现突发事故的概率；电气自动化系统具有防撞预警、紧急制动等功能，可以对列车的异常情况进行干预，减少危险事件的发生；电气自动化系统也会在突发状况下自动启动应急预案，例如调整列车运行路径、切换备用电源等，有利于减小突发状况所造成的影响。

3. 电气自动化技术的运用

3.1 多系统集成技术的运用

轨道交通在运行时会受到诸多因素的影响，若想优化管理工作就需要灵活应用基于电气自动化技术的多系统集成技术，继而提高管理能力。在这一过程中可以通过多系统集成技术将城市轨道交通业务管理系统与生产系统集合在一起，从而构建完善的信息管理系统，通过业务管理系统对轨道交通运营情况进行全自动化的信息采集与决策制定，通过生产系统对列车运行状态进行实时监控，从而及时判断出突发事件并通过有效手段解决问题，保障轨道交通运行的安全性。

3.2 现代通信技术的运用

在信息化时代中做好城市轨道交通的通信工作具有重要意义，为此需要在应用电气自动化技术的基础上充分发挥现代通信技术的作用，实现信息的自动化处理，继而提高运营管理效率。例如，可以通过电气自动化技术、现代通信技术构建完善的城市轨道交通通信系统，通过云计算技术详细记录轨道交通的运行状况，将数据信息自动上传至云端系统中[3]。

3.3 自动化监控系统的运用

城市轨道交通系统涉及到大量的车辆，若其中任何一辆列车出现问题都可能会造成严重后果，所以需要通过电气自动化技术中的自动化监控系统对车辆进行不间断的监控，保障车辆的安全稳定运行，提高轨道交通运行管理能力。例如，技术人员可以通过电气自动化技术构建自动化监控系统，完善系统的软硬件设施，即完善图形处理软件、数据分析软件以及计算机、存储卡等设施。且需要在系统中输入所有车辆的信息，并在列车与轨道上安装自动化监控设备，从而对其进行全方位监控。

3.4 智能化低压配电系统的运用

基于电气自动化技术的智能化低压配电系统涉及到智能保护与控制、能源优化、预测性维护等技术，其硬件层包括智能断路器、智能电表、温度传感器、电流传感器、电压传感器、储能装置等设施；网络层包括工业以太网、光纤通信、5G 通信等；软件层包括 SCADA、能源管理系统、故障诊断算法等，在城市轨道交通中发挥着重要作用[4]。例如，智能化低压配电系统可以进行精准的负荷管理，即实时监测车站照明、空调以及电梯等设备的用电负荷并根据分析结果自动调节输出功率，有利于减少能耗；在电网出现故障时可以自动切换备用电源，保障关键设备的稳定运行；可以自动回收列车制动时产生的电能并供其他设备使用；可以实时监测电缆接头的温度、断路器触点的状态，并自动进行异常报警。

3.5 系统虚拟化运行技术的运用

在传统的工作模式中，管理人员是进行管控系统与配电系统操作的关键主体，如果管理人员在操作过程中出现问题就可能会造成严重后果。例如，若操作人员的责任意识较为淡薄就可能会随意操作、若技术水平较差就可能会操作错误，这就会影响到轨道交通的正常运行。而应用系统虚拟化运行技术可以改善这一现状，增强各项操作的准确性。例如，可以在专业设备以及程序的支持下应用虚拟化的自动化配电技术，提高系统的虚拟运行水平，减少人工操作，降低系统管理难度。

3.6 自动驾驶技术的运用

基于电气自动化技术的自动驾驶技术在城市轨道交通中的运用较为广泛。该技术的核心在于全自动运行系统与智能列车控制技术，其中全自动运行系统中有无人值守、有人值守等模式，可以实现列车的自动唤醒、自检、发车以及停站，也具有系统集成功能，将信号系统以及车辆控制、站台门、供电设备结合了起来，而智能列车控制技术可以对列车进行高精度定位以及动态调速，提升线路的吞吐量，也可以根据天气、客流等情况自动切换运行模式。为此，可以将自动驾驶技术运用在城市轨道交通的全流程无人化运营、安全防护与故障应对中。

结语：

轨道交通是城市交通体系的关键构成部分，可有效缓解道路拥堵情况、满足人们的出行需求。而将电气自动化技术融入到城市轨道交通中可以保障轨道交通的稳定运行，因此应深入研究电气自动化技术，将其中的多系统集成技术、现代通信技术等手段都融入到交通中，不断提高交通运行的效率与质量，促进城市轨道交通的良好发展。

参考文献：

[1] 高胜才 . 电气自动化技术在城市轨道交通中的应用 [J]. 时代汽车 ,2023,(11):174-176.

[2] 陈涛 .5G 无线通信技术在城市轨道交通领域的应用研究 [J]. 中国信息界 ,2024,(04):90-91.

[3] 王一帆 . 人工智能技术在城市轨道交通的应用与探索 [C]// 中国智慧工程研究会 .2024 智慧施工与规划设计学术交流会论文集 . 重庆设计集团有限公司 ;,2024:830-831.

[4] 栾树明 .5G 技术在城市轨道交通领域的应用分析与研究 [J]. 数字通信世界 ,2023,(09):72-74.