摘要：随着经济发展，机电工程的发展也有了很大的创新。轨道交通列车具有运量大、准点、节能等优点，有效地解决了地面交通拥堵问题，因此近年来发展迅速，全国各大城市大量修建轨道交通工程。然而轨道交通工程的运行需要电力系统、监控系统、控制系统、自动售检票系统、通信系统、信号系统、火灾报警系统、环境检测系统等各专业的配合。传统的人工方式已经无法整合这么复杂的机电系统，因此在轨道交通工程中利用机电一体化技术，可以对整个工程各项程序进行智能化控制，提高列车运行效率，为乘客提供更加安全、便捷的服务。
关键词：机电一体化；城市交通；应用研究
引言
地铁是“地下铁道”或者“地下铁”的简称，是在地下运行的城市轨道交通系统。因为地面环境的影响，可能存在地上段和高架段。在1863年，英国伦敦诞生了世界上第一条地下铁路。在城市交通中，地铁不占用地面空间，能够极好地舒缓地面交通拥堵的情况，其快捷、方便、清洁的特点给我们的生活带来极大的便利。随着城市的发展，地铁也因为它的优势不断发展着。但相对于国外，我国地铁发展较晚，但是发展的速度是迅猛的。地铁是一个复杂而庞大的技术系统，其运营需要多方面专业和系统的相互配合与相互的协调，其专业包含了机械系统、电力系统、信息系统、通信系统、火灾报警系统等。运营和监控管理这些复杂而庞大的系统，是人力远不能及的，而机电一体化却能够高智能化地攻克这个难题。
1城市轨道交通机电一体化技术
城市轨道交通各系统设备的运行是一项综合性比较强的工程，需要列车控制系统、消防系统、照明系统、通风空调系统、警报系统、自动售检票系统、通信系统、信号系统、电扶梯系统等各个子系统进行有效的配合，才能实现列车的安全有效运行。而机电一体化技术就是集计算机技术、信息技术、网络技术、控制技术、机械技术、电力电子技术等为一体，是综合性比较强的技术。将机电一体化技术应用于城市轨道交通工程中，可以为城市轨道交通各车站提供智能控制、分布式调度和网络通信等各类服务，实现城市轨道交通各系统设备高效联动。
2机电一体化技术在城市轨道交通系统中的应用
机电一体化技术是在微电子技术、电力电子技术、网络技术、机械技术等基础上，结合计算机、智能控制等先进技术形成的综合性应用技术，其具有绿色环保化、网络化、微型化、智能化等特征。机电一体化技术是城市轨道交通系统计算机控制中心的核心技术，它将城市轨道交通工程中的计算机、显示器、仪器设备、控制装置、各专业设备，通过各类接口形成一个系统化的整体，对城市轨道交通各类设备进行控制。机电一体化技术在城市轨道交通工程中的应用主要体现在以下几个方面：
2.1机电一体化技术应用于自动售检票系统
城市轨道交通自动售检票系统即AFC系统，是由计算机中心控制整个票务系统的自动售票、检票、收费等全过程，从而实现城市轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分及对账等各个环节的自动化、智能化。我国最早的城市轨道交通AFC系统是从国外引进的，经我国技术人员多年的自主研发，并结合国内城市轨道交通建设的实际情况，通过计算机技术、电子技术、射频技术、信息技术等，将现有的AFC系统与城市一卡通系统整合在一起。AFC系统可以自动识别一卡通，从而达到安全、高效的自动售检票，极大地提高了各车站售票、检票的效率，更好地满足城市轨道交通快速运行的需求。城市一卡通主要通过非接触式的IC卡识别，IC卡由IC芯片和感应天线构成，当乘客在进出站闸机上刷卡时，IC卡接收到闸机上的读写器即外部射频感应器发出的电磁波以后，芯片感应天线接收以后产生谐振，并产生电压驱动内部IC芯片运行，将接收到的数据信息存储并传输到闸机的读写器上。读写器读取IC卡上的数据信息以后，对IC卡数据信息进行解密和鉴权，分析票卡是否合法有效。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果合法则用特定的算法对数据信息进行解密，得到城市IC卡的数据信息；如果不合法，则会发出相应的警报。在整个过程中，AFC系统对乘客个人信息进行保密，在闸机的读写器上只会显示乘客的乘车金额和IC卡卡内余额。
2.2机电一体化技术应用于网络技术中
城市轨道交通工程建设过程中，通过网络远程监控技术，建立一个总线拓扑网络结构，并将其细化成为不同的子网，利用这些子网将全线环网的交换机及相关的各专业终端设备进行联网，形成一个高度自动化联动网络。列车在运行过程中，列车监控系统对整个列车的状态进行实时监控的同时，通过子网络与其相关的各类设备设施进行数据交换。在列车到达相应的车站时，与之相关联的指示灯会自动开启，站台屏蔽门打开，检测系统接收到这些信号以后，将信号传递到通风设备系统等车站设备设施中，这些配套的设备设施自动进入到正常的运行模式，从而确保车站的正常运营，为广大乘客提供更舒适、更便捷的乘坐体验。
2.3机电一体化技术应用于轨道交通分布式控制系统中
随着科学技术的发展，电力电子设备的集成化程度越来越高，对控制轨道交通各类设备运行的中央计算机系统的要求也越来越高。将机电一体化技术应用于分布式控制系统中，就可以利用一台中央计算机控制各车站不同列车和不同车站的计算机，从而达到监控所有列车的操作、管理、调配及各车站系统设备的运行情况，也可通过分散分点的方式重点控制某一列车或某一台系统设备的运行，实现了列车及各系统设备的测、控、管等一体化的管理要求。
2.4机电一体化技术在城市轨道交通节能方面的应用
当轨道列车在隧道里高速运行时，会产生强大的气流，这些气流带来大量的风能。2009年，北京建筑技术发展有限责任公司的技术人员在北京五棵松、朝阳门、西直门、建国门四个地铁站进行风能测试，发现地铁列车运行的风速在5~15m/s，按照每天运行200班次计算，每个班次的风能持续时间在30s左右，北京地铁站台之间的间距在1.2km，在隧道双侧安装风轮，并通过机电一体化技术，将各个系统有效的整合在一起，在两个站台之间一年的总发电量就可以达到96000W/kW时，完全可以满足一座小型地铁站的照明需求，这将极大降低车站的总用电量。利用机电一体化技术可以有效地控制轨道列车运行速度、警示灯闪烁的时间，当列车到达人流量比较大的车站时，设备按照正常运行，如果车站的人流量比较少，那么就减少警示灯闪烁的时间，降低车站自动扶梯的运行速度，以此达到节能的目的。通风空调是整个城市轨道交通工程消耗最大的系统设备，主要由隧道通风系统和车站空调系统构成。针对车站空调系统，可以利用环境监控系统对车站、列车车厢等人流量大的场所进行温度、湿度等参数的监测，并按照科学的控制策略对车站的通风空调系统进行调节，以不同的模式运行，达到节能的目的。
结语
智能化交通是现阶段交通服务的发展趋势，基于智能化、自动化、机械化技术的无人驾驶列车将成为未来我国城市地铁以及城市轨道交通的发展趋势，通过先进的计算机技术、机电技术和网络技术，在实现列车自动驾驶的同时，还能对列车运行中的各项数据进行实时检测，并对实现对列车的远程操控和管理，最大限度提高了城市地铁交通资源的使用效率和配置水平，也提高了管理水平，降低了人力成本。
参考文献
[1]刘建刚.现代城市轨道交通（地铁）机电一体化的应用与节能技术的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（3）.
[2]秦澍.现代城市轨道交通（地铁）机电一体化的应用与节能技术的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2013（24）.
[3]丁毅.城市轨道交通机电一体化技术的应用及发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2017（24）.
[4]许秋昱.智能化地铁通风空调电控系统方案研究与应用[J].国内外机电一体化技术，2012（2）：49~51.
论文作者:刘宇铭
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/23
标签：轨道交通论文; 城市论文; 系统论文; 机电一体化论文; 列车论文; 技术论文; 车站论文; 《基层建设》2019年第4期论文;