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0.引言

作为经济高效、低碳环保的交通方式，轨道交通区域性规划建设交通线网也在不断规划和筹建，并且将持续在未来的城市建设中占有重要位置。供电系统是轨道交通的建设核心，其智能化的研究和应用不仅能够保障列车的牵引供电，同时为动力照明等设备提供电能，确保轨道交通运营的安全性和稳定性，这对于我国城市轨道交通建设意义重大。优良的供电系统不仅是轨道交通正常运转的有力保证，同时也是提高城市居民出行体验，提升轨道交通使用率从而缓解城市交通压力的有效途径。

1.城市轨道交通供电系统综述

1.1 城市轨道交通供电系统研究价值

城市轨道交通作为城市规划建设的重要组成部分，大致有地铁、轻轨、磁悬浮列车和有轨电车等几种，是城市交通出行最经济环保的方式之一。由于其同时具备快速、安全、舒适、载客量较大的优势，轨道交通现已成为各大中型城市的交通骨干。为保障轨道交通线路的正常运行需要消耗大量的电能，供电系统的主要作用就在于对电压和电流科学处理成合适的电力从而支持轨道交通的正常运转，可见供电系统在轨道交通的日常运转中占据关键位置。供电系统通过高压输电网来完成电力输送过程，之后经由110/35kV主变电所进行降压，配合轨道交通内部的供电网络为全线牵引和动力照明负荷供电。可以说，供电系统的安全性及可靠性，为城市轨道交通的各个方面的设施安全稳定运营奠定了基础。

1.2 城市轨道交通供电系统简介

轨道交通牵引系统采用直流供电，具有电压质量高、调速范围大、方便易控、牵引网结构简单等优点。整个供电系统包括：外部电源、主变电站、牵引供电系统、动力照明供电系统和电力监控系统等。其中牵引供电系统担负着为电动列车和运营设备提供电能的任务，具体包括牵引变电站、接触网、车辆、轨道等组成部分。而动力照明系统则包含降压变电所、动力照明配电系统，主要负责向车站、区间动力系统、照明系统的提供电源[1]。

2.城市轨道交通电力监控系统智能化

2.1 智能化电力监控系统的结构

现阶段我国的智能化电力监控系统主要是依靠高速光纤实施通讯，同时由主控制来实现统一的监控、管理、调度等，而其他的相关设备则处于分散监管的状态。其中变电所的位置通过智能通讯设备管理机实现，使用屏蔽双绞线和智能管理机之间相互连接，从而形成能够智能控制系统内所有设备的网络。此外，智能化管理机可以通过与光纤通讯网络连接实现数据交换，进而通过监控计算机，实现实时通讯功能。

2.2 智能化电力监控系统的功能

2.2.1 数据采集处理功能

智能化的电力监控系统首先具备信息收集功能，通过对日常运行的数据采集处理，收集归纳模拟变量、开关数量、突发状况等有效信息并计算分析，从而实现交通设备智能化的管理与监控。同时对设备日常故障和维护等信息保存形成日志，为后续的故障检修以及突发情况的预防工作提供数据依据。

2.2.2 自动报警功能

通过在系统中录入大量的事故信息、预告信息等，使整个系统具有对线路运行过程中的自动检测功能，准确判断出设备运行状态，对于意外情况发出预警信号，从而防止事故发生。比如用电回路中电压、电流参数超出负荷允许范围；变压器温度超过最高警戒范围等。如果长时间问题未得到解决，保护装置可以操作断路器切断故障回路来防止严重事故的发生。同时，当设备发生故障时，智能电力控制系统还能够通过预设的报警信号来通知工作人员进行检修维护。

2.2.3 事故追忆画面显示功能

当故障发生时，系统能够立即检测出并且自动采用设置的保护方案。同时，系统能够详细的记录下故障发生过程中的数据参数，在检修人员到达现场时就可以通过读取数据记录、工况图等来缩短排查故障、检测维修的时间。同时事故追忆功能也能够为系统日后的维护保养提供有效数据来作为参考。

2.2.4 远程控制功能

通过将各个现场的运行设备与电力调度控制中心相互连接，实现通过在电力调度中心通过操作计算机来控制各个系统设备的运行状况，达到远距离控制设备的目的，实现智能化管理。为了保障远程操作的准确性，系统还设置了多级口令，只有当各级口令顺利通过才能够实施具体操作，从而避免了失误性的操作出现。

2.2.5 自动备份历史数据功能

通过设置历史数据库，读取记录设备运行中的各项数据，如正常运行数据、运行故障数据、维修数据等，来达到存储设备各项历史数据的功能，备份时间长达两年以上，同时数据记录周期可根据实际情况进行调整。后期设备维护或处理故障时就可以通过读取历史数据来了解设备的运行历史和故障数据，从而达到快速排查、维修的目的，为列车的正常运营打下良好基础。

3.城市轨道交通照明系统智能化

城市轨道交通的智能化照明主要是利用计算机智能化和无线通讯技术等来达到遥测、遥控照明系统，达到调节灯光强弱、开关、场景设置等。轨道交通线路尤其是车站范围内一般为较封闭式空间，且大多数线路为地下线路，为达到节能的目的同时兼顾乘客乘坐舒适度的需求，照明系统的智能化管理十分必要。

3.1 智能化照明系统的结构

智能照明由于需要控制范围较广，实际中一般是以车站为管理单位来控制。按照其功能一般分为3个模块：第一是输入输出部分，包括照明开关控制、负载反馈控制、RS-485接口模块、RS-232接口模块等；第二个是现场控制部分，包括彩色触摸屏、智能传感器、可编程控制面板等；第三个是监控调试部分，主要包括系统管理软件、可移动编程器、系统调试软件等。通过屏蔽数据双绞线的连接，将区域内的设备进行有序连接形成一个可智能控制的网络。

3.2 智能化照明系统的功能

智能照明系统可以实现多项功能的智能化，通过控制软件对场景模式、时钟、数据统计等多项功能实现控制并且控制方式较为灵活。比如智能照明自带定时器，可以通过数据设定来调整控制照明时间；根据照明需求，可以预先设定场景模式或者根据时钟来对灯具进行管理，达到预期照明目的，大大减少了日常管理的工作量。管理软件可以通过图形化界面来实现智能管理，完成具体到单个灯具的开关控制、参数读取，以及灯具群控功能，这对于大范围内的灯具管理、寿命周期管理和保养维护等具有重要意义[2]。场景模式的预设功能也可以实现自动依照全年固定模式表来运行。分散供电与集中照明合理结合，在提高管理效率的同时也能够做到节能减排。

智能化照明系统同时具有智能预警功能，通过读取回路中的电流、电压等相关数据，在数据超出安全范围值时进行预报警，提醒运营维修人员第一时间处理故障并提供参数依据。若在设定时间内故障未得到处理，控制系统将会依据自我保护功能的相关设定，自动切断回路，预防故障范围的继续扩大。对于相关参数的记录反馈，还可以为维修人员日后优化系统、保养维护提供依据。

4.结语

供电系统对于城市轨道交通的正常运行有着核心性的地位和作用，其智能化的发展方向也为旅客带来了更加优质、舒适的乘坐体验。但是尤其轨道交通智能化还处于起步阶段，距离达到全智能化管理还需要有很长的路要走。轨道交通所涉及各行各业的先进设备和最新研究成果都可以有效促进其安全性能的提升和智能化管理的前进。越来越多的先进设备和自动化管理信息系统将被引入轨道交通，其智能化功能也将日益完善，为轨道交通的智能化发展不断助推，从而满足城市交通运营智能化发展的新需求。