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地鐵是“地下鐵道”或者“地下鐵”的簡稱，是在地下運行的城市軌道交通系統。因為地面環境的影響，可能存在地上段和高架段。在1863年，英國倫敦誕生了世界上及時條地下鐵路。在城市交通中，地鐵不占用地面空間，能夠極好地舒緩地面交通擁堵的情況，其快捷、方便、清潔的特點給我們的生活帶來極大的便利。隨著城市的發展，地鐵也因為它的優勢不斷發展著。但相對于國外，我國地鐵發展較晚，但是發展的速度是迅猛的。地鐵是一個復雜而龐大的技術系統，其運營需要多方面專業和系統的相互配合與相互的協調，其專業包含了機械系統、電力系統、信息系統、通信系統、火災報警系統等。運營和監控管理這些復雜而龐大的系統，是人力遠不能及的，而機電一體化卻能夠高智能化地攻克這個難題。
1.機電一體化在地鐵運營指揮系統中的應用
機電一體化將工控機、顯示裝置及儀表、微機等技術有機地結合起來，形成統一的整體，進而對復雜而龐大的地鐵系統進行精準的控制，實現地鐵的安全穩定的運行。機電一體化在城市交通地鐵中的應用總的來說主要體現在以下三個方面：機電一體化能夠對地鐵系統實現分散式、針對性的智能化管控；能夠形成高效的聯動機制，從而使得地鐵系統能夠有條不紊地運行下去；在節能方面機電一體化也有著不可小覷的成績。現場測控計算機對不同的列車、不同的站點進行現場的實時監控，而中央計算機對這些現場測控計算機進行集中的指揮和控制，從而對整個地鐵系統進行監測、管理以及進行調配。中央計算機不僅能夠對整個地鐵系統進行的、整體的監測管理，也能夠根據情況，對某一輛列車實行單獨的分散式的監控管理，控制其停止以及運行。中央計算機不僅能夠實現對地鐵系統的綜合性、整體性的智能化管控，也能夠對地鐵系統實現分散式、針對性的智能化管控。機電一體化中的計算機技術的充分應用使得地鐵系統能夠成為一個有機的整體，從而形成整體聯動機制。利用遠程監控技術，形成網絡子網，對屏蔽門以及自動扶梯等實現全盤控制。當一列地下列車到站時，地鐵系統的提示燈便會閃爍，在屏蔽門打開了以后，系統會根據檢測到的相關的信息，然后將信息傳遞至通風設備和自動扶梯，使通風設備和自動扶梯自動開啟。計算機技術的應用使得地鐵各個子系統之間能夠形成高效的聯動機制，從而使得地鐵系統能夠有條不紊地運行下去。智能化控制技術在地鐵系統中的應用，給地鐵行業帶來了節能的福音。地鐵自動扶梯的智能化控制，可以動態監測乘客的數量，根據是否有乘客控制自動扶梯是否開啟，并且能夠根據乘客的數量自行調整電梯的速度。而地鐵內部的空調系統及通風系統也同樣能夠進行智能化控制，根據地鐵車廂內的環境，空調系統和通風系統能夠進行智能化的調節，最終在節能上作出巨大的貢獻。
2.機電一體化在地鐵節能方面的實際應用研究
機電一體化的應用，極大地促進地鐵交通的發展。地鐵不僅給人們帶來了便捷的生活，在節水節電方面也有著出色表現。地鐵因為在地下隧道中的高速運行，將會產生大量氣流。地鐵機電一體化設備利用這些高速氣流發電，而再將其應用于地鐵本身的營運中，將大量節約電能。我國某些試點將風輪安裝于地鐵的兩側，機電一體化設備利用列車運行的高速氣流發電。將列車運行時產生的風能轉化為電能，實現了節能運行。另外，如及時節所述，利用智能化控制技術對地鐵自動扶梯、空調及通風系統等進行智能化控制。機電一體化設備的智能控制系統可以動態監測乘客的數量，根據乘客數量調整扶梯的速度與運行、停止。而空調智能化控制系統也能根據具體的情況進行調節，從而實現節能降耗。每天乘坐地鐵的乘客在地鐵站上廁所的沖洗用水，車站地面清潔用水，循環冷卻水等的用水量是比較大的。科學合理利用機電一體化的技術可以實現節水。利用機電設備實現水資源的循環利用，或者將地面的雨水等引流入地鐵站用于廁所的沖洗及地面的清洗等合理地節約水資源。
3.機電一體化在自動售票方面的實際研究
隨著城市軌道交通以及地鐵的不斷發展，地鐵在我國城市客運中承擔的份額逐年加大，地鐵客流量與日俱增，人工售票檢票系統已經無法滿足現階段地鐵發展的需求，而基于機電技術設計的自動售檢系統則有效解決了人工售檢效率較低，失誤率高等問題和弊端。自動售檢系統又稱AFC系統，是通過信息技術。計算機應用技術、電子技術、射頻技術等多項技術結合完成城市地鐵的售票、檢票、計費、收費、數據統計以及財務對賬等多項功能。迎合了我國交通服務設施化、多元化、智能化、自動化的發展理念。AFC系統最早是由國外引進，應用于上海地鐵如圖1，隨著我國機電技術、計算機技術、信息技術的不斷發展，我國對該套系統進行了完善和優化，結合我國國情和地鐵站運營現狀，推出了城市一卡通和AFC系統整合的全新AFC系統、極大的提高了我國地鐵站的工作效率和服務質量。城市一卡通AFC系統主要通過發放到乘客手中的IC卡識別乘客身份以及賬戶信息，讀卡機和IC卡間的數據交換由感應天線系統完成，乘客在使用IC卡時無需進行插入等操作，只需輕輕貼合，閥機上的射頻設備會自動識別，并發出對應的電磁波，IC卡內部芯片依靠電磁波作為動力會自動運行，向讀卡機傳輸對應數據，讀卡機在接收到IC的原始數據后，會根據內部預設程序進行分析解碼，識別該卡以及賬戶系統是否合法有效，合法則會通過特點算法進行解密，完成對應操作，不合法則會發出蜂音報警。同時在整個刷卡過程中，設備對IC卡中涉及的用戶信息會保密，只顯示對應的賬戶余額。
4.機電一體化技術在網絡技術中的應用
因地鐵人流量較大，為保障乘客安全以及地鐵運營安全，遠程網絡監控系統是地鐵站的重要組成部分，現階段我國地鐵站遠程監控系統一般采用拓撲網絡機構，通過下設的若干子網與全線環網的交換機相連，形成聯動網絡。在列車運行過程中，監控系統會對列車的各項運行數據進行檢測，并連接對應的數據庫進行記錄對比。在列車運行數據發生較大波動時，系統會提示列車管理人員進行及時檢查。
5.機電一體化技術的發展趨勢
我國在地鐵以及城市軌道交通機電一體化方面的研究起步較晚，與國外相比發展相對較慢，但隨著我國計算機技術、電子技術、信息技術的不斷發展和突破，我國城市軌道交通向著智能化、微型化、網絡化、綠色化和人性化的方面不斷發展和進步。智能化交通是現階段交通服務的發展趨勢，基于智能化、自動化、機械化技術的無人駕駛列車將成為未來我國城市地鐵以及城市軌道交通的發展趨勢，通過先進的計算機技術、機電技術和網絡技術，在實現列車自動駕駛的同時，還能對列車運行中的各項數據進行實時檢測，并對實現對列車的遠程操控和管理，較大限度提高了城市地鐵交通資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。