淺談新型傳感器技術(shù)在軌道交通帶動(dòng)下的發(fā)展

淺談新型傳感器技術(shù)在軌道交通帶動(dòng)下的發(fā)展

  隨著(zhù)半導體技術(shù)的飛速發(fā)展，在現代化先進(jìn)的城市地鐵、輕軌車(chē)輛的牽引控制系統及輔助供電系統中，均使用了VVVF調壓調頻方式的牽引逆變器及CVCF的輔助逆變器。和干線(xiàn)交-直-交傳動(dòng)機車(chē)一樣，電流傳感器和電壓傳感器亦大量應用在上述系統的直流和交流回路中，以實(shí)現對整個(gè)系統的閉環(huán)控制。 

    但是，城市軌道交通對傳感器技術(shù)zui大的推動(dòng)卻在于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，紅外傳感器技術(shù)受力傳感器、氣體傳感器、速度傳感器和光電傳感器技術(shù)等新型傳感器領(lǐng)域，而不僅僅是電流傳感器和電壓傳感器等傳統傳感器領(lǐng)域。中鐵電氣化勘測設計研究院有限公司副總工程師、工程師兼項目管理專(zhuān)家王術(shù)合指出，“在地鐵領(lǐng)域，與通風(fēng)空調有關(guān)的如溫濕度和CO2傳感器，和防恐有關(guān)的一些有毒氣體傳感器的需求量及技術(shù)含量都很高。在高速動(dòng)車(chē)組領(lǐng)域，對與封閉車(chē)廂內的氧氣量監測與補給、地震、速度監測、軸溫檢測、連接部位松動(dòng)監測、異物監測等相關(guān)傳感器的需求非常高，這些技術(shù)仍在不斷發(fā)展和完善中。而防盜搶類(lèi)傳感器，如高壓室玻璃破碎、誤進(jìn)入，以及電纜盜搶傳感器等都很重要。”王術(shù)合進(jìn)一步指出，這些傳感器與系統設備以及人身的安全息息相關(guān)。

    在城市軌道交通車(chē)輛的空調系統中，常采用傳感器與電子溫控器相配合進(jìn)行溫度控制。溫控器多使用電子調節器，傳感器用作溫度檢測，一般采用熱電偶或熱敏電阻作傳感器。而在客室內，由于人的呼吸，二氧化碳（CO2）的含量會(huì )增加，當增加到一定濃度后就會(huì )影響人的健康，車(chē)內乘客攜帶的物品中產(chǎn)生的有害氣體等也會(huì )使車(chē)內空氣變得污濁，這時(shí)就需要外界產(chǎn)生新鮮空氣，對車(chē)內的空氣進(jìn)行一定的更換，因此傳感器對氣體的檢測就顯得尤為重要。

    自2005年１月美國華盛頓市的兩個(gè)地鐵站啟用一種能檢測到化學(xué)毒氣的傳感器開(kāi)始，越來(lái)越多的地鐵站開(kāi)始運用傳感檢測技術(shù)保證軌道交通的安全運行。2008北京奧運會(huì )后，國內的許多城市都規定了軌道交通各個(gè)站點(diǎn)應強制安置對爆炸物和有毒有害化學(xué)危險品檢測的傳感器。而由于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )包括了可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等眾多類(lèi)型的傳感器，因此成為軌道交通安全保證系統中的主要傳感器技術(shù)。

    無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )是當代科學(xué)技術(shù)的熱點(diǎn)也是難點(diǎn)之一，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )由隨機布設的大量多種類(lèi)傳感器節點(diǎn)組成，能夠迅速組成自適應的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，對分布式動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行協(xié)同感知與處理，形成殘缺、受限的自治綜合信息系統，是人類(lèi)的遠程神經(jīng)末梢。上海微系統所已在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的MEMS傳感器、芯片、節點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò )、協(xié)同處理等方面攻克多項關(guān)鍵技術(shù)和樣機，在隨機布設組網(wǎng)、多種分簇組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )體系構架、多種通信體制、虛擬MIMO等方面取得顯著(zhù)進(jìn)展。在傳感網(wǎng)的盲源分離、多目標協(xié)同識別、跟蹤定位等領(lǐng)域的部分關(guān)鍵技術(shù)居*水平，并針對國家重大需求，得到一定規模的重要應用。

  傳感器在保證軌道交通安全上的另一個(gè)重要應用是屏蔽門(mén)，過(guò)去曾多次出現過(guò)將乘客夾在屏蔽門(mén)和列車(chē)門(mén)之間的事故，現在越來(lái)越多的軌道交通車(chē)站正在安裝或計劃安裝紅外傳感器或光傳感器，以防乘客變成“夾心餅干”。

  國家對軌道交通建設的大力投入將進(jìn)一步帶動(dòng)傳感器市場(chǎng)的發(fā)展，除了上述傳感器以外，還包括了機器視覺(jué)傳感器，作為軌道建設中地下施工zui高設備的盾構機用傳感器等。

  傳感器市場(chǎng)在進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí)，越來(lái)越多的傳感器廠(chǎng)商加入到市場(chǎng)的爭奪中來(lái)。汽車(chē)工業(yè)制造業(yè)等傳統領(lǐng)域的競爭愈加激烈，而新能源、軌道交通等藍海市場(chǎng)也在進(jìn)一步壯

大，相應地，對傳感器產(chǎn)生的信號處理、顯示和使用會(huì )帶出信息處理的市場(chǎng)需求也進(jìn)一步提高。作為傳感器廠(chǎng)商能否緊跟市場(chǎng)需求的牽引，不斷拓展業(yè)務(wù)藍海，提高自身的技術(shù)實(shí)力，將成為在2009年乃至今后一段時(shí)間發(fā)展獲得突破的關(guān)鍵。