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基于地铁行车调度仿真实训项目开发的思考

时间:2018-01-29 10:20来源:未知 作者:admin 点击:
摘 要 本文以现有地铁行车调度综合演练系统为基础,为提高设备利用率,培养学生行车组织、运营调度等方面的核心能力,在设备功能的充分发挥的基础上对实训项目进行了整合设计研究,从实训项目设计理念、具体实训项目开发及教学方法等形成完整的体系,为国内

  摘 要 本文以现有地铁行车调度综合演练系统为基础,为提高设备利用率,培养学生行车组织、运营调度等方面的核心能力,在设备功能的充分发挥的基础上对实训项目进行了整合设计研究,从实训项目设计理念、具体实训项目开发及教学方法等形成完整的体系,为国内其他院校轨道交通运营管理相关专业的实训项目开发提供参考。 

  关键词 地铁 行车调度 仿真实训 项目开发
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.12.031
Abstract Based on the existing subway traffic dispatching integrated exercise system, this paper has carried on the integrated design research to the training project on the basis of the full function of the equipment function in order to improve the utilization rate of the equipment, train the students' traffic organization and operation scheduling and so on. From the training project design concept, the specific training project development and teaching methods to form a complete system for other domestic institutions of rail transit operations management related professional training project development reference.
Keywords subway; traffic scheduling; simulation training; project development
城市轨道交通运营管理专业在成立之后学校投入近千万元经费加强实训室建设, 已经形成了由地铁模拟驾驶实训设备、自动检售票实训系统、地铁行车调度综合演练系统、车控室模拟控制、多功能综合模拟演练软件实训室为核心的实训体系,可以满足课内、综合实训的要求,本文正是针对其中地铁行车调度综合演练系统进行的实训项目开发设计。
1 地铁行车调度仿真实训系统设计要求
地铁行车调度综合演练系统采用内部局域网星形结构,通信介质为双绞线。以应用服务器为中心,服务器分布式体系结构,具备与真实地铁、城轨控制系统功能相一致的OCC 控制中心硬件架构体系。系统中各车站配备1 台车站计算机连锁控制设备,1 个车辆段配备1 台车辆段计算机连锁控制设备。OCC控制中心配備数据库服务器、通信服务器1台、机车远程控制终端电脑1台(安装机车控制系统,用于远程操控列车)。安装ATS 系统、ATP/ATO子系统、C_LOW系统的中心控制计算机各3 台(完成运营调度、 运行图编制与调整、命令下发、故障设置等功能)。调度监控计算机1 台(操控大屏幕显示系统)。
1.1 综合显示大屏
综合显示大屏采用高分辨率窄边大屏幕显示阵列墙、支架和分屏器组成,用于模拟显示线路上的所有列车、轨道区段、道岔、信号机、车站等的实时状态,显示的内容和符号定义与真实系统完全一致。大屏显示内容的排列方式、视屏信号源可以随时在线修改,可以根据实际教学应用需要,调整每一块屏幕的显示内容。例如可以将综合监控、视屏监控等其他信号投入大屏内,与信号系统一同显示。
1.2 大屏接口工作站
大屏接口工作站采用专业级图形工作站设备,包含专业级多屏显卡、高端处理器,保证大屏显示流畅不卡顿。专业的大屏矩阵控制软件为教学提供了灵活的屏幕显示内容配置接口。
1.3 中央ATS服务器
用于模拟中央ATS系统处理服务器的列车车次号管理、列车自动监视和追踪处理、列车自动进路设置、列车自动调整、向各HMI提供列车状态等信息、历史数据(报警时间、系统日志、运行图、回放数据)记录、与ATS系统外部接口的数据处理等功能。
1.4 调度员工作站HMI
HMI可以让学生实际操作ATS人机界面,实现站场和列车数据的显示,完成人工进路设置、部分或全部信号机自排全开/自排全关、追踪全开/追踪全关、单独操作或锁闭轨旁信号设备、车次号操作、控制权的交接、设置紧急停车、扣车、跳停指令、联锁相关的道岔单操、道岔单锁、关闭信号、重新开放信号、封锁(单个或全区)信号、区段封锁等功能。学生也可分析和处理工作站上出现的相关事件信息和故障报警信息。
1.5 中央操作员工作站CLOW
CLOW是放置在中央的本地操作员工作站,可模拟在中央ATS系统故障情况下在调度中心实现对正线联锁的指令下发、用户权限管理、控制权管理、轨旁设备状态显示等功能。
1.6 培训模拟器
培训模拟器可模拟一定数量的点式或CBTC列车线路运行,模拟运行相关故障设置,并能根据排列出的进路自动控制多列车自动驾驶,可模拟产生道岔失表、四开、信号机断丝等信号系统常见故障。
1.7 调度中心报表打印机
调度中心的报表打印机可生成列车运行的各种数据报表,能生成学生模拟和操作记录。
1.8 通信接口服务器FEP
为了模拟真实城市轨道交通系统网络架构,系统采用通信接口服务器,设备将调度中心网络和车站级轨旁网络隔离开,FEP起着报文转发,通信打包解包、协议匹配等接口功能。
 2 地铁行车调度仿真实训项目开发理念
地铁行车调度仿真实训的具体实训项目的设计应结合实训系统特点,并应该为培养轨道交通行车调度管理方面的高技能人才服务,使其熟练掌握专门知识和技术、具备精湛的操作技能、在地铁行车调度的关键环节发挥作用、能够解决地铁行车调度操作难题。基于工作过程,实训项目设计应能体现地铁行车调度实际工作岗位的工作过程,根据轨道交通运营管理专业面向的行车调度员、车站值班员等岗位对行车组织的核心能力要求,通过分析行车调度员工作过程从而对实训项目进行模块化设计。学生通过实训要能完整地体验地铁行车调度岗位的工作内容和程序,从而与地铁行车调度课程实现理实结合。在地铁运营中岗位之间是互相配合的,实训项目开发设计要强调地铁行车调度员和车站值班员及列车司机等相关岗位的团队配合。因此,在实训项目中要能培养学生团队配合能力,任务设计是要能体现不同岗位之间的联动协作。根据行车调度员能力要求,对具体岗位能力进行分解,在实训项目设计时体现基础知识技能和核心知识技能的层次差别,在先后顺序上要先易后难,从知识储备、能力升级到实战演练、事故处理进行全面设计。
3 地铁行车调度仿真实训项目设计
岗位工作任务与环节分析根据企业岗位、工作任务与工作环节来确定实训项目,要体现具体岗位的工作知识、能力、素质。具体岗位为调度员、车站值班员。 具体工作任务是行车计划编制(工作环节分为运行图编制、班计划;车辆段调车、列车编组)、行车调度(工作环节分为熟悉调度中心组织机构、职责岗位;会根据行车过程的状况灵活调度,保障行车秩序)、非正常情况下的行车组织与调度(工作环节分为ATC 设备故障时的行车组织、联锁设备故障时的行车组织)根据所需的知识和能力目标来设计基本实训项目,通过对列车调度员和车站值班员的典型工作任务分析,确定所需的各种能力,结合地铁行车调度综合演练系统的功能模块,以此来确定系统可开展的实训项目及对应工作任务。
将实训项目设计分为基本实训项目和综合实训项目,体现实训能力层次分级的要求。基本实训项目和对应工作任务如下:(1)信联闭、道岔、进路的基本操作。 了解信号、联锁、闭塞、道岔、进路的基本操作,熟悉系统开机启动程序。(2)时刻表与运行图编制。会编辑系统时刻表,理解运行图的调整与编制。(3)正常和非正常情况下的排列进路与接发列车。掌握排列列车进路,接发列车的程序和操作。(4)ATC自动控制模式下的列车调度和车站控制下的调度。掌握列车调度的操作程序,尤其是车站控制模式下的操作。(5)车辆段联锁系统操作,列车出入段调车作业。掌握车辆段列车出入段操作程序及联锁的含义。
基于团队合作和任务驱动的综合实训项目为在实训中加强团队合作意识,增强学生对各岗位工作的协调和配合,基于任务驱动的实训设计理念,在基本实训项目完成后,进一步提高要求,设计一些综合实训项目,学生以小组为单位,在设备上模拟实际中的相关岗位,同时结合比赛的形式进行考核,这样既增强了学生实训练习的积极性,又能在比赛中培养能力。综合实训项目及对应工作任务如下:(1)运行时刻表与运行图编制比赛。以小组为单位,在给定的数据和资料情况下,通过合理计算和运用列车安排时刻表和运行图,考核标准:合理性、快速性。(2)人工接发列车比赛。设定某些轨道路段故障,要求小组以人工闭塞方式接发列车,组织车辆运行,考核标准:时间。(3)行车调度模拟比赛。小组根据外在条件的变化,如客流、车辆等变化,及时通过行车调度措施,调整列车运行,保证地铁正常运营,考核标准:准确性和合理。(4)车辆段调车作业比赛。根据调车作业要求,各小组合理分工,在最短的时间内完成列车在车辆段内的调车、移动作业,考核标准:完成时间长短。
4 项目化实训教学建议
有计划地进行基本实训项目的实训,使得学生能在学完理论后马上进行实践,做到理实一体,同时在学完课程后安排整周综合实训,开展综合实训项目,在实训老师的指导监督下完成行车调度工作任务和考核。
随着互联网+概念的提出,数字化校园建设的完成,以及微课、MOOC、翻转课堂等一系列新的教学理念的诞生,信息化教学改革已经成为建设现代职业教育体系中关键环节。基于此,本课程借助仿真实训室、地铁行车调度优质核心课程资源共享网站和蓝墨云班课三大教学平台,采用翻转课堂模式,实现学习的互动化、多元化、个性化、巩固化的交叉统一,轻松突破传统教学的弊端。
分别从课前、课中、课后三个方面具体进行教学实施过程。设计思路是借助信息化手段,采用将运行时刻表与运行图基本认识等基本知识信息传递放在课前,最难的知识吸收内化及技能操作放在课中的翻转课堂模式,例如地铁列车时刻表与运行图编制计算与调整列车运行时刻等,使学生在执行任务前做好充分的知识准备,通过师生的共同探究、合作,突破铁列车时刻表与运行图编制教学等的重、难点,实现教学目标。无论是课前自主学习过程的监控,学习效果的检验,还是课堂考勤,借助云班课均可轻松实现;无论是课前的答疑讨论,还是课中的课堂问答,借助云班课都可以大大提高互动效率;无论是经验值的排行榜,还是小组投票功能,云班课平台使教学考评变得公开透明,易统计。
基金项目:江苏省教育科学院研究院现代教育技术研究所基金项目:基于网络平台的虚拟实验教学研究-以《城市公共交通調度管理》课程为例(项目编号:2015-R-44537);江苏省高校哲社基金项目:“互联网+”时代公交出行信息服务能效提升策略研究(项目编号:2016SJD630038)阶段研究成果
参考文献
[1] 祖强,魏永军.国家级虚拟仿真实验教学中心建设现状探析[J].实验技术与管理,2015.32(11):156-158.
[2] 伍民友,过敏意.论MOOC及未来教育趋势[J].计算机教育,2013(20):5-8.
  [3] 杨公义,王胜清.基于Big Blue Button为Blackboard增加交互式语音视频虚拟课堂[J].软件,2016.37(10):1-6. 
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