基于虛擬仿真的城軌調(diào)度指揮綜合實訓(xùn)教學(xué)探究

基于虛擬仿真的城軌調(diào)度指揮綜合實訓(xùn)教學(xué)探究〔〕:

摘要：順應(yīng)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)職業(yè)教育的辦學(xué)特色，充分發(fā)揮城市軌道交通專業(yè)優(yōu)勢，引進功能齊全、構(gòu)造合理的城市軌道交通ATC行車調(diào)度虛擬仿真系統(tǒng)。在此根底上，依托?城市軌道交通系統(tǒng)運營管理?和?城市軌道交通信號與通信?兩門核心專業(yè)課，開發(fā)出城軌行車調(diào)度指揮工作綜合實訓(xùn)教學(xué)工程并付諸實行，有效地促進了學(xué)生理論知識與理論技能互相交融，提升了學(xué)生的職業(yè)技能，得到了良好的反響效果。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；行車調(diào)度；虛擬仿真；實訓(xùn)教學(xué)

本文引用格式：張光建，等.基于虛擬仿真的城軌調(diào)度指揮綜合實訓(xùn)教學(xué)探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,7(35):14-17.

一引言

教育部印發(fā)的?關(guān)于深化職業(yè)教育教學(xué)改革全面進步人才培養(yǎng)質(zhì)量的假設(shè)干意見?〔教職成〔2022〕6號〕指出："有效開展理論性教學(xué)。公共根底課和專業(yè)課都要加強理論性教學(xué)，理論性教學(xué)課時原那么上要占總課時數(shù)一半以上。";根據(jù)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)的辦學(xué)定位和辦學(xué)理念，充分結(jié)合學(xué)校教學(xué)實際運作情況，對于城市軌道交通運營管理專業(yè)的學(xué)生有效開展相關(guān)實訓(xùn)教學(xué)，顯得頗為重要。

城市快速開展及其伴隨而來是城市道路交通擁擠，城市軌道交通作為城市公共交通體系的骨干力量，具有大容量、綠色、平安等特點，倍受包括興隆國家和開展中國家在內(nèi)的很多大城市的青睞【1】。根據(jù)交通運輸部發(fā)布的?2022年交通運輸行業(yè)開展統(tǒng)計公報?，截至到2022年年底，城市軌道交通線路總里程為5295.10千米，增加711.80千米，同比增長15.53%【2】。預(yù)計至2022年，我國城市軌道交通運營總里程會到達6600千米，擁有城軌的城市將到達50座【3】。面對國家城市軌道交通行業(yè)如此蓬勃地開展，對行業(yè)的人才需求也會有所增加，因此，我們國家高等院校甚至中高職院校相繼開設(shè)城市軌道交通相關(guān)方向?qū)I(yè)來滿足后備力量空虛問題【4】。

城市軌道交通調(diào)度指揮工作是城市軌道交通日常運輸組織的指揮中樞，城軌行車組織內(nèi)容，以平安地運送人員、滿足設(shè)備所需維護的需求，按照列車運行圖的安排，實現(xiàn)舒適、準(zhǔn)點、快捷、平安的運營效勞為宗旨【5】。由于軌道交通設(shè)備技術(shù)特殊，現(xiàn)場人員安保問題，學(xué)生去現(xiàn)場進展動手理論沒有可行性，不利于學(xué)生知識的穩(wěn)固【6】。而虛擬仿真技術(shù)有著可控?zé)o破壞性的特點，是一種開展學(xué)校實訓(xùn)教學(xué)的有效手段【7】。

二城市軌道交通行車調(diào)度指揮體系

城市軌道交通正線各個車站由值班站長統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，車輛段〔停車場〕由車輛段調(diào)度〔停車場調(diào)度〕進展統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮。正線行車組織指揮架構(gòu)與車輛段〔停車場〕行車組織指揮架構(gòu)如下列圖1和圖2所示[8]。

如圖1所示，為對繁雜的運輸作業(yè)進展全方位的監(jiān)視與指揮，運營控制中心〔OCCOperatingControlCenter〕實行分工管理的原那么，設(shè)置不同的工種分別管理相關(guān)的工作內(nèi)容[9]。調(diào)度指揮分為一級指揮和二級指揮，二級必須服從一級指揮。

一級指揮：OCC值班主任、行車調(diào)度員、電力調(diào)度員、環(huán)控調(diào)度員和維修調(diào)度員。二級指揮：行車值班員、值班站長、車輛段調(diào)度、停車場調(diào)度、檢修調(diào)度以及各專業(yè)消費調(diào)度。

城市軌道交通正線行車組織工作遵循逐級負(fù)責(zé)、統(tǒng)一指揮的準(zhǔn)那么。正線行車指揮權(quán)由行車調(diào)度員負(fù)責(zé)，統(tǒng)一指揮與組織正線行車作業(yè)，相關(guān)的工作人員必須承受行車調(diào)度員的指揮。OCC值班主任作為調(diào)度班的組長在遇到突發(fā)狀況時候，必須統(tǒng)一班組的處置思路。根據(jù)現(xiàn)場的實際狀況進展運營調(diào)整方案的布置與決策，對上級指導(dǎo)進展相關(guān)情況的匯報。

如圖2所示，車輛段〔停車場〕控制中心〔DCCDepotControlCenter〕對車輛段〔停車場〕的各種作業(yè)調(diào)度負(fù)責(zé)。派班員對列車乘務(wù)員進展任務(wù)排班，運轉(zhuǎn)值班員根據(jù)公司車輛的檢修方案安排股道檢修，對通信信號設(shè)備等故障準(zhǔn)時通知相關(guān)工作人員進展處理。信號樓值班員負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮段內(nèi)列車的接發(fā)工作。

三城市軌道交通ATC行車調(diào)度仿真系統(tǒng)

根據(jù)需求，引入由上海田之金計算機科技研發(fā)的城市軌道交通ATC〔AutomaticTrainControl〕行車調(diào)度仿真系統(tǒng)。在此虛擬軟件上進展實訓(xùn)教學(xué)工程的開發(fā)。

該仿真系統(tǒng)按照城市軌道交通的"控制中心集中站停車場線路〔列車〕";的組織層次進展構(gòu)建，來模擬復(fù)原城市軌道交通的基于通信的列車運行控制系統(tǒng)〔CBTCmunicationBasedTrainControlSystem〕、計算機聯(lián)鎖、通信信號、運營管理等多個專業(yè)的功能，提供體系全面、全方位的運營理論平臺[10]。

整套理論體系由多個仿真控制軟件組成。其中虛擬仿真軟件包括列車自動監(jiān)控〔ATSAutomaticTrainSupervision〕模擬系統(tǒng)、車輛段模擬系統(tǒng)、各集中站ATS模擬系統(tǒng)、列車模擬系統(tǒng)、區(qū)域控制器〔ZCZoneController〕模擬系統(tǒng)、控制中心大屏模擬系統(tǒng)等。站場圖那么由杭州地鐵1號線的局部車站〔客運中心站、下沙西站、金沙湖站、高沙路站、文澤路站、文海南路站、云水站和下沙江濱站〕組成。整體功能組成框圖如圖3所示。

整套系統(tǒng)中，一個組別中分別設(shè)置1個控制中心CATS仿真系統(tǒng)、1個ZC仿真系統(tǒng)、1個列車仿真系統(tǒng)、1個控制中心主任ATS工作站仿真系統(tǒng)、6個聯(lián)鎖集中站LATS工作站仿真系統(tǒng)、2個控制中心行車調(diào)度ATS工作站仿真系統(tǒng)、1個車輛段仿真系統(tǒng)、控制中心大屏仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)仿真構(gòu)造如圖4所示。

整個系統(tǒng)可進展兩種實訓(xùn)運行形式，單機實訓(xùn)和聯(lián)機實訓(xùn)，可分別對這兩種形式分別進展訓(xùn)練，以到達不同的理論要求。

四實訓(xùn)工程教學(xué)開發(fā)

實訓(xùn)目的是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的理論才能和創(chuàng)新精神，可以在城市軌道交通領(lǐng)域從事城市軌道交通專業(yè)教學(xué)工作的"一體化";職教師資，也能從事城市軌道交通調(diào)度指揮等工作。根據(jù)交通運輸〔城市軌道交通方向〕人才培養(yǎng)方案，緊扣教學(xué)課程大綱，依托職業(yè)教育辦學(xué)的科學(xué)理念，科學(xué)合理的設(shè)計實訓(xùn)方案、實訓(xùn)原理、實訓(xùn)步驟、考核標(biāo)準(zhǔn)和評價體制等，有效提升學(xué)生的職業(yè)技能。

根據(jù)理論課程設(shè)計目的與要求，依托田之金企業(yè)構(gòu)建的城市軌道交通ATC行車調(diào)度仿真系統(tǒng)，充分結(jié)合開設(shè)的?城市軌道交通系統(tǒng)運營管理?和?城市軌道交通信號與通信?兩門專業(yè)理論課，城市軌道交通行車調(diào)度指揮工作綜合實訓(xùn)內(nèi)容如下。

1.軟件局部：①城市軌道交通ATC行車調(diào)度仿真系統(tǒng)詳細(xì)認(rèn)知實訓(xùn)；②列車模擬駕駛認(rèn)知與操作實訓(xùn)〔非方案列車〕；③列車建立交路執(zhí)行班次實訓(xùn)〔利用軟件繪制運行圖，建立方案列車〕；④車輛段〔停車場〕出庫模擬實訓(xùn)；⑤車輛段〔停車場〕調(diào)車模擬實訓(xùn)；⑥車輛段〔停車場〕入庫模擬實訓(xùn)；⑦CBTC系統(tǒng)下的正常運營實訓(xùn)；⑧后備形式〔非CBTC系統(tǒng)〕下的運營實訓(xùn)；⑨各種故障下的列車運營實訓(xùn)。

2.地鐵調(diào)研：乘坐天津地鐵1號線，2-3人一組，分批次順序上車，從李樓站到劉園站記錄列車實績到發(fā)時間并進展實際調(diào)研。

3.鋪畫列車運行圖：利用A0坐標(biāo)紙將記錄的時間鋪畫成列車實績運行圖。

4.撰寫實訓(xùn)報告。

5.小組團隊集中辯論。

根據(jù)設(shè)計的綜合實訓(xùn)工程和CBTC系統(tǒng)大框架，進展實訓(xùn)教學(xué)，設(shè)置多個崗位，包括控制中心行車調(diào)度員、各車站行車值班員、列車乘務(wù)員、車輛段調(diào)度員等，協(xié)同合作，共同掌握一個城市軌道交通運營平安命脈。CBTC列車運行控制系統(tǒng)根本框架如下列圖5所示[11]。

五施行效果反響

根據(jù)實訓(xùn)方案，基于虛擬仿真的城軌行車調(diào)度指揮工作綜合實訓(xùn)工程已經(jīng)成功應(yīng)用于城軌班的兩屆學(xué)生，根據(jù)施行效果，反響良好。

1.理論知識促進理論技能，理論技能穩(wěn)固理論知識。深奧的理論知識學(xué)習(xí)，完全依托于書本上的闡述、圖片以及教師的PPT講解，略顯乏味，容易讓學(xué)消費生厭倦感。城軌調(diào)度指揮工作的實訓(xùn)教學(xué)有利于培養(yǎng)動手實操的才能，書本上的理論知識能有效融入理論之中，能明晰直觀地理解調(diào)度指揮過程，有利于吸收穩(wěn)固自己的理論知識，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的興趣。

2.促進團隊齊心協(xié)力，培養(yǎng)團結(jié)合作的精神。城市軌道交通調(diào)度指揮工作不是一個人的事情，是一個整體的協(xié)同運營管理。任何一個員工一個環(huán)節(jié)的失誤操作，將會對整個城軌平安命脈產(chǎn)生重大影響。通過實訓(xùn)教學(xué)分組，分工協(xié)作，共同指揮城軌運營以及全班鋪畫橫跨長達5小時的列車運行圖，有效地促進了團隊的整體性。

3.進步自己的競爭力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的動力。在實訓(xùn)教學(xué)中，局部學(xué)生在教師的講解中能迅速掌握操作技能和要點，能純熟地進展調(diào)度工作，局部學(xué)生那么有些生疏。為了保證協(xié)同工作，需要激發(fā)學(xué)習(xí)的動力，培養(yǎng)鉆研的才能。

六結(jié)語

通過科學(xué)合理地開發(fā)城市軌道交通調(diào)度指揮工作綜合實訓(xùn)教學(xué)工程，依托城市軌道交通ATC行車調(diào)度仿真系統(tǒng)，設(shè)置不同的崗位，扮演不同的角色，以學(xué)生為主體力量，共同體驗一個城市地鐵的調(diào)度指揮和運營管理工作，為了表達綜合性，進展實地調(diào)研，并鋪畫列車實績運行圖，有效地促進了學(xué)生科學(xué)合理地安排交通運輸組織工作的才能，對應(yīng)用型大學(xué)尤其是職業(yè)教育領(lǐng)域的院校更具有一定的借鑒和啟發(fā)意義。

參考文獻

【1】毛保華，李夏苗，牛惠民.城市軌道交通系統(tǒng)運營管理[M].北京：人民交通出版社，2022.

【2】2022年城市軌道交通行業(yè)開展現(xiàn)狀及開展前景分析[EB/OL].[2022-05-09].://.chyxx/industry/202205/735757.html.

【3】許曉曉.我國城市軌道交通開展面臨的人才瓶頸及對策[J].經(jīng)濟師，2022〔4〕：280-282.

【4】張曉梅，魯工圓，何必勝