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鐵道信號實訓基地總體規(guī)劃

在校園環(huán)形鐵路設置四個車站，在四個車站之間建立分散自律調(diào)度集中即CTC系統(tǒng)，整個校園環(huán)形鐵路采用CTCS-2列車運行控制系統(tǒng)。以石家莊鐵道大學校園鐵路為對象，以CTCS-2為基礎，通過深入研究和科學論證，構(gòu)建了石家莊鐵道大學鐵道信號實訓基地。實訓基地分為現(xiàn)場真實設備和CTCS-2仿真系統(tǒng)兩大部分。其中，現(xiàn)場真實設備分為室外設備和室內(nèi)設備。室外設備包括軌道及控制電路、信號機及控制電路和道岔及轉(zhuǎn)轍設備；室內(nèi)設備包括6502電氣集中控制系統(tǒng)、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)、ZPW-2000A控制電路。CTCS-2仿真系統(tǒng)分為地面系統(tǒng)和車載系統(tǒng)兩大部分，其中地面系統(tǒng)包括仿真沙盤、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)、列控中心、CTC調(diào)度系統(tǒng)、軌道電路、應答器和LEU。車載系統(tǒng)包括車載安全計算機、STM、BTM、人機界面、速度傳感器、軌道電路信息接收天線、應答器信息接收天線。

鐵道信號實訓基地建設方案

石家莊鐵道大學鐵道信號實訓基地現(xiàn)場部分介紹：在石家莊鐵道大學工程訓練中心南側(cè)，有一段近300米長的鐵路，鐵路分為兩個車站、一個區(qū)間。其中乙站有一組道岔，甲站有兩組道岔。線路圖如圖1所示。鐵道信號實訓基地分為真實控制設備部分和沙盤模擬仿真控制部分。現(xiàn)場真實控制設備主要是車站信號控制、區(qū)間控制和微機監(jiān)測系統(tǒng)。沙盤模擬仿真控制設置為4個車站，包括3個沙盤模擬控制站、1個計算機聯(lián)鎖站及CTC系統(tǒng)。1.現(xiàn)場真實控制設備隨著鐵路的不斷發(fā)展，信號設備也在不斷更新。計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)具有高度的安全性、可靠性、實時性、可維護性、可用性、快速的處理能力等特點，計算機聯(lián)鎖的基本聯(lián)鎖功能是以6502電氣集中的聯(lián)鎖電路的邏輯關系為依據(jù)，利用計算機的功能對6502電路進行了改進。因此，現(xiàn)場新建車站和既有車站進行改建時都采用了計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。但是仍然有一部分車站采用的是6502電氣集中控制。[1，2]為了和現(xiàn)場設備接軌，實訓基地中兩個車站可分別采用6502電氣集中聯(lián)鎖和計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)進行控制。圖1中甲站包括兩組道岔，兩個軌道區(qū)段，進站信號機一架，出站信號一架，調(diào)車信號機三架，采用的是計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)控制。乙站包括一組道岔，一個一送兩受軌道電路區(qū)段，進出站信號機各一架，調(diào)車信號機一架，采用的是6502電氣集中聯(lián)鎖控制。甲乙兩站之間設站聯(lián)軌道電路，制式為ZPW-2000A軌道電路，自動閉塞分區(qū)4個，通過信號機3架，采用四顯示自動閉塞。信號設備布置完后如圖2所示。2.沙盤模擬仿真控制鐵道信號電子沙盤在整個鐵道信號專業(yè)教學、實踐環(huán)節(jié)中具有重要作用，直接關系到所開設相關實驗的效果。另外，沙盤可以直觀、全面的展示列車在車站和區(qū)間的行走過程中，進路、道岔、信號機之間的聯(lián)鎖關系，并且為演示和講解鐵道系統(tǒng)整體情況提供了平臺。沙盤采用環(huán)形沙盤，沙盤比例為1∶15，軌道間距為9.5cm。包括3個沙盤站和1個計算機聯(lián)鎖站，沙盤示意圖如圖3所示。其中計算機聯(lián)鎖站可用沙盤仿真軟件控制，也可用控制室外設備的甲站的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)進行控制。在沙盤上建設CTCS-2級列車控制系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)，設置車載設備、地面設備，并且可根據(jù)建設情況自行開發(fā)一些系統(tǒng)。3.列控系統(tǒng)仿真列控系統(tǒng)通常是由地面列控中心或無線閉塞中心、軌道電路、地面點式信號設備、車載傳輸設備和車載速度控制設備構(gòu)成，用于控制列車運行速度、保證行車安全和提高運輸能力的控制系統(tǒng)。列控系統(tǒng)設備構(gòu)成示意圖如圖4所示。[3]根據(jù)列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，CTCS-2列控系統(tǒng)的仿真研究方案確定仿真模塊為：地面設備的仿真研究、車載設備的仿真研究、車站列控中心的仿真研究、車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的仿真研究。其中，地面設備的仿真研究包括向車載發(fā)送模擬的軌道電路碼序和應答器數(shù)據(jù)，提供車載防護曲線計算的基礎數(shù)據(jù)，并根據(jù)控制中心的進路辦理和臨時限速信息向車載發(fā)送對應的有源應答器信息。車載設備的仿真研究包括ATP仿真系統(tǒng)的研究和列控車載計算機操作系統(tǒng)的仿真兩大部分。其中ATP仿真系統(tǒng)的研究提出列控車載ATP仿真系統(tǒng)的硬件總體設計方案，包括車載設備速度信息接收塊的設計、無線接收數(shù)據(jù)塊的設計、地面信息處理版塊的設計、輸出和接口設計；列控車載計算機操作系統(tǒng)的仿真制定了列控系統(tǒng)中車載DMI的各種功能需求，對整個車載DMI系統(tǒng)進行了建模。車站列控中心的仿真研究通過對列控中心理論、功能及接口進行詳細分析，結(jié)合列控中心的相關技術(shù)規(guī)范，針對列控仿真實驗室的具體環(huán)境對車站列控中心進行了總體方案設計，完成了列控中心的硬件選型和軟件子模塊的功能分析與劃分。由于室內(nèi)沙盤仿真控制部分的沙盤采用的是1∶15的軌道，相對應的列控系統(tǒng)可自行開發(fā)，將每一部分進行細化、模塊化，作為本科生和研究生的設計題目。

實訓基地的內(nèi)涵建設與教學實踐

通過在鐵道信號實訓基地進行實驗教學、實習實訓，培養(yǎng)1.實訓內(nèi)容與課堂教學內(nèi)容及實驗課相結(jié)合實訓項目要與教學內(nèi)容銜接，要遵照循序漸進的教學原則，有一個逐步加深的過程，教師要根據(jù)教材內(nèi)容和教學目的、教學重點、教學難點，制定切實可行的教學計劃。實訓項目還要與生產(chǎn)現(xiàn)場緊密結(jié)合，要注重學生能力的培養(yǎng)，且有一定的應用價值，并能將理論知識和實際工作技能相結(jié)合。2.實訓項目與人才市場需求相結(jié)合實訓項目要緊跟鐵路及軌道交通對人才需求的變化形勢，積極開發(fā)符合學校自身特點和鐵路局及軌道交通公司需求的實訓教材，分層次進行實驗實訓教學，提高實訓質(zhì)量。還要聘請鐵路局及軌道交通公司的專家承擔一定的實訓基地教學授課，進行專業(yè)實訓指導等教學工作。另外，要與鐵路局及軌道交通公司聯(lián)合建立一定數(shù)量的校企聯(lián)合項目。3.實訓基地與科研平臺的建設相結(jié)合有針對性的將教學、科研與實踐相結(jié)合?？蒲衅脚_是科學研究的基本條件，是科技創(chuàng)新過程中各種支撐條件的有效集成。依托高水平的科研基地，通過產(chǎn)學研聯(lián)合攻關，涌現(xiàn)出來了一批自主創(chuàng)新的科技成果，提升了學校在河北省及全國的地位，為鐵道信號專業(yè)學生的畢業(yè)設計及信號專業(yè)方向研究生的課題研究提供了服務平臺，提高了實訓基地的利用率。4.實訓基地的功能延伸鐵道信號實訓基地的建設資金投入大，為避免重復投資，已經(jīng)建設并運行良好的基地可以為其他兄弟院校同類專業(yè)的學生提供實訓實習教學服務，同時還可以為鐵路及軌道交通公司提供技術(shù)支持和人員培訓，共享設備資源和師資力量。六、結(jié)語石家莊鐵道大學鐵道信號實訓基地的建設，將實訓與課堂教學內(nèi)容、人才市場需求、科研、本科生與研究生的畢業(yè)課題、鐵路局及軌道公司的聯(lián)合培養(yǎng)相結(jié)合，進一步深化了內(nèi)涵建設，推進了教學改革，完善了人才培養(yǎng)體系，提高了學生的綜合素質(zhì)，從而能更好地服務社會。

本文作者：邸建紅鄧曉燕高靜巧陳對永工作單位：石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院