鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與實(shí)踐

時(shí)間:2022-03-28 03:49:50

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鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與實(shí)踐

鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地總體規(guī)劃

在校園環(huán)形鐵路設(shè)置四個(gè)車(chē)站,在四個(gè)車(chē)站之間建立分散自律調(diào)度集中即CTC系統(tǒng),整個(gè)校園環(huán)形鐵路采用CTCS-2列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)。以石家莊鐵道大學(xué)校園鐵路為對(duì)象,以CTCS-2為基礎(chǔ),通過(guò)深入研究和科學(xué)論證,構(gòu)建了石家莊鐵道大學(xué)鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地。實(shí)訓(xùn)基地分為現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)設(shè)備和CTCS-2仿真系統(tǒng)兩大部分。其中,現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)設(shè)備分為室外設(shè)備和室內(nèi)設(shè)備。室外設(shè)備包括軌道及控制電路、信號(hào)機(jī)及控制電路和道岔及轉(zhuǎn)轍設(shè)備;室內(nèi)設(shè)備包括6502電氣集中控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)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(chē)載系統(tǒng)兩大部分,其中地面系統(tǒng)包括仿真沙盤(pán)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、列控中心、CTC調(diào)度系統(tǒng)、軌道電路、應(yīng)答器和LEU。車(chē)載系統(tǒng)包括車(chē)載安全計(jì)算機(jī)、STM、BTM、人機(jī)界面、速度傳感器、軌道電路信息接收天線(xiàn)、應(yīng)答器信息接收天線(xiàn)。

鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案

石家莊鐵道大學(xué)鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)場(chǎng)部分介紹:在石家莊鐵道大學(xué)工程訓(xùn)練中心南側(cè),有一段近300米長(zhǎng)的鐵路,鐵路分為兩個(gè)車(chē)站、一個(gè)區(qū)間。其中乙站有一組道岔,甲站有兩組道岔。線(xiàn)路圖如圖1所示。鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地分為真實(shí)控制設(shè)備部分和沙盤(pán)模擬仿真控制部分?,F(xiàn)場(chǎng)真實(shí)控制設(shè)備主要是車(chē)站信號(hào)控制、區(qū)間控制和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。沙盤(pán)模擬仿真控制設(shè)置為4個(gè)車(chē)站,包括3個(gè)沙盤(pán)模擬控制站、1個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站及CTC系統(tǒng)。1.現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)控制設(shè)備隨著鐵路的不斷發(fā)展,信號(hào)設(shè)備也在不斷更新。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)具有高度的安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性、可維護(hù)性、可用性、快速的處理能力等特點(diǎn),計(jì)算機(jī)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(guān)系為依據(jù),利用計(jì)算機(jī)的功能對(duì)6502電路進(jìn)行了改進(jìn)。因此,現(xiàn)場(chǎng)新建車(chē)站和既有車(chē)站進(jìn)行改建時(shí)都采用了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。但是仍然有一部分車(chē)站采用的是6502電氣集中控制。[1,2]為了和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接軌,實(shí)訓(xùn)基地中兩個(gè)車(chē)站可分別采用6502電氣集中聯(lián)鎖和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行控制。圖1中甲站包括兩組道岔,兩個(gè)軌道區(qū)段,進(jìn)站信號(hào)機(jī)一架,出站信號(hào)一架,調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)三架,采用的是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)控制。乙站包括一組道岔,一個(gè)一送兩受軌道電路區(qū)段,進(jìn)出站信號(hào)機(jī)各一架,調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)一架,采用的是6502電氣集中聯(lián)鎖控制。甲乙兩站之間設(shè)站聯(lián)軌道電路,制式為ZPW-2000A軌道電路,自動(dòng)閉塞分區(qū)4個(gè),通過(guò)信號(hào)機(jī)3架,采用四顯示自動(dòng)閉塞。信號(hào)設(shè)備布置完后如圖2所示。2.沙盤(pán)模擬仿真控制鐵道信號(hào)電子沙盤(pán)在整個(gè)鐵道信號(hào)專(zhuān)業(yè)教學(xué)、實(shí)踐環(huán)節(jié)中具有重要作用,直接關(guān)系到所開(kāi)設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的效果。另外,沙盤(pán)可以直觀、全面的展示列車(chē)在車(chē)站和區(qū)間的行走過(guò)程中,進(jìn)路、道岔、信號(hào)機(jī)之間的聯(lián)鎖關(guān)系,并且為演示和講解鐵道系統(tǒng)整體情況提供了平臺(tái)。沙盤(pán)采用環(huán)形沙盤(pán),沙盤(pán)比例為1∶15,軌道間距為9.5cm。包括3個(gè)沙盤(pán)站和1個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站,沙盤(pán)示意圖如圖3所示。其中計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站可用沙盤(pán)仿真軟件控制,也可用控制室外設(shè)備的甲站的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。在沙盤(pán)上建設(shè)CTCS-2級(jí)列車(chē)控制系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng),設(shè)置車(chē)載設(shè)備、地面設(shè)備,并且可根據(jù)建設(shè)情況自行開(kāi)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(wú)線(xiàn)閉塞中心、軌道電路、地面點(diǎn)式信號(hào)設(shè)備、車(chē)載傳輸設(shè)備和車(chē)載速度控制設(shè)備構(gòu)成,用于控制列車(chē)運(yùn)行速度、保證行車(chē)安全和提高運(yùn)輸能力的控制系統(tǒng)。列控系統(tǒng)設(shè)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(shè)備的仿真研究、車(chē)載設(shè)備的仿真研究、車(chē)站列控中心的仿真研究、車(chē)站聯(lián)鎖系統(tǒng)的仿真研究。其中,地面設(shè)備的仿真研究包括向車(chē)載發(fā)送模擬的軌道電路碼序和應(yīng)答器數(shù)據(jù),提供車(chē)載防護(hù)曲線(xiàn)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并根據(jù)控制中心的進(jìn)路辦理和臨時(shí)限速信息向車(chē)載發(fā)送對(duì)應(yīng)的有源應(yīng)答器信息。車(chē)載設(shè)備的仿真研究包括ATP仿真系統(tǒng)的研究和列控車(chē)載計(jì)算機(jī)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(chē)載ATP仿真系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)方案,包括車(chē)載設(shè)備速度信息接收塊的設(shè)計(jì)、無(wú)線(xiàn)接收數(shù)據(jù)塊的設(shè)計(jì)、地面信息處理版塊的設(shè)計(jì)、輸出和接口設(shè)計(jì);列控車(chē)載計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的仿真制定了列控系統(tǒng)中車(chē)載DMI的各種功能需求,對(duì)整個(gè)車(chē)載DMI系統(tǒng)進(jìn)行了建模。車(chē)站列控中心的仿真研究通過(guò)對(duì)列控中心理論、功能及接口進(jìn)行詳細(xì)分析,結(jié)合列控中心的相關(guān)技術(shù)規(guī)范,針對(duì)列控仿真實(shí)驗(yàn)室的具體環(huán)境對(duì)車(chē)站列控中心進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì),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(pán)仿真控制部分的沙盤(pán)采用的是1∶15的軌道,相對(duì)應(yīng)的列控系統(tǒng)可自行開(kāi)發(fā),將每一部分進(jìn)行細(xì)化、模塊化,作為本科生和研究生的設(shè)計(jì)題目。

實(shí)訓(xùn)基地的內(nèi)涵建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐

通過(guò)在鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),培養(yǎng)1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要與教學(xué)內(nèi)容銜接,要遵照循序漸進(jìn)的教學(xué)原則,有一個(gè)逐步加深的過(guò)程,教師要根據(jù)教材內(nèi)容和教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn),制定切實(shí)可行的教學(xué)計(jì)劃。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目還要與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)緊密結(jié)合,要注重學(xué)生能力的培養(yǎng),且有一定的應(yīng)用價(jià)值,并能將理論知識(shí)和實(shí)際工作技能相結(jié)合。2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目與人才市場(chǎng)需求相結(jié)合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要緊跟鐵路及軌道交通對(duì)人才需求的變化形勢(shì),積極開(kāi)發(fā)符合學(xué)校自身特點(diǎn)和鐵路局及軌道交通公司需求的實(shí)訓(xùn)教材,分層次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué),提高實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。還要聘請(qǐng)鐵路局及軌道交通公司的專(zhuān)家承擔(dān)一定的實(shí)訓(xùn)基地教學(xué)授課,進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)等教學(xué)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(xiàng)目。3.實(shí)訓(xùn)基地與科研平臺(tái)的建設(shè)相結(jié)合有針對(duì)性的將教學(xué)、科研與實(shí)踐相結(jié)合??蒲衅脚_(tái)是科學(xué)研究的基本條件,是科技創(chuàng)新過(guò)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(guò)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),涌現(xiàn)出來(lái)了一批自主創(chuàng)新的科技成果,提升了學(xué)校在河北省及全國(guó)的地位,為鐵道信號(hào)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)及信號(hào)專(zhuān)業(yè)方向研究生的課題研究提供了服務(wù)平臺(tái),提高了實(shí)訓(xùn)基地的利用率。4.實(shí)訓(xùn)基地的功能延伸鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)資金投入大,為避免重復(fù)投資,已經(jīng)建設(shè)并運(yùn)行良好的基地可以為其他兄弟院校同類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提供實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)教學(xué)服務(wù),同時(shí)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(xùn),共享設(shè)備資源和師資力量。六、結(jié)語(yǔ)石家莊鐵道大學(xué)鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè),將實(shí)訓(xùn)與課堂教學(xué)內(nèi)容、人才市場(chǎng)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(jìn)一步深化了內(nèi)涵建設(shè),推進(jìn)了教學(xué)改革,完善了人才培養(yǎng)體系,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì),從而能更好地服務(wù)社會(huì)。

本文作者:邸建紅鄧曉燕高靜巧陳對(duì)永工作單位:石家莊鐵道大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院