虚实结合的高职城市轨道交通调度实训平台探索与实践

虚实结合的高职城市轨道交通调度实训平台探索与实践
摘要：从平台建设必要性、功能定位、开发过程、特色创新及建设途径等五个方面出发，探讨采用仿真设备与生产型设备虚实结合方式建立城市轨道交通调度实训平台，构建具有企业生产真实产品的虚实相关的教学环境。

可实现与就业岗位实际现场一致的现场化教学，使学生熟练掌握地铁实际运营过程中的理论知识和专业内容，以及调度过程中的应急状况处理与非常规操作，真正解决了城市轨道交通运营调度大型工作流程、技术密集岗位的核心能力实训和培养，能够使学生到现场就上岗，同时可发挥科研实践、社会服务的功能。

关键词：虚实结合；城市轨道交通调度；实训平台；现场化教学
目前，我国城市轨道交通已经进人高速发展时期。

为了适应城市轨道交通专业人才需求骤增的趋势，我国各大院校纷纷加大了专业人才的培养。

对于高职城市轨道交通运营管理专业学生而言，综合调度能力是其核心岗位技能要求，承担着列车行车组织、调度指挥及突发事件应急处理、保证乘客安全运输的重任。

由于运营调度过程与生产实际联系紧密，要求学生必须对运营调度各方面的内容及具体实施细节有全面、深刻的认识，使学生掌握调度指挥的实际能力，这些只有通过日常调度指挥训练来实现。

在实际的城市轨道交通运营方面课程教学中，因其专业性强、涉及面广、内容抽象等自身特点，仅依靠现有理论教学和硬件仿真实验的教学手段，难以使学生建立起城市轨道交通运营的大局观，达到最佳教学效果。

在现实中运输生产单位出于安全和作业效率的考虑，学生即使在企业现场实习，也很难有机会参与调度指挥方面的实际操作。

如何实现学生调度能力的培养，实现学生技能与企业岗位需求的有效对接，是摆在城市轨道交通运营管理专业人才培养方面的难题。

高职院校实训基地是培养学生动手能力的主要场所，是保证落实“培养职业技术能力为核心”的教育思想的基础平台。

《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出，要积极探索校内生产性实训基地建设的校企组合新模式，要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。

在这种背景下，结合城市轨道交通运营调度实训特点及岗位能力需求，从虚实结合一体化发展的角度，基于计算机软件虚拟仿真技术，结合场地环境、仪器设备布置，采用仿真设备与生产性设备虚实结合的方式，模拟真实工作程序、工作环境、技术指标、动作要求等，为科学研究、模拟生产、教学训练和考核鉴定等过程提供实训平台：是加强实践教学基地建设和实践教学环节既经济又有效的一种途径。

一、实训平台功能定位
作为高职城市轨道交通运营管理专业的核心岗位技能，运营调度能力实训在
整个教学中具有十分重要的地位，贯穿于整个教学活动的各个环节，是培养学生理论联系实际、解决调度过程中实际问题的关键。

根据岗位需求和培养目标，专业教学过程中已开设多门与综合调度能力养成相关的课程，并通过与长春轻轨校企合作、双主体办学的模式，建成了列车自动控制、模拟运营沙盘等城市轨道交通相关实训设备。

但由于这些设备缺乏岗位系统性、生产环境真实性等不足，只能简单地演示调度工作的相关流程，不能充分地锻炼出学生的职业技能。

为此，在现有校内城市轨道交通实训基地的基础上，建立城市轨道交通调度系统实训平台，以虚拟仿真形式再现长春轻轨实际线路的真实生产调度场景，通过对学生进行实战训练，增强学生职业技能与岗位需求之间的有效对接。

实训平台建设的功能定位主要涵盖以下三个方面：一是能够承担城市轨道交通运营管理专业多门主干课程的实验、实训项目，培养学生综合调度的岗位核心能力；二是能够满足教师、学生的科研、实验、实践需要，能够为职业大赛、创新项目、教师科研课题提供运行平台，服务于教学；三是能够为地方区域乃至东三省轻轨、地铁、铁路等相关企业运营调度人员提供人员培训平台，发挥其强大的社会服务功能。

采用仿真设备与生产型设备虚实结合方式建立城市轨道交通调度实训平台，提高生产性实训的仿真化程度，为学生提供“具有企业生产真实产品”的虚实相关的教学环境，可有效保障面向城市轨道交通调度大型工作流程、技术密集型岗位的核心技术的培养。

二、实训平台开发建设
基于城市轨道交通运营调度的功能定位，结合前期校内城市轨道交通实训基地生产型设备，该实训平台可从以下八个方面来进行开发与建设。

（一）行车调度指挥实训子系统开发
按照长春轻轨某条具体线路（例如4号线），模拟全线车站的车站值班员系统和调度控制中心（OCC）中控系统，能够模拟全线不少于30辆车的正线运营，并且能够设置各种故障实现技能考核。

为操作人员提供了一个逼真、稳定的操作环境，同时可进行教学培训和考试使用，可使操作人员的工作技能得到更直观、有效、全面快速提高，实现OCC值班员、车站值班员局域操作工作站（LOW）等重要岗位职能的实训。

（二）虚拟列车及运行图编辑子系统开发
该系统与长春轻轨4号线相同，可以实现站场显示、列车显示和调度过程中的报警显示，可以模拟站场操作，可以模拟列车操作、列车自动驾驶与防护，可以模拟列车运行图的编制、修改及实迹运行图的自动生成操作。

（三）环境控制仿真实训子系统开发
模拟长春轻轨4号线地下部分的三个站点：长春站北广场站一北亚泰大街站一伪皇宫站的环境控制系统。

模拟内容包括：大系统、A端小系统、公共区、照明系统、给排水系统、模式控制、系统状态图、控制方式切换等功能。

能够模拟编制和执行环控系统的运行方式。

教师控制中心能够设置各种故障，在故障情况下训练学生指挥整个环控系统的突发事件或事故处理的能力。

训练学生对事故、报警认真确认并分析情况，及时通报，迅速指挥事故现场按灾害模式运行。

（四）电力调度指挥仿真实训子系统开发
电力调度系统与长春轻轨线路（4号线）电力调度系统（PSCADA）界面和操作逻辑完全一致。

模拟内容包括一次主接线图、通信系统图、平面布置图、告警显示、用户权限管理、数据归档和统计报表功能等系统功能。

（五）视频监控仿真子系统开发
调度员可以切换监视器所显示的内容，并可以调节监视器所显示场景的水平视角。

通过视频监控系统，熟悉视频监控原理和各种常规和非常规操作。

（六）教师控制服务器搭建
教师服务器主要用于教师主导的教学，教师可以模拟多种角色。

功能包括：查看和控制学员使用状态，手动设置各类应急故障和模拟事故，设置和维护各类基础数据，管理学生成绩等功能，是整个系统中为教师设置的操作终端。

（七）大屏幕显示子系统
模拟轻轨调度控制中心及站控中心，采用寿命较高的液晶显示屏幕，显示行车、电调、环调、中央监控（CCTV）的实时动态。

（八）城市轨道交通调度系统实训平台集成与评估
在系统硬件配置的基础上，将城市轨道交通调度各子系统软硬件实现集成，并完成功能测试，并对调度系统平台的职业性、情境性、过程性、交互性与智能性进行评估。

三、实训平台特色体现
当前，建成的城市轨道交通实训系统由于建设时间短、建设经费制约等原因，存在实训系统岗位针对性、工位配置完整性、工作过程导向性、实训情境创设系统性、功能性与可操作性不足等问题，实训效果有待提高，尚未形成完整的城市轨道交通调度系统实训平台。

采用虚实结合方式建成的城市轨道交通系统调度实训平台，除了具有成本低
（软件即设备）、功能全（克服传统设备品种、数量限制）、效果好（学生可反复操作）等优点，其创新性还体现在以下四个方面：一是可实现与地铁运营公司（长春轻轨4号线）实际现场完全一致的现场化教学，包括控制软件、技能要求、标准化工作流程等，让学生熟悉岗位要求。

二是可实现理论知识和专业内容的实训和教学，使学生熟练掌握地铁实际运营过程中，调度指挥系统的所有专业术语及其自动化控制设备的控制过程和原理，具备分析问题、解决问题的能力。

三是可实现调度应急和非常规操作，使学生熟练掌握地铁调度指挥过程中的各种应急状况的处理，如火灾疏散、电话闭塞、车站设备故障、停电、列车故障等应急状况处理，实训流程遵循地铁地铁运营公司的应急预案，与实际运营现场完全一致，能够到现场就上岗。

四是可实现学生现场动手能力的培养，能够熟练使用和操作地铁实际线路的调度指挥系统软件，完成各种常规和非常规操作。

可实现学生全面熟练掌握地铁运营管理系统的整个系统的结构、内容、网络状况和工作原理，能站在理论高度，对运营管理工作进行分析和总结，提高学生未来发展的潜力。

四、实训平台建设途径
采用模块化开发模式，重点开发行车调度指挥、虚拟列车及运行图编辑、环境控制仿真、电力调度指挥仿真、视频监控仿真以及大屏幕显示等六大模块，在此基础上完成数据库的开发集成。

同时，以现有运营调度相关生产性设备为接口，结合场地环境、仪器设备布置，将ATC系统、模拟运营沙盘等调度相关生产性设备进行接口并人开发。

平台分模块开发流程如图l所示。

五、结语
采用虚实结合方式开发建设的城市轨道交通调度实训平台，构建具有企业生产真实产品的虚实相关的教学环境，可实现与就业岗位实际现场一致的现场化教学，使学生熟练掌握地铁实际运营过程中的理论知识和专业内容，实现调度过程中的应急状况处理及非常规操作，真正解决城市轨道交通运营调度大型工作流程、技术密集岗位的核心岗位技能实训和培养，能够使学生到现场就能上岗，保证高职院校城市轨道交通运营管理专业学生岗位核心能力的培养以及人才培养质量的提升。

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【基金项目：吉林省教育科学“十二五”规划2013年度课题“双主体模式下的城市轨道交通运营管理专业校企深度合作机制研究”（编号：GHl3610）】
【孙晓梅：长春职业技术学院工程技术分院讲师，博士，主要从事城市轨道交通运营管理研究】。