中國高速鐵路通信信號培訓(xùn)系統(tǒng)淺析

劉曄

摘 要：中國高速鐵路的快速發(fā)展，在大專院校需要培養(yǎng)通信信號的專業(yè)性人才，本文對高速鐵路通信信號培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行淺析，適用于大專院校建設(shè)實驗室所需。

關(guān)鍵詞：高鐵 通信信號 培訓(xùn)

概述

高速鐵路通信信號培訓(xùn)系統(tǒng)（簡稱“培訓(xùn)系統(tǒng)”）以“教、學(xué)、練、考”為主線，依據(jù)“實用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟性”的原則，綜合各類信息技術(shù)，按照真實的工作場景、真實的設(shè)備界面、真實的作業(yè)流程構(gòu)建高鐵信號實訓(xùn)基地。

培訓(xùn)系統(tǒng)既能提供C3、C2系統(tǒng)的半實物仿真運行環(huán)境，還能以三維漫游的方式展示信號樓、車站、線路、動車組列車中信號設(shè)備的外觀布局、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行狀態(tài)、故障檢修操作等，真正實現(xiàn)“學(xué)、練、考”三大功能，滿足學(xué)員對信號系統(tǒng)工作原理、操作、檢修、故障處理等技能實訓(xùn)的要求。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

培訓(xùn)系統(tǒng)按照控制和管理的區(qū)別，分為半實物仿真運行層和培訓(xùn)管理層兩層。

半實物仿真運行層

半實物仿真運行層是培訓(xùn)系統(tǒng)的控制層，包含了信號設(shè)備實物、仿真模型庫、實物接口平臺和人機界面四個部分，提供了信號設(shè)備實物與仿真平臺交互的接口，實現(xiàn)信號設(shè)備實物和仿真模型能夠按照設(shè)計的線路環(huán)境和培訓(xùn)場景協(xié)同運行，有效支撐CTCS-2/3級虛實結(jié)合半實物半仿真運行。

信號設(shè)備實物

實訓(xùn)室的信號設(shè)備實物包括車站聯(lián)鎖設(shè)備實訓(xùn)區(qū)的軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍機、信號機、計算機聯(lián)鎖。信號設(shè)備實物之間依照現(xiàn)場接口及連線進(jìn)行連接并交互信息。

仿真模型庫

仿真模型庫既包含了信號設(shè)備的仿真模型，如軌旁設(shè)備仿真模型（軌道電路模型、應(yīng)答器模型、信號機模型、道岔模型等）、室內(nèi)設(shè)備模型（聯(lián)鎖模型、TCC模型、RBC模型、TSRs模型等）、ATP仿真模型（C3 ATP模型、DMI模型）;也包含了地理線路模型、列車模型（模擬駕駛臺、BTM模型）等仿真運行支撐模型。

實物接口平臺

實物接口平臺包括聯(lián)鎖接口平臺，將仿真平臺內(nèi)部的各類信息按照信號設(shè)備實物的接口標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換為特定的數(shù)字信號輸入或模擬信號輸入，同時將信號設(shè)備實物的數(shù)字信號輸出或模擬信號輸出按照接口標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換為仿真平臺內(nèi)部的各類仿真信息，使得仿真世界和實物世界之間能夠進(jìn)行信息交互。

人機界面

人機界面為學(xué)員提供了學(xué)習(xí)、實訓(xùn)、操作的接口，既包含了信號設(shè)備實物所提供的人機接口，如聯(lián)鎖控顯界面等，也包含了仿真線路圖、模擬駕駛臺界面、仿真車站控顯、仿真DMI、仿真車務(wù)終端界面、仿真中心調(diào)度終端界面等仿真人機界面，并且仿真人機界面也完全符合信號設(shè)備實物的人機接口規(guī)范，與實物人機接口一致。

培訓(xùn)管理層

培訓(xùn)管理層由培訓(xùn)系統(tǒng)的管理系統(tǒng)組成，包括仿真調(diào)度系統(tǒng)、教學(xué)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、培訓(xùn)管理綜合信息平臺四大部分。

仿真調(diào)度系統(tǒng)

仿真調(diào)度系統(tǒng)通過系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與仿真運行層的仿真模型、底層支撐平臺等接口，一方面獲取仿真運行層的運行狀態(tài)信息，實現(xiàn)對仿真運行狀態(tài)的監(jiān)測，另一方面將故障注入或控制指令下達(dá)至仿真運行層，實現(xiàn)對仿真過程的控制。

教學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)系統(tǒng)由CTCS-2級/CTCS-3級列控系統(tǒng)、車務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)原理、操作流程、各信號設(shè)備原理、組成、檢修與故障作業(yè)等課件組成，支持教師對課件進(jìn)行組織、修改等管理操作。

考試系統(tǒng)

考試系統(tǒng)可以由教師自定義考題，也可以自動生成試卷，支持學(xué)員進(jìn)行分布式的模擬練習(xí)或考試考核。

培訓(xùn)管理綜合信息平臺

培訓(xùn)管理綜合信息平臺對高鐵信號系統(tǒng)、車務(wù)系統(tǒng)培訓(xùn)案例庫進(jìn)行管理，同時保存學(xué)員的培訓(xùn)過程信息。

培訓(xùn)案例庫由正常運營場景、典型故障場景和自定義場景組成，教師可以通過培訓(xùn)管理綜合信息平臺對案例進(jìn)行增、刪、改等操作。

系統(tǒng)功能

電務(wù)仿真培訓(xùn)功能

培訓(xùn)系統(tǒng)能實現(xiàn)CTCS-2/3級列控系統(tǒng)仿真運行的完整功能，既能同時接入高速鐵路真實信號設(shè)備，又能同時與仿真模型進(jìn)行實時協(xié)同仿真運行。

培訓(xùn)系統(tǒng)能夠?qū)α锌叵到y(tǒng)典型故障場景進(jìn)行講解與演示。

培訓(xùn)系統(tǒng)能支持至少包含10個站及相應(yīng)區(qū)間的高速鐵路大長線路的半實物仿真運行。

車務(wù)仿真培訓(xùn)功能

培訓(xùn)系統(tǒng)能實現(xiàn)對行調(diào)員、值班員的仿真培訓(xùn)。

培訓(xùn)系統(tǒng)能通過CTC/TDCS站機/中心機仿真模型與其它仿真支撐模型、實物設(shè)備的協(xié)同運行完成培訓(xùn)，滿足學(xué)員對行調(diào)員、值班員工作流程、設(shè)備操作等技能實訓(xùn)的要求。

培訓(xùn)系統(tǒng)能夠提供與實際邏輯完全一致的CTC/TDCS站機仿真模型、CTC/TDCS中心機仿真模型。

教學(xué)考試功能

培訓(xùn)系統(tǒng)既能提供集中式的課件教學(xué)功能，也能提供分布式的練習(xí)與考試功能。

培訓(xùn)系統(tǒng)能通過課件教學(xué)與練習(xí)考試完成CTCS-2/3級列控規(guī)范中基本功能的培訓(xùn)，滿足學(xué)員對信號系統(tǒng)工作原理、操作、檢修、故障處理等技能實訓(xùn)的要求。

培訓(xùn)系統(tǒng)的“學(xué)、練、考”界面能在教師終端、學(xué)員終端中顯示，并能投影至大屏系統(tǒng)。

思考

圍繞主業(yè)創(chuàng)新。本產(chǎn)品并非脫離企業(yè)主營業(yè)務(wù)的虛幻的市場需求，而是緊密貼合主業(yè)，但又屬主業(yè)之外的迫切的市場需求。因此借助于企業(yè)主業(yè)打下的研發(fā)和市場基礎(chǔ)，項目的需求和市場定位非常明確，便于快速組織研發(fā)攻關(guān)。

以集群方式轉(zhuǎn)化。本產(chǎn)品從研發(fā)到推向市場的快速轉(zhuǎn)換，得益于與主營業(yè)務(wù)產(chǎn)品一同采取集群方式成果轉(zhuǎn)換。

向上下游市場拓展。本產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域為大專院校通信信號相關(guān)專業(yè)和鐵總鐵路局公司，這兩個應(yīng)用領(lǐng)域的培訓(xùn)對象可以認(rèn)為是我公司的上下游市場。由我公司提供的培訓(xùn)系統(tǒng)，將再次打響產(chǎn)品知名度，并無形地推廣公司品牌，進(jìn)而提高市場占有率，把握市場導(dǎo)向主動權(quán)。