鐵道信號實訓(xùn)基地建設(shè)與實踐
時間:2022-03-28 03:49:50
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在校園環(huán)形鐵路設(shè)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(xué)校園鐵路為對象,以CTCS-2為基礎(chǔ),通過深入研究和科學(xué)論證,構(gòu)建了石家莊鐵道大學(xué)鐵道信號實訓(xùn)基地。實訓(xùn)基地分為現(xiàn)場真實設(shè)備和CTCS-2仿真系統(tǒng)兩大部分。其中,現(xiàn)場真實設(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、信號機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(yīng)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(yīng)答器信息接收天線。
鐵道信號實訓(xùn)基地建設(shè)方案
石家莊鐵道大學(xué)鐵道信號實訓(xùn)基地現(xiàn)場部分介紹: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(xùn)基地分為真實控制設(shè)備部分和沙盤模擬仿真控制部分?,F(xiàn)場真實控制設(shè)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(shè)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(shè)備隨著鐵路的不斷發(fā)展,信號設(shè)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(guān)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(shè)備接軌,實訓(xùn)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(shè)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(shè)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(xué)、實踐環(huán)節(jié)中具有重要作用,直接關(guān)系到所開設(shè)相關(guān)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(guān)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(shè)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(shè)CTCS-2級列車控制系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng),設(shè)置車載設(shè)備、地面設(shè)備,并且可根據(jù)建設(shè)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(shè)備、車載傳輸設(shè)備和車載速度控制設(shè)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(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、車載設(shè)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(shè)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(yīng)答器數(shù)據(jù),提供車載防護曲線計算的基礎(chǔ)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(yīng)的有源應(yīng)答器信息。車載設(shè)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(shè)計方案,包括車載設(shè)備速度信息接收塊的設(shè)計、無線接收數(shù)據(jù)塊的設(shè)計、地面信息處理版塊的設(shè)計、輸出和接口設(shè)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(guān)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(shè)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(yīng)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(shè)計題目。
實訓(xùn)基地的內(nèi)涵建設(shè)與教學(xué)實踐
通過在鐵道信號實訓(xùn)基地進行實驗教學(xué)、實習(xí)實訓(xùn),培養(yǎng)1.實訓(xùn)內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容及實驗課相結(jié)合實訓(xùn)項目要與教學(xué)內(nèi)容銜接,要遵照循序漸進的教學(xué)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(xué)目的、教學(xué)重點、教學(xué)難點,制定切實可行的教學(xué)計劃。實訓(xùn)項目還要與生產(chǎn)現(xiàn)場緊密結(jié)合,要注重學(xué)生能力的培養(yǎng),且有一定的應(yīng)用價值,并能將理論知識和實際工作技能相結(jié)合。2.實訓(xùn)項目與人才市場需求相結(jié)合實訓(xùn)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(xué)校自身特點和鐵路局及軌道交通公司需求的實訓(xùn)教材,分層次進行實驗實訓(xùn)教學(xué),提高實訓(xùn)質(zhì)量。還要聘請鐵路局及軌道交通公司的專家承擔(dān)一定的實訓(xùn)基地教學(xué)授課,進行專業(yè)實訓(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)合項目。3.實訓(xùn)基地與科研平臺的建設(shè)相結(jié)合有針對性的將教學(xué)、科研與實踐相結(jié)合。科研平臺是科學(xué)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(xué)研聯(lián)合攻關(guān),涌現(xiàn)出來了一批自主創(chuàng)新的科技成果,提升了學(xué)校在河北省及全國的地位,為鐵道信號專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計及信號專業(yè)方向研究生的課題研究提供了服務(wù)平臺,提高了實訓(xùn)基地的利用率。4.實訓(xùn)基地的功能延伸鐵道信號實訓(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)并運行良好的基地可以為其他兄弟院校同類專業(yè)的學(xué)生提供實訓(xùn)實習(xí)教學(xué)服務(wù),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(xùn),共享設(shè)備資源和師資力量。六、結(jié)語石家莊鐵道大學(xué)鐵道信號實訓(xùn)基地的建設(shè),將實訓(xùn)與課堂教學(xué)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(shè),推進了教學(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。
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(xué)電氣與電子工程學(xué)院
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