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铁道信号实训基地建设与实践

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铁道信号实训基地总体规划

在校园环形铁路设置四个车站,在四个车站之间建立分散自律调度集中即CTC系统,整个校园环形铁路采用CTCS-2列车运行控制系统。以石家庄铁道大学校园铁路为对象,以CTCS-2为基础,通过深入研究和科学论证,构建了石家庄铁道大学铁道信号实训基地。实训基地分为现场真实设备和CTCS-2仿真系统两大部分。其中,现场真实设备分为室外设备和室内设备。室外设备包括轨道及控制电路、信号机及控制电路和道岔及转辙设备;室内设备包括6502电气集中控制系统、计算机联锁控制系统、ZPW-2000A控制电路。CTCS-2仿真系统分为地面系统和车载系统两大部分,其中地面系统包括仿真沙盘、计算机联锁系统、列控中心、CTC调度系统、轨道电路、应答器和LEU。车载系统包括车载安全计算机、STM、BTM、人机界面、速度传感器、轨道电路信息接收天线、应答器信息接收天线。

铁道信号实训基地建设方案

石家庄铁道大学铁道信号实训基地现场部分介绍:在石家庄铁道大学工程训练中心南侧,有一段近300米长的铁路,铁路分为两个车站、一个区间。其中乙站有一组道岔,甲站有两组道岔。线路图如图1所示。铁道信号实训基地分为真实控制设备部分和沙盘模拟仿真控制部分。现场真实控制设备主要是车站信号控制、区间控制和微机监测系统。沙盘模拟仿真控制设置为4个车站,包括3个沙盘模拟控制站、1个计算机联锁站及CTC系统。1.现场真实控制设备随着铁路的不断发展,信号设备也在不断更新。计算机联锁控制系统具有高度的安全性、可靠性、实时性、可维护性、可用性、快速的处理能力等特点,计算机联锁的基本联锁功能是以6502电气集中的联锁电路的逻辑关系为依据,利用计算机的功能对6502电路进行了改进。因此,现场新建车站和既有车站进行改建时都采用了计算机联锁控制系统。但是仍然有一部分车站采用的是6502电气集中控制。[1,2]为了和现场设备接轨,实训基地中两个车站可分别采用6502电气集中联锁和计算机联锁系统进行控制。图1中甲站包括两组道岔,两个轨道区段,进站信号机一架,出站信号一架,调车信号机三架,采用的是计算机联锁系统控制。乙站包括一组道岔,一个一送两受轨道电路区段,进出站信号机各一架,调车信号机一架,采用的是6502电气集中联锁控制。甲乙两站之间设站联轨道电路,制式为ZPW-2000A轨道电路,自动闭塞分区4个,通过信号机3架,采用四显示自动闭塞。信号设备布置完后如图2所示。2.沙盘模拟仿真控制铁道信号电子沙盘在整个铁道信号专业教学、实践环节中具有重要作用,直接关系到所开设相关实验的效果。另外,沙盘可以直观、全面的展示列车在车站和区间的行走过程中,进路、道岔、信号机之间的联锁关系,并且为演示和讲解铁道系统整体情况提供了平台。沙盘采用环形沙盘,沙盘比例为1∶15,轨道间距为9.5cm。包括3个沙盘站和1个计算机联锁站,沙盘示意图如图3所示。其中计算机联锁站可用沙盘仿真软件控制,也可用控制室外设备的甲站的计算机联锁控制系统进行控制。在沙盘上建设CTCS-2级列车控制系统和调度系统,设置车载设备、地面设备,并且可根据建设情况自行开发一些系统。3.列控系统仿真列控系统通常是由地面列控中心或无线闭塞中心、轨道电路、地面点式信号设备、车载传输设备和车载速度控制设备构成,用于控制列车运行速度、保证行车安全和提高运输能力的控制系统。列控系统设备构成示意图如图4所示。[3]根据列控系统结构图,CTCS-2列控系统的仿真研究方案确定仿真模块为:地面设备的仿真研究、车载设备的仿真研究、车站列控中心的仿真研究、车站联锁系统的仿真研究。其中,地面设备的仿真研究包括向车载发送模拟的轨道电路码序和应答器数据,提供车载防护曲线计算的基础数据,并根据控制中心的进路办理和临时限速信息向车载发送对应的有源应答器信息。车载设备的仿真研究包括ATP仿真系统的研究和列控车载计算机操作系统的仿真两大部分。其中ATP仿真系统的研究提出列控车载ATP仿真系统的硬件总体设计方案,包括车载设备速度信息接收块的设计、无线接收数据块的设计、地面信息处理版块的设计、输出和接口设计;列控车载计算机操作系统的仿真制定了列控系统中车载DMI的各种功能需求,对整个车载DMI系统进行了建模。车站列控中心的仿真研究通过对列控中心理论、功能及接口进行详细分析,结合列控中心的相关技术规范,针对列控仿真实验室的具体环境对车站列控中心进行了总体方案设计,完成了列控中心的硬件选型和软件子模块的功能分析与划分。由于室内沙盘仿真控制部分的沙盘采用的是1∶15的轨道,相对应的列控系统可自行开发,将每一部分进行细化、模块化,作为本科生和研究生的设计题目。

实训基地的内涵建设与教学实践

通过在铁道信号实训基地进行实验教学、实习实训,培养1.实训内容与课堂教学内容及实验课相结合实训项目要与教学内容衔接,要遵照循序渐进的教学原则,有一个逐步加深的过程,教师要根据教材内容和教学目的、教学重点、教学难点,制定切实可行的教学计划。实训项目还要与生产现场紧密结合,要注重学生能力的培养,且有一定的应用价值,并能将理论知识和实际工作技能相结合。2.实训项目与人才市场需求相结合实训项目要紧跟铁路及轨道交通对人才需求的变化形势,积极开发符合学校自身特点和铁路局及轨道交通公司需求的实训教材,分层次进行实验实训教学,提高实训质量。还要聘请铁路局及轨道交通公司的专家承担一定的实训基地教学授课,进行专业实训指导等教学工作。另外,要与铁路局及轨道交通公司联合建立一定数量的校企联合项目。3.实训基地与科研平台的建设相结合有针对性的将教学、科研与实践相结合。科研平台是科学研究的基本条件,是科技创新过程中各种支撑条件的有效集成。依托高水平的科研基地,通过产学研联合攻关,涌现出来了一批自主创新的科技成果,提升了学校在河北省及全国的地位,为铁道信号专业学生的毕业设计及信号专业方向研究生的课题研究提供了服务平台,提高了实训基地的利用率。4.实训基地的功能延伸铁道信号实训基地的建设资金投入大,为避免重复投资,已经建设并运行良好的基地可以为其他兄弟院校同类专业的学生提供实训实习教学服务,同时还可以为铁路及轨道交通公司提供技术支持和人员培训,共享设备资源和师资力量。六、结语石家庄铁道大学铁道信号实训基地的建设,将实训与课堂教学内容、人才市场需求、科研、本科生与研究生的毕业课题、铁路局及轨道公司的联合培养相结合,进一步深化了内涵建设,推进了教学改革,完善了人才培养体系,提高了学生的综合素质,从而能更好地服务社会。

本文作者:邸建红 邓晓燕 高静巧 陈对永 工作单位:石家庄铁道大学电气与电子工程学院

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