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2016年6月计算机与控制工程学院轨道交通信号与控制专业师资外出培训学习总结
2016-09-29 23:36   审核人:   (点击: )

根据2016年在同济大学举办的“轨道交通信号与控制专业”教学指导组工作会议精神,为满足各学校信号专业师资培训需求,由北京交通大学举办“轨道交通信号与控制师专业资培训班”,时间为2016624日至2016713日,参加培训的学员来自全国20余所高校,共40余人,

首先感谢学校领导和学院领导给予我们这个机会参加北京交通大学主办的轨道交通信号与控制专业师资培训。根据专业的发展规划和教师承担的课程情况,我们采取分批次的方法参加了培训学习,参与学习的老师有7人,分别是贾建芳、姚舜才、张文华、岳凤英、郭华玲、李彬、赵小龙。

一、培训安排:

本次培训时间共计20天,其中上理论课12天,实验课2天,讲座3天9次,企业参观3天。主要开设课程包括车站自动控制系统、列车运行控制系统、轨道交通信号综合实验等本科生课程及新技术讲座,并组织参观了业内知名的轨道交通信号企业。培训具体安排如表1所示。

表1 轨道交通信号与控制专业师资培训安排

序号

时间

课 程 名 称

任课教授

授课单位

1

8:00-8:50

开班仪式

北京交大

9:00-12:00

轨道交通信号技术特征

及发展应用(讲座)

唐涛教授

北京交大

14:00-17:00

编组站自动化系统

丁昆教授

郑州电务段

2

8:30-11:30

信号专业导论

蒋大明研究员

北京交大

14:00-17:00

轨道交通信号基础

王俊峰教授

3

8:30-11:30

轨道交通信号基础

王俊峰教授

北京交大

14:00-17:00

4

8:30-11:30

车站自动控制系统

王海峰教授

北京交大

14:00-17:00

5

8:30-11:30

车站自动控制系统

王海峰教授

北京交大

14:00-17:00

6

8:30-11:30

信号中的通信技术

马连川副教授

北京交大

14:00-17:00

7

8:30-11:30

信号中的通信技术

马连川副教授

北京交大

14:00-17:00

行车调度指挥自动化

王剑教授

北京交大

8

8:30-11:30

行车调度指挥自动化

王剑教授

北京交大

14:00-17:00

9

8:30-11:30

轨道交通信号系统可靠性技术

赵林海教授

北京交大

14:00-17:00

10

8:30-11:30

参观

交大微联公司

14:00-17:00

11

8:30-11:30

轨道交通信号系统可靠性技术

赵林海教授

北京交大

14:00-17:00

12

8:30-11:30

列车运行控制系统

刘雨副教授

北京交大

14:00-17:00

13

8:30-11:30

列车运行控制系统

刘雨副教授

北京交大

14:00-17:00

14

8:30-11:30

轨道交通信号综合实验

戴胜华教授

北京交大

14:00-17:00

15

8:30-11:30

轨道交通信号综合实验

戴胜华教授

北京交大

14:00-17:00

16

8:00-11:30

中国铁路信号技术的现状及其发展前景(讲座)

穆建成教授

国家铁路局

14:10-16:10

轨道交通信号体系安全评估(讲座)

赵林海教授

北京交大

17

8:00-10:00

铁路电务信号设备管理与维护

(讲座)

李文涛

教授级高工

铁路总公司电务部信号处副处长

10:00-12:00

卫星定位导航在铁路中的应用(讲座)

蔡伯根教授

北京交大

14:10-16:10

城市轨道交通信号系统运营与维护(讲座)

牛英明教授

北京交大交控公司

18

8:00-10:00

CBTC技术及发展(讲座)

郜春海研究员

北京交控公司总经理

10:00-12:00

高铁信号系统的电磁干扰防护(讲座)

闻映红教授

北京交大

14:10-16:10

机车信号技术及发展

邱宽民研究员

北京交大思诺公司

19

8:30-11:30

参观

交大思诺公司

14:00-17:00

20

8:30-11:30

参观

交控公司

14:00-17:00

本次授课师资主要由北京交通大学从事轨道交通信号与控制专业研究和教学的著名教授、专家主讲,主要包括北京交大唐涛教授、戴胜华教授、闻映红教授、王海峰教授等十几名正高职称教师。另外,学校还聘请国家铁路局穆建成(北交大教授)、铁路总公司信号处副处长李文涛教授级高级工程师、郑州电务段副段长王民湘教授级高级工程师(北交大兼职教授)、北京交控公司总经理郜春海(北交大研究员)、交大思诺公司董事长邱宽民(北交大研究员)等业内知名企业和知名专家担任授课教师。

各位老师讲课很有激情,结合实际的科研工作,系统地把各门课的培养计划、重点内容给我们做了介绍,同时也针对学员提出的各种问题做了精彩的回答。我们能有机会参加这样高水平的培训,并和一些高水平的专家和同行交流,大家受益匪浅。我们认真参加了本次培训,并且结合自己的专业教学任务,每人重点负责其中一门或两门课程,也为日后教师间的研讨、为学生上课打下了坚实的基础。通过认真的培训和大家的学习,获得了很大的收获,现将我们的学习课程和心得体会总结如下。

二、课程培训

本次培训的课程涵盖了轨道交通信号与控制专业的专业主干课程,每门课程的老师紧紧围绕铁路信号的“故障导向安全原则”,进行了课程的重点讲解。

1、轨道交通信号基础

《轨道交通信号基础》是轨道交通信号与控制专业的一门专业基础课,由国家重点实验室副主任王俊峰教授进行课程讲解。

绪论通过讲解铁路信号的发展和趋势,使我们了解到铁路信号大致包含信号显式、信号基础设备和信号系统三大方面的内容。明确铁路信号技术已经进入信息时代的发展,与通信技术、计算机技术、控制技术紧密联系,并逐步走向系统化;

第一章主要讲各种用途的信号机,其中信号显示制度、显示方式和方法是重点,通过学习各种信号机掌握列车在行驶中是如何通过铁路信号了解线路的信息;

第二章主要讲继电器,继电器是自动控制中常用的电器,它能以极小的电信号来控制执行电路中相当大功率的对象,完成复杂的逻辑关系的功能,正是由于这样的功能,继电器广泛应用在铁路信号设备中,因此它是这门课程的重中之重。

第三章主要讲道岔转换和锁闭设备,道岔是铁路线路中最关键的特殊设备,也是铁路信号控制的对象之一,道岔的转换和锁闭关系到行车安全,而转辙机是道岔转换和锁闭的基础设备,所以学习了解和掌握转辙机对于保证行车安全起着非常重要的作用。

第四章着重讲轨道电路,轨道电路主要用来监督铁路线路的占用情况,也是铁路信号的重要基础设备,培训中主要学习了25Hz相敏轨道电路,这也是本章重点。

2、车站自动控制系统

车站自动控制系统是实现道岔、进路和信号机之间联锁关系的技术,用来指挥站内列车运行和调车作业,以保证车站行车安全,提高运输效率。我国铁路目前使用的车站信号自动控制设备主要是继电集中联锁和计算机联锁,控制和监督对象是道岔、进路和信号机。继电集中连锁通过继电器电路来实现对车站内信号机、道岔、轨道电路的联锁逻辑控制,而计算机联锁系统则通过计算机软硬件来完成控制功能。

课程的内容包含了车站信号控制系统概述,重点内容为继电集中连锁控制系统,对6502电气集中连锁设备的系统组成、选择组电路和执行组电路结构和原理进行介绍,最后对通用的计算机连锁系统进行简要说明。

要求学生具有VcVbAutoCAD等软件使用的技能,能完车站信号布置图、联锁表、控制台盘面图、信号继电器电路、点灯电路、道岔控制电路等的设计和课程实训。

3、行车调度指挥自动化

铁路行车指挥自动化指利用在线计算机和有关技术设备,自动收集信号设备状态和列车运行的信息,按规定的算法和程序进行处理,实时地发送出指挥列车运行的有关命令,安排列车进路和调整列车运行,同时,将处理的结果予以记录和显示。

课程主要内容有远程控制系统的基本概念、技术基础、调度集中(CTC)系统及应用、铁路列车调度指挥系统(TDCS)、铁路信号微机监测及其实用系统(MMS)、铁路智能交通系统(ITS-R)等,包括列车追踪、进路控制和运行调整。列车追踪:计算机根据信号遥控遥信系统送来的信息,掌握列车位置的变化,在计算机内设置对应于线路设备和列车的存贮器,以及按列车车次分类的列车追踪表;它随时间的推移和发生的变化,按照程序设计的流程进行处理,实现对列车的追踪。有关数据经过进一步处理后,用于绘制列车运行实迹图和为进路控制提供列车追踪信息。进路控制:列车按运行图行车,实现计算机控制进路,首先要将管辖区段的运行图存入计算机内,然后根据设定进路时间、列车位置、列车顺序和信号设备锁闭条件等,按照程序设计的流程,经过分析、比较等处理过程后,输出某一列车进路的命令。运行调整:列车运行按照预定的运行图和车站作业计划进行,一旦运行图被打乱,就要调整,调整内容主要是变更列车顺序,修改越行或会车地点和时间,找出恢复运行图的最佳方案。

通过本课程的学习,应该让学生熟悉行车调度指挥自动化系统的构成、列车运行图的设计;能够运用所学的专业知识去分析和解决实际问题,进行列车运行图的优化。

4轨道交通信号系统可靠性技术

随着我国铁路向高速度、高密度、重载以及电气化方向发展,区间闭塞设备也得到了迅速发展,大量的新技术(如数字信号处理技术、数据通信理论、可靠性理论、容错技术、计算机网络等)在铁路信号领域中得到了广泛的应用,使铁路信号区间闭塞技术水平有了很大提高。

交流计数电码自动闭塞和国产4信息、8信息、18信息移频自动闭塞系统存在较多的缺陷,不能满足日益发展的运输需求而被淘汰,取而代之的是ZPW-2000系列的无绝缘移频自动闭塞系统,该系统已成为区间信号控制系统中的主要系统之一。鉴于我国铁路线路的现状以及目前区间闭塞设备的实际使用情况,目前仍大量使用的64D继电半自动闭塞系统以及在此基础上的计轴自动站间闭塞系统外,老师还介绍学习了移频自动闭塞系统,其中包括引进法国的UM系列移频自动闭塞和国产化的ZPW-2000系列移频自动闭塞系统。自动闭塞电路以ZPW-2000构成的双线双向四显示自动闭塞为主,改变运行方向电路则以四线制为主。最后,学习了与移频自动闭塞相关联的站内轨道电路电码化和机车信号。

通过本课程的学习,应该让学生熟悉ZPW-2000A系统的构成、区间信号平面的设计及载频的设置,移频柜、综合柜设备的布置;能够运用所学的区间信号自动控制的相关专业知识去分析和解决实际问题。通过运用AutoCAD绘制软件,为以后的学习打下基础。

5、列车运行控制系统

CTST-2级列车运行控制系统广泛应用于我国既有线提速和250km/h客运专线上,CTST-3级列车运行控制系统应用于300km/h及以上客运专线上。二者是我国当前列车运行控制系统的主流。CTST-3级是在CTST-2级基础上发展起来的。因此,CTST-2级列车运行控制系统在本门课程中占有及其重要的地位。针对CTST-2级列车运行控制系统本课程从结构、工作原理、工作模式、运营场景、甚至应答器设置、轨道电路等设备方面都做了非常充分的讨论。有了这个基础,对于目前最先进的CTST-3级列车运行控制系统的讨论就轻松很多。

《列车运行控制系统》课程主要讨论列车运行控制的原理,即如何能够使列车安全、高效运行。要着重了解的是系统中各组成部分要完成的功能和彼此之间如何相互配合,而各组成部分具体如何完成其功能,即如何实现技术上的支撑,本门不做讨论,由其他课程解释。

这门课程与其他课程有紧密联系,需要用到前面课程中概念、方法,故讲解时应注意课程之间内容的衔接。刘老师在讲课时,很好地应用了PPT中的图片、动画效果。通过图片,可以初步认识一些实际中的各种设备;通过形象生动的动画演示,观察闪烁的信号灯、变化的速度曲线、移动的列车等,可以对列车控制各种概念和原理形成准确、清晰的理解。

6、编组站自动化系统

《编组站自动化系统》由综合管理信息子系统、集中控制子系统、计算机联锁子系统、驼峰控制子系统、调机综合安全控制子系统、停车器控制子系统、视频监控子系统、微机监测子系统、外勤移动子系统、电源子系统、网络子系统等构成,通过建立统一的管理与控制平台,利用计算机辅助运营决策,优化既有作业流程,完成调度指挥集中管理、计划自动编制与调整、计划自动执行与集中控制、作业过程自动控制、车辆实时跟踪、调度信息集中表示、设备集中监测、现车管理、本务机调度管理、货运管理、统计分析等功能,实现局站一体化、管控一体化、信息共享无缝化、运输管理与决策支持智能化。

郑州铁路局电务段的丁昆教授从功能、结构、工作原理等方面对编组站自动化系统进行了全面的分析,并结合目前国内外编组站的实际应用情况,对驼峰/编组站的TW-2型系统做了重点讲解。

7、信号中的通信技术

《信号中的通信技术》讲述了CTCS系统的基本原理、方法及其在铁路信号控制系统中的应用,主要内容包括数据通信与网络基础、地面设备网络通信技术、车地移动通信技术、车载设备通信技术和安全通信技术。

信号系统的设备分布在控制中心、车站、轨旁和列车上,是一个分布式、人工控制和自动控制相结合的远程控制系统。控制中心设备、车站设备、轨旁设备、车载设备通过网络通道相互交换信息。信号系统中单一设备内部的模块之间、以及各个设备之间需要通过相互传输控制命令、参数或者状态等信息,这些信息均为数据类型,通过数据电路实现数据传输、交换、存储和处理。

三、专题讲座

北京交通大学在今次的师资培训中,特别邀请行业内知名专家学者进行了多场讲座。国家铁路局的穆建成教授从宏观角度分析了“中国铁路信号技术的现状及其发展前景”,北京交大的赵林海教授详细介绍了“轨道交通信号体系安全评估”,铁路总公司电务部信号处副处长李文涛教授级高工针对“铁路电务信号设备管理与维护”进行了专题讲座,北京交大的蔡伯根教授介绍了“卫星定位导航在铁路中的应用”,北京交大交控公司的牛英明教授讲解了“城市轨道交通信号系统运营与维护”,北京交控公司总经理郜春海研究员从实际应用出发介绍了“CBTC技术及发展”,北京交大的闻映红教授结合多年研究工作成果介绍了“高铁信号系统的电磁干扰防护”,北京交大思诺公司邱宽民研究员对“机车信号技术及发展”做了阐述。

各位专家来自铁路局、企业、学校等单位,结合多年的工作经验和实践,对专题讲座的内容娓娓道来,内容丰富,案例详实,极大地开拓了大家的视野,提高了对专业的整体认识水平。这是一次非常好的学习机会,大家能够和行业精英进行面对面交流,积极参与课堂提问、讨论等环节,认真向专家请教,对行业有了更深入的理解。

四、实验安排

北京交通大学的轨道交通信号与控制本科专业实验室包括:国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心、CBTC实验室、综合实验室(CTCCBICSMARAS);城市轨道交通控制实验室;以及“轨道交通控制与安全”国家级重点实验室和“轨道交通运行控制系统”国家工程研究中心。在为期两天的实验教学中,大家在相关的实验室进行了具体的操作学习。

轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心依托交通信息工程与控制、通信与信息系统、信号与信息处理三个国家级重点学科,通信工程、自动化两个国家级特色专业,轨道交通信号与控制国家首批卓越工程师计划专业,贯彻“故障导向安全、技术紧跟前沿、平台力求原创、科研融入教学、原理工程并重、资源高效开放”的建设理念,通过与中兴通讯、交控科技、美国ANSYS公司及多个铁路局与城市轨道交通公司等研发及运营单位合作,以轨道交通电磁兼容为基础,以车地无线数字通信为手段、以安全高效控制列车为目标,将科研成果转化为实验教学内容,初步形成了城市铁路CBTC(基于通信的列车控制系统)、高速铁路CTCS(中国列车控制系统)、轨道交通车地通信、轨道交通电磁兼容四个虚拟仿真实验平台。

城市轨道交通(基于通信的列车控制、CBTC)虚拟仿真实验平台以 “轨道交通运行控制系统”国家工程研究中心最新科研成果为基础,针对城市轨道交通方向人才实践能力培养中存在的难点,即规模庞大、现场只能看不能动手、列车控制危及行车安全、故障场景无法再现等,开发了CBTC系统车载仿真实验、CBTC操作仿真实验、驾驶故障场景模拟实验和地面故障场景模拟实验等四个模块,共展开23个实验项目。

 高速铁路列控(CTCS)虚拟仿真实验平台以北京交通大学电子信息工程学院“轨道交通控制与安全”国家重点实验室列车控制方向最新科研成果为基础,针对解决高速铁路列控方向人才实践能力培养中存在的难点,即规模庞大、列车控制危及行车安全、故障场景无法再现等,开发了CTCS级列控系统运营场景实验、列控系统仿真开发实验、列控系统实际操作实验和列控系统故障模拟实验等四个模块,共展开23个实验项目。 

高速铁路通信(TD-LTE)虚拟仿真实验平台以我院“轨道交通控制与安全”国家重点实验室列车通信方向最新科研成果为基础,针对高速铁路通信方向人才实践能力培养中存在的难点,即真实环境无法再现高速铁路复杂环境地形下无线信道、网络规划、高铁无线通信越区切换、网络性能评估与优化等,开发了无线信道仿真实验、网络规划设计实验、越区切换模拟实验、网络性能评估与优化实验等四个模块,共开展21个实验项目。

轨道交通电磁兼容(EMC)虚拟仿真实验平台以北京交通大学电子信息工程学院“电磁兼容”国家认可实验室最新科研成果为基础,针对轨道交通电磁兼容方向人才实践能力培养中存在的难点,即电磁场电磁波看不见、摸不着、轨道交通运行现场的电磁环境复杂、现场不允许进行电磁环境测量等,开发了电磁干扰模拟测试实验、电磁仿真实验两个模块,共开展12个实验项目。

五、企业参观学习

根据学校安排,我们利用三天的时间,集中参观了交大微联公司、交大思诺公司和北京交控科技有限公司。

北京交大微联科技有限公司成立于2000年,是在中关村科技园区注册的高新技术企业。公司依托北京交通大学信息与管理多学科的综合优势,专门从事计算机联锁系统、分散自律调度集中(CTC)系统、列控系统、微机监测系统软件开发及系统集成的铁路运输安全设备生产企业,是铁道部认定的几家信号设备生产企业之一。公司的主导产品有:JD-IA型双机热备计算机联锁系统、EI32-JD2×22容错计算机联锁系统、FZj-CTC型分散自律调度集中系统、LKD1-J1型车站列控中心系统、BJMT-URATS(列车自动监控)系统。产品广泛应用于铁路、城铁、煤炭、矿山等领域。同时,公司正积极拓展包括电子化计算机联锁技术、查询应答器、电子政务、电子商务、自动识别技术应用等崭新技术应用领域的业务。

北京交大思诺科技股份有限公司成立于200166日,公司于2005年首批通过铁道部铁路运输安全设备生产企业认定。公司立足于铁路运输自动化控制领域,专注于列车控制系统的开发和技术服务,作为北京交通大学机车信号项目产学研结合的载体,公司致力于机车信号科研成果的转化和后续配套研发,并为产品生产和现场应用提供技术支撑。作为列控车载系统的关键技术装备,交大思诺机车信号车载系统设备安全可靠、技术性能领先,在全国铁路得到大规模应用,为历次铁路大提速提供了关键技术保障,为推动铁路科学技术进步和保障铁路运输安全发挥了重要作用,相关技术也在国内多个城市的地铁和轻轨建设中得到广泛应用,取得了显著的社会效益和经济效益。

北京交控科技有限公司依托北京交通大学的核心技术成立于200912月,是国内第一家也是唯一一家掌握自主CBTC信号系统核心技术的高科技公司,公司致力于建立一个符合高速铁路、城市轨道交通和磁悬浮三大领域的列车运行控制系统技术和产品体系,面向公众提供高效、可靠、低耗能的轨道交通控制设备,并针对产品提供优质、全面的技术支持服务。 交控科技正在全力发展成为涵盖CBTC系统标准制定、理论研究、系统设计、产品研发、生产加工、测试验证、工程实施和后期维护服务全生命周期的高科技公司,打造一个对国家、集体、客户、员工负责的创新团队。

作为国内行业领先的高新企业,三家公司非常注重技术的自主化,通过“引进、消化、吸收”,不断开拓创新,掌握了核心技术,实现了自主生产,紧跟国际发展趋势,结合国家的战略需求与要求,建立了符合城市轨道交通、磁悬浮、铁路三大领域的列车运行控制系统核心技术、产品与标准体系的自主创新,构建中国轨道交通信号系统的产业途径,不断提高技术装备的安全性和可靠性,不断改善自主创新流程与规范,具备国际竞争的能力。 

六、培训体会与专业建设的建议

通过本次培训学习,我们收获很大,也感到自己的差距,倍感压力,同时也希望把压力变成动力,为我校轨道交通信号与控制专业出一份力。通过此次交流学习我们认为:

1、积极参加师资培训、技能培训、学术交流、国内外相关专业会议等活动,通过与行业专家学者进行面对面的交流互动,开拓视野,加深对专业的深层次认识,从而提高课堂教学的效果;

2、加强专业实验室建设,可以参考北京交通大学的实验建设方案,购置相关的实验设备,并购买实验仿真系统,通过“虚实”结合,进一步提高实验室的教学实验水平;

3、从专业工程教育认证的核心理念出发,在学生培养目标、毕业要求、课程体系、师资队伍、实验条件等方面进行修改,增加一些程序设计、信号可靠性技术等选修课,为学生进行课程设计、毕业设计、课程实训等奠定基础;

4北京交通大学和郑州铁路局共建的实践教育基地是国家级工程实践教育中心之一,也是国家大学生校外实践教育基地之一。因此,在实践培训环节,我们希望能够和太原铁路局签署校企合作协议,建立实习实训基地,保证学生的实习安排,积极探讨校企联合的培养模式和实践基地的实施方案,促进实践教育基地的进一步发展。

5、通过20余天的培训,和其它高校的教师进行了深入交流,我们对轨道交通专业的前景充满了信心,也对我们选择本专业无怨无悔,也坚定了我们扎根于轨道交通专业、扎根于中北这片充满希望的热土的信心。

“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”我们将紧密结合我校的办学指导思想及定位和新时期国家对人才培养的要求,根据学科建设的要求,全面推进专业建设,完善教学管理模式,提高教学质量,为专业有序发展贡献力量。

 

谢谢。

 

                             培训教师签名: 贾建芳、姚舜才、张文华、

岳凤英、郭华玲、李彬、赵小龙

 

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