軌道交通通信信號專業人才培養體系新探

摘要：針對軌道交通對通信信號專業人才的需求，通過對軌道交通通信信號系統進行分析，指出通信信號專業所涉及的技術體系。在技術體系的基礎上，借鑒其他高等院校的培養經驗，對在通信工程專業下軌道交通通信信號專業人才的培養體系進行研究，提出通信工程專業軌道交通通信信號人才的培養體系，以保證滿足軌道交通對人才的需求。

關鍵詞：軌道交通；課程體系；通信信號；技術體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）12-0023-02

軌道交通的快速發展在大力緩解城市的交通擁擠現狀、降低能源消耗和污染的同時帶動了相關產業鏈的發展，促進了城市經濟的快速發展，但未來數年內將一直面臨著人才短缺的問題。特別是線路投入運營后，需要的運營管理人才較多，人才缺口較大。城市軌道交通較高的安全標準也對人才的培養、培訓都提出很高的質量和時間要求。這種人才緊缺狀況給高等院校提出了一個現實問題：如何培養合格的軌道交通行業急需的人才。

2012年前，軌道交通通信信號人才培養基地主要局限于原鐵道部所屬高校和鐵路職業技校。[1]隨著城市軌道交通的快速發展，原鐵道部高校培養的軌道交通人才在數量上遠遠滿足不了軌道交通行業對人才的需求。針對軌道交通行業對人才的實際需求狀況，一些地方高校和教育部直屬高校也及時開展了軌道交通通信信號方面人才的培養，如蘇州大學、上海工程技術大學等。同時，教育部在2012年9月對本科專業目錄做出了相應的調整，在自動化類下設軌道交通信號與控制專業（專業代碼080802T）。

本文在對軌道交通通信信號系統技術體系進行分析的基礎上，按照“科學技術就是第一生產力”思想，對通信工程專業下軌道交通通信信號人才的培養體系進行研究，以滿足軌道交通行業對人才的需求。

一、軌道交通通信信號技術體系

城市軌道交通運輸和鐵路運輸是軌道交通運輸方式中的兩大主要運輸方式，對旅客出行和貨物運輸具有舉足輕重的作用。目前，鐵路運輸通信信號采用CTCS（China Train Control System）標準，城市軌道交通則采取基于CBTC（Communication-Based Train Control）的ATC（Automatic Train Control）系統。本文分別從幾個方面對這兩種信號系統涉及到的具體技術進行討論。

1.列車運行定位

城市軌道交通和鐵路運輸在列車運行定位方面采取了不同的技術。新修建的城市軌道交通對列車的定位采取無線移動閉塞，主要是通過采用“移動通信+信標”的方式對列車進行定位。[2，3]國內高速鐵路采用了CTCS3標準，即無線移動閉塞機制，同時兼容CTCS2標準。但在既有線上，鐵路運輸仍然采取軌道電路技術對列車運行進行定位。從所采用的技術來看，無論是城市軌道還是鐵路運輸，無線移動閉塞、軌道電路、計軸器或應答器等信號設備主要涉及到電路理論、電子電路理論以及無線通信理論等。

2.車站信號設備和控制系統

無論是城市軌道交通還是鐵路運輸，車站信號設備的主要功能是對列車的進路和信號燈進行控制。車站信號設備對進路的控制主要是通過對道岔的控制來實現對進路的控制。車站信號設備主要包括道岔和信號燈、轉轍機和聯鎖設備三大部分。因此，車站信號設備和系統主要涉及繼電器控制、計算機控制和電子電路等方面的技術。

3.列車運行控制系統

列車運行控制系統主要是對列車本身進行自動控制，避免與其他列車發生追尾或側撞，達到安全行車的目的。[4]地面設備和車載設備是列控系統的兩個核心部件。因此，列車運行控制系統主要涉及電力拖動、最優控制和電氣檢測等方面的理論知識。

4.通信系統

通信系統是軌道交通運輸系統中的關鍵子系統之一，其主要作用是傳遞各類信息。軌道交通中主要存在兩方面的通信：車地之間的通信和地面設備之間的通信。在采用CTCS3標準的高速鐵路中，車地之間的通信采用GSM-R技術，采用CBTC技術的城市軌道交通則采用WLAN技術。地面設備之間的通信主要指調度中心設備與車站設備、車站之間、調度中心設備之間的通信，主要采用光纖通信技術和計算機網絡通信技術。

5.軌道交通運營調度管理系統

在具備路、車以及通信信號基礎設施的基礎上，所有列車的運行均需要在統一指揮調度下才可安全、有秩序運行。在鐵路運輸系統中，指揮調度系統按照車站調度、鐵路局調度和鐵道部調度三級調度組織機構進行設置，鐵路局調度直接對列車的運行過程進行調度，是最核心的部分。在城市軌道交通中，指揮調度系統按照車站、區域調度和運營協調及應急指揮中心三級調度組織機構進行設置。其涉及的主要技術是軟件技術、數據庫技術、計算機網絡技術等技術。

由上述的分析可知，軌道交通通信信號領域主要涉及電子電路、繼電器控制、自動控制、計算機控制、通信、軟件設計、數據庫等理論知識，橫跨控制學科、通信學科和計算機學科三個主要學科，是典型的多學科知識在軌道交通領域中的一個綜合應用。

二、國內高校專業人才培養體系

目前，國內軌道交通通信信號人才主要來自于鐵路技校或高職院校、原屬鐵道部的高校以及鐵道科學研究院等研究院所。西南交通大學對軌道交通通信信號人才的培養分布在信息科學與技術學院。該學院設有10個本科專業，在自動化專業下設交通信息工程及控制方向，主要培養從事鐵路及城市交通信號與控制方面的研究、設計、集成、開發、應用和經營管理方面的人才。其課程體系綜合了計算機、自動化和交通運輸三個學科方面的課程，專業基礎課主要包括：電路分析、電子技術、微機接口、自動控制理論、信號與系統、自動檢測技術、高級語言程序設計、計算機網絡等，專業課主要包括：現代高速鐵路概論、鐵路信號基礎、區間信號自動控制、車站信號自動控制、鐵路調度指揮系統、列車運行控制和城市軌道交通控制等。目前，西南交通大學已增設軌道交通信號與控制專業。北京交通大學、蘭州交通大學與西南交通大學類似，均是在自動化專業下設鐵道信號方向，其課程體系與西南交通大學基本相同，其人才培養主要偏重于鐵路運輸通信信號方面的人才，同時兼顧城市軌道交通通信信號人才的培養，課程體系相對比較完善。

三、培養體系

早在1988年，鄧小平同志就提出了“科學技術是第一生產力”。高等院校是培養人才的地方，準確說應該是培養生產力第一要素（勞動者）的基地。如何讓學生掌握相關專業的科學技術以及培養學生將科學技術轉換為生產力的能力是高等院校的主要任務，高等院校的人才培養體系應圍繞課程體系和實踐體系兩方面來進行。

1.課程體系的設置

課程體系是解決如何讓學生掌握相關專業的科學技術知識。通過對軌道交通通信信號技術體系的分析可知，軌道交通通信信號涉及通信技術、自動化技術、電子技術以及計算機技術等多門技術，是多門相關技術在軌道交通中的綜合運用，同時需要交通運輸工程學科提供有關軌道交通運輸背景知識。它們之間的關系如圖1所示。

重慶交通大學是在信息科學與工程學院通信工程專業下對軌道交通通信信號人才進行培養。通識課程包括高等數學、工程數學、英語、政治類等課程。如前所述，軌道交通通信信號涉及通信技術、自動化技術、電子技術和計算機技術等多項技術。專業基礎課程的設置要兼顧相關專業的課程。本文提出了專業基礎課應設置通信、電子、控制和計算機四類課程，使學生掌握相關專業的基礎知識。專業基礎課側重于通信、控制和電子三大類課程，同時兼顧計算機類課程，拓寬學生的知識面。

2.實踐體系的設置

實踐體系的任務是解決知識轉換為生產力問題，即培養學生分析問題和解決問題的能力。軌道交通通信信號技術的實踐面臨的關鍵問題是設備缺乏，原因在于設備價格昂貴以及占地面積比較大。鑒于此種情況，我院在實踐體系方面采取“校內常規實驗+科研參與+校外實踐”機制。

（1）校內常規實驗。常規實驗與通常所說的實驗課相同，即每門專業基礎課和專業課附帶一定的實驗學時，其目的是加深學生對基本理論和原理的理解。

（2）科研參與機制。讓學生參與到教師的科研項目中，通過教師的科研項目培訓學生分析問題和解決問題的能力。

（3）校外實踐機制。校外實踐主要是組織學生到軌道交通運輸企業去實踐，親身體驗軌道交通運營管理機制以及通信信號設備的工作流程。

通過實踐體系的實施，學生可將所學知識在實際中加以運用，提高分析問題和解決問題的能力，縮短學生與企業要求之間的差距。

四、結論

城市軌道交通和鐵路運輸的快速發展促進了地區經濟和國民經濟的快速發展，但同時向高等院校提出了一個嚴峻的問題：如何培養高質量的軌道交通人才。本文針對重慶市及周邊城市軌道交通發展的狀況，結合軌道交通行業對人才的需求和重慶交通大學的實際情況，在對軌道交通信信號系統進行分析的基礎上以及借鑒其他高等院校辦學的經驗基礎上，提出了在通信工程專業下設軌道交通通信信號方向的培養體系。

參考文獻：

[1]羅建國，張麗華，城市軌道交通對技能型人才的需求[J].中國科教創新導刊，2011，（34）：191.

[2]劉曉娟.城市軌道交通CBTC系統關鍵技術研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2009.

[3]曹啟濱.城市軌道交通列車定位方法分析[J].城軌交通，2012，9（1）：55-56.

[4]徐杰，郜洪民，張楚潘.城市軌道交通CBTC關鍵技術——列車自動駕駛（ATO）子系統[J].現代城市軌道交通，2012，（1）：1-4.

（責任編輯：劉輝）