城市軌道交通ATC仿真實驗教學(xué)創(chuàng)新

李永菲

江蘇省無錫汽車工程中等專業(yè)學(xué)校，江蘇　無錫　214153

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城市軌道交通ATC仿真實驗教學(xué)創(chuàng)新

李永菲

江蘇省無錫汽車工程中等專業(yè)學(xué)校，江蘇無錫214153

摘要：目前大力發(fā)展交通運輸行業(yè)已經(jīng)成為我國的首要任務(wù)而發(fā)展新的行業(yè)就需要新的人才，由于行業(yè)特殊，實際可供新生人才培訓(xùn)的地點寥寥無幾，于是便有了城市軌道交通ATC仿真實驗教學(xué)。城市軌道交通列車運行自動控制系統(tǒng)(ATC)仿真系統(tǒng)的設(shè)計方案闡述了ATC仿真軟件的功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和模塊設(shè)計，結(jié)合交通運營管理理論知識與城市軌道交通運營管理實驗，模擬多種運營模式，并進(jìn)行運營故障的模擬仿真。

關(guān)鍵詞：軌道交通；ATC；仿真教學(xué)；創(chuàng)新

世界各國的地面交通正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，大力發(fā)展城市軌道交通已經(jīng)成為國際上發(fā)達(dá)國家和地區(qū)解決城市交通問題的有效措施。軌道交通具有運輸量大、運輸安全、運行高速、運行準(zhǔn)時、乘坐舒適、節(jié)能環(huán)保等特點。目前我國城市軌道交通類型主要包括地鐵、輕軌、有軌電車和磁懸浮列車等。如何保證運輸服務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定性，是一條城市軌道交通線的首要目標(biāo)。在出現(xiàn)問題時如何使系統(tǒng)具備自動輔助調(diào)度員恢復(fù)運行，在減輕調(diào)度員工作強度，提高城市軌道調(diào)度指揮系統(tǒng)的自動化水平有著重要意義。

一、ATC仿真實驗教學(xué)的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍得到了迅速擴大，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)使用儀器、材料、內(nèi)容大部分都是理想化，學(xué)生接觸的儀器、實驗手法、過程都是與實際有一定的差別，但在ATC仿真試驗中，實驗環(huán)境更接近社會現(xiàn)實，縮短了學(xué)生進(jìn)入社會后的適應(yīng)期。ATC仿真實驗實現(xiàn)了實驗室的開放，擴大了實驗者的范圍，給學(xué)生更多的實驗機會。在ATC仿真這個全新的虛擬實驗環(huán)境中，學(xué)生可以進(jìn)行障礙性實驗而且不必?fù)?dān)心安全問題，可以盡自己的意向完成實驗，在仿真實驗中接受了新知識、新技術(shù)掙脫束縛，產(chǎn)生創(chuàng)新。

二、ATC仿真實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及功能

ATC系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng)：

(一)列車自動防護(hù)(ATP)

ATP是保障列車行駛過程中不出現(xiàn)意外的安全系統(tǒng)，對列車的行駛速度進(jìn)行測量和保護(hù)，當(dāng)列車超速時該系統(tǒng)開始工作，使列車自動自制，將列車速度降低到規(guī)定速度。ATP把收集到的來自計算機的聯(lián)鎖系統(tǒng)、操作層上的信息、線路信息等等傳遞到車載系統(tǒng)上，來保證地鐵交通中列車速度的監(jiān)督與防護(hù)。

(二)列車自動運行(ATO)

ATO是以列車自動防護(hù)為基礎(chǔ)實現(xiàn)自動駕駛的子系統(tǒng)。完成列車站間的自動駕駛、駕駛速度自動調(diào)節(jié)、自動折返車站、定點停車和自動開關(guān)車門，并且在行駛過程中可以接受控制中興的命令調(diào)整，實現(xiàn)列車自動化運行。使用ATO系統(tǒng)降低了列車司機的勞動強度，避免疲勞駕駛，使列車運行規(guī)范化，減少人為影響。

(三)列車自動監(jiān)控(ATS)

列車自動監(jiān)控ATS子系統(tǒng)是整個列車交通運營的核心，也是列車自動控制系統(tǒng)中的核心子系統(tǒng)。ATS系統(tǒng)在ATP、ATP系統(tǒng)支持下，對列車運行的監(jiān)督和控制，對列車和信號設(shè)備實施監(jiān)控和管理，為行車調(diào)度人員顯示所有的列車行駛狀態(tài)。主要功能為：運行圖的管控、進(jìn)路的控制、列車行駛情況等。ATS子系統(tǒng)通過分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)，自動實時顯示列車軌道路線、軌道占用的情況以及列車行駛狀態(tài)和行駛運營中的信息。ATS子系統(tǒng)通過車站調(diào)度中心顯示屏將以上信息發(fā)送給車站調(diào)度員，使調(diào)度員方便快捷的了解到列車運營的相關(guān)信息，實時的進(jìn)行有效合理的運行管理。[1]

三、ATS系統(tǒng)仿真分析

(一)列車監(jiān)視和追蹤功能

ATS系統(tǒng)通過列車的車次號，從列車出發(fā)站臺直到終點站對列車進(jìn)行全程跟蹤，系統(tǒng)通過車次號來向調(diào)度員反映列車行駛中的問題，讓調(diào)度員做好防范準(zhǔn)備。

(二)列車運行時刻表處理

ATS系統(tǒng)將接收時刻表系統(tǒng)和外部系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，時刻表編輯員將按照ATS系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)根據(jù)實際情況來編輯不同的運作方案儲存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，然后由系統(tǒng)自動生成運行時刻表。

(三)自動進(jìn)路排列

ATS系統(tǒng)將發(fā)送命令，檢查列車道路是否空閑、道岔是否搬至到位、信號機是否開放集中控制，列車自動監(jiān)控系統(tǒng)將根據(jù)列車進(jìn)入出發(fā)道路后開放進(jìn)路，包括終點站的折返。

(四)列車運行圖調(diào)整

ATS系統(tǒng)會在列車偏離運行圖時自動調(diào)節(jié)列車運行，包括車站停車時間，改變計劃時間表，更改進(jìn)路設(shè)置等等。

(五)旅客向?qū)Чδ?/p>

ATS系統(tǒng)通過列車追蹤、調(diào)整、根據(jù)列車運作圖所提供的所有數(shù)據(jù)匯總分析，向旅客發(fā)送向?qū)畔ⅲ缌熊嚨竭_(dá)的目的地，時間等等。

(六)事件和警報功能

ATS系統(tǒng)日常儲存列車行駛過程中發(fā)生的時間，報警并對發(fā)生故障的地點與時間進(jìn)行記錄，最后根據(jù)調(diào)度員所需要求回放。

(七)仿真和培訓(xùn)功能

ATS仿真模擬系統(tǒng)可以完整的測試列車的追蹤功能和運行監(jiān)控。通過在數(shù)據(jù)庫儲存的數(shù)據(jù)，利用仿真手段離線模擬列車在線運行，除了現(xiàn)場沒有控制命令信息交換外，能夠?qū)崿F(xiàn)在線控制中的所有模擬。

四、ATC仿真教學(xué)實驗的創(chuàng)新

近年來，開放式實驗教學(xué)一直處于模式探索的階段，ATC仿真實驗就是為此設(shè)置的創(chuàng)新實驗方法。結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)理論知識，以最真實的情境來模擬真實城市軌道交通運營調(diào)度的實例情境，使學(xué)生獨立思考，從而獲得相應(yīng)的知識和能力。作為新時代接觸交通運輸行業(yè)的大學(xué)生，更要具備創(chuàng)新能力與敢于創(chuàng)新的精神。將理論、培訓(xùn)、設(shè)計、實習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)融為一體的ATC仿真實驗教學(xué)，為學(xué)生們提供了校內(nèi)模擬真實城市軌道交通運營的辯解，在實踐中提高學(xué)生理論知識，并將學(xué)習(xí)到的理論知識與城軌運營實際緊密結(jié)合，通過ATC仿真教學(xué)融合教學(xué)理論、課程實驗、創(chuàng)新實驗、模擬現(xiàn)場等提高自身能力，從而培養(yǎng)大批的優(yōu)秀人才，實現(xiàn)城軌交通運營以及行業(yè)的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)束語

國內(nèi)城軌運營的快速發(fā)展使信號控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化迫在眉睫，確保列車行駛安全的前提下提高運輸效率永遠(yuǎn)是城市軌道交通的重要目標(biāo)，作為整個信號系統(tǒng)控制的最上層，ATC系統(tǒng)將從根本提高調(diào)度指揮系統(tǒng)對運營狀況的實時掌握和應(yīng)變能力。ATC仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)可以幫助研發(fā)人員進(jìn)行功能實現(xiàn)及優(yōu)化測試，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意能力和敢于創(chuàng)新的意識，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，這是組成現(xiàn)代教育的重要部分，也是大學(xué)教學(xué)改革的發(fā)展走向和必然要求。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李曉艷.地鐵ATC系統(tǒng)ATS子系統(tǒng)的仿真研究[D].電子與通訊工程，2013(8).

中圖分類號：G642.4；U239.5-4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)03-0226-01