城市軌道交通專業虛實結合的實踐教學資源研究

方振龍 李狀

摘 要：城市軌道交通OCC培訓系統由行車調度指揮仿真培訓系統、環境控制仿真培訓系統、電力調度指揮仿真培訓系統、虛擬列車及運行圖編輯系統、視頻監控模擬系統和教師控制中心組成。該系統作為現代化城市軌道交通運營管理的培訓載體，不但增加了學員的操作技能，還降低了控制設備的維護量，節省了運營成本。

關鍵詞：城市軌道交通；OCC培訓系統；長春輕軌

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）16-0055-03

Abstract： The training system of urban rail transit OCC that consists of train dispatching and simulation training system of command， simulation training system of environmental control， the simulation training system of electric dispatching command， editing system of virtual training and operating chart， analog system of video screen monitoring and teacher control centers. As the training carrier of the modern traffic management of urban rail，the system not only strengthens the operational skills of the learners，also reduces the maintenance of controlling the equipment which saves the operating costs.

Keywords： urban rail transit； OCC training system； Changchun light rail

一、概述

城市軌道交通OCC培訓系統針對長春市軌道交通集團控制中心員工崗位培訓和入崗職工培訓而建立。系統采用長春輕軌4號線運營實際的OCC調度指揮系統，包括行車調度指揮仿真培訓系統、環境控制仿真培訓系統、電力調度指揮仿真培訓系統、虛擬列車及運行圖編輯系統、視頻監控模擬系統等5個子系統，其中線路車站三維虛擬場景以長春輕軌4號線為原型，顯示線路特點及代表性車站。通過與其他培訓系統的拓展連接，可實現對城市軌道交通運營多個環節的聯合仿真培訓與演練。

二、系統功能設計

（一）系統配置

城市軌道交通OCC培訓系統由五個子系統和教師控制中心組成，系統配置如表1所示。

（二）系統技術參數

1. 行車調度指揮仿真培訓系統

行車調度指揮仿真培訓系統按照長春輕軌4號線線路，模擬全線16個車站的車站值班員系統和OCC中控系統，能夠模擬全線不少于50輛車的正線運營，并能設置各種故障，實現考核。該系統由ATS的人機接口及ATS系統、聯鎖、ATS、ATP、ATO等部分組成，用于對行車調度相關的信號、聯鎖、運行圖以及各種顯示操作功能的仿真實現，可用于對行車調度員進行培訓。

系統全線運行站點：長春站北廣場站-北亞泰大街站-偽皇宮站-東大橋站-東新路站-吉林大路站-公平路站-自由大路站-浦東路站-東南湖大路站-北海路站-衛星路站-世榮路站-南三環站-南四環站-車場站。

具體參數如下：

◎站場及線路均與長春輕軌4號線路完全一致；

◎操作界面與長春輕軌4號線ATS終端工作站軟件界面完全一致；

◎能夠模擬界面中站場顯示、告警信息等顯示邏輯，顯示功能與實際線路完全一致，信號操作和站臺操作功能與長春輕軌4號線完全一致；

◎能夠模擬線路運行管理，操作邏輯與實際系統完全一致；

◎能夠模擬出入庫計劃管理、出入庫預告管理等功能；

◎能夠模擬系統的信息管理和維護功能，實現日志分析、歷史回放、調度留言、告警過濾、用戶管理和維護等功能；

◎能夠模擬查詢和打印日常運營報告、發車報告、列車駕駛員報告等；

◎能夠模擬在線計劃管理功能，模擬內容包括下載基本計劃、下載當前計劃、創建管理和維護周計劃、打印計劃、有效性檢查等；

◎具備運行圖創建、編輯、保存和打印功能，虛擬列車按照編輯好的運行圖和設定的速度實現列車的模擬運行；

◎具備模擬輕軌列車正常運行、應急故障處理、行車調度、非正常情況下行車的相應操作與處理、OCC控制中心操作、車站值班作業等相關工作人員的協同培訓和考核；

◎能夠模擬各種站控系統的正常操作：聯鎖操作、軌道區段操作、岔道操作、車站操作等所有操作功能及告警處理等；

◎模擬對信號設備（信號機、道岔、軌道電路等）進行實時集中控制，實現完整的信號聯鎖模擬及操作功能，對運行列車直接指揮、管理；

◎明顯顯示列車在軌道上運行情況，如模擬列車按時刻表運行中過程的變化，列車加速、減速、暫停、折返有明顯效果，速度等數值可查詢與輸入、修改；

◎實現OCC、車站值班員相關的行車調度的仿真，根據運營圖模擬收發車、折返等功能；

◎針對正常的列車運行環境，進行常規標準化訓練。也可設置各種運營故障，如信號機、轉轍機、車輛故障等。

2. 環境控制仿真培訓系統

環境控制仿真培訓系統主要模擬長春輕軌4號線地下部分的3個車站：長春站北廣場站-北亞泰大街站-偽皇宮站的環境控制系統。模擬內容包括：大系統、公共區、A端小系統、B端小系統、照明系統、給排水系統、模式控制、系統狀態圖、控制方式切換等。

3. 電力調度指揮仿真培訓系統

電力調度指揮仿真培訓系統與長春輕軌4號線PSCADA電力調度系統界面和操作邏輯完全一致。模擬內容包括：一次主接線圖、通訊系統圖、平面布置圖、告警顯示、用戶權限管理、數據歸檔和統計報表功能等。

4.虛擬列車及運行圖編輯系統。

（1）站場顯示。包括區段名稱、狀態；信號機名稱、狀態；道岔名稱、狀態。

（2）列車顯示。包括列車圖標顯示，列車當前行駛位置、方向、速度；多列車同時顯示；列車時刻表顯示。

（3）報警提示。包括信號機燈絲斷絲；超速報警；車輛通訊超時。

（4）站場操作。改變道岔位置（定操、反操、單鎖等）；站場對象的封閉鎖閉設置；指定進路的始端和終端；各種故障狀態的模擬，包括道岔：定位無表示、反位無表示、定反位無表示，信號：各燈位燈絲斷絲，區段：區段壓不死、無法出清。

（5）列車操作。手動增加列車、減少列車、列車加速、列車減速和改變列車方向。

（6）自動排列進路。根據列車運行圖，自動排列進路行車。

（7）聯鎖功能模擬。對信號機、道岔、軌道電路等信號設備進行實時集中控制；進路自動解鎖。

（8）列車自動維護。自動創建列車運行圖上指定的始發站區段。到發車時間后車輛速度逐漸增加進入速度邏輯運算；根據時刻表自動調整車輛位置。

（9）列車限速防護。每個區段可設置車輛上限速度，在該區段行駛列車不能超過限速值；采用移動/固定閉塞模式，判斷前方區段的占用情況采取制動。

（10）列車自動行駛。可根據排好的進路，列車自動行駛；行駛過程中可根據前方的安全距離，車輛自動加減速；根據列車運行圖，車輛到達某站時根據列車時刻表規定的?？繒r間與位置?？浚鶕霭l時間自動行車。

（11）由編圖人員輸入基本數據。包括各區間運行時間、車站停站時間、運行間隔、起始和終到站、時間段、可用列車數、列車折返要求等信息，系統生成列車時刻表/運行圖。

（12）自動編制基本運行圖/時刻表。創建一個空的計劃，通過添加列車、修改、平移和拷貝等功能自動生成所需的運行圖；可根據已有的基本計劃模板創建一個新的計劃，通過修改，平移功能快速生成所需的基本計劃。時刻表編制完成后，按不同種類，存入數據庫內，以備調度員隨時調用。系統數據庫提供儲存255個以上基本計劃的容量。

（13）運行圖/時刻表的修改與刪除。時刻表由人工修改數據（包括各區間運行時間、車站停站時間、運行間隔、起始和終到站、時間段、可用列車數、列車折返要求等信息）；通過人工修改時刻表，可進行運行圖的調整；也可以在運行圖界面，通過鼠標拖拽運行線，來進行運行圖調整。

（14）自動會讓處理。在編制運行圖的過程中能自動進行沖突檢查，并給出明確的提示及建議優化的沖突解決方案，避免運行圖線段交叉。

（15）實際運行圖/時刻表。為ATS子系統根據列車運行的實際情況自動生成，與計劃以不同的底色和線條同時顯示在運行圖界面上。

5. 視頻監控模擬系統

調度員可以切換監視器所顯示的內容，調節監視器所顯示場景的水平視角。通過視頻監控系統，熟悉視頻監控原理和各種常規、非常規操作。

6. 教師控制中心

教師控制中心主要用于教師主導的教學，是整個系統中為教師設置的操作終端。功能包括：

◎查看和控制學員使用狀態、手動設置各類應急故障和模擬事故，設置和維護各類基礎數據，管理學員成績等；

◎系統設有教學、培訓、考核三大模塊，對學員綜合能力進行評價，為最終的考核提供依據；

◎具有對故障/突發事件的添加、編輯、刪除功能，同時還能對故障進行設置、撤消、排除和處理；

◎能對故障或突發事件進行分類管理、實時設置與撤銷；

◎具有多種故障/突發事件觸發條件，如故障/突發事件的時間條件、地點條件等，同時具備完善的故障信息顯示等。

三、系統實證分析

（一）長春市輕軌指揮中心基本情況

長春市輕軌指揮中心是運營系統總控制中心，負責運營相關各部門的調度指揮工作，組成人員主要有行車調度員、電力調度員、客運調度員、安全調度員，上設值班主任，由總調度室主任進行管理組織。

長春市輕軌指揮中心設備布置（如圖1所示），由上到下分別為：大屏，1號調度臺，2號調度臺。大屏，負責對電力調度SCADA、行車調度配線圖、CTC線路信號顯示和服務調度CCTV監控系統的屏幕顯示，以求工作便利。

1號調度臺，分為27個顯示器和與之配備的操作麥克、電話、鼠標和鍵盤，按照工作職能將其分為3大類：第一，電力調度，其中3號線2個顯示器，4號線5個顯示器，分別顯示長春輕軌3號線和4號線的SCADA監控系統。SCADA系統對長春輕軌全線供電變電所與供電區間起到了監控的作用，電力調度員可通過該系統，監視3號線日常供電情況，在發生供電故障的情況下，可以及時發現問題并作出相應操控，使供電故障問題得以解決。第二，行車調度，其中3號線5個顯示器顯示CTC系統、運行圖、行車調度對講臺，4號線6個顯示器顯示ATS系統、運行圖、行車調度對講臺。3號線的信號系統為CTC監控系統，在其界面上顯示為3號線的信號與列車的實時監視畫面，行車調度員可通過CTC系統，監視列車運行情況，并參照運行圖，通過調度對講臺與列車進行聯系，調整列車運行。4號線的信號系統為ATS監控系統，在其界面上顯示為長春輕軌4號線的信號與列車的實時監視畫面，行車調度員可通過該系統，監視列車運行情況，并參照運行圖，通過調度對講臺與列車進行聯系，調整列車運行。第三，客運調度，其中5個顯示器顯示CCTV通信系統、BAS監視系統。CCTV通信系統是長春輕軌線路上相關攝像廣播設備的監控系統，客運調度可以通過該系統對線路上的實時情況進行監控，以保證線路安全和運營穩定；BAS系統的主要監控范圍為長春輕軌4號線地下站及地下區間，平日為正常的通風排風控制，當發生緊急情況（如火災）時，客運調度對BAS系統進行監視，消除隱患。

2號調度臺，分為安全調度工作臺和計劃員工作臺，另設兩臺打印機分別對長春輕軌3、4號線運行圖進行打印用于存檔備份；在控制中心對信號系統與通訊系統分別設置了UPS電源設備，當控制中心停電或供電發生故障等情況下，保證調度室的正常工作需求。

（二）崗位培訓實證

為加強各崗位專業技能知識，熟練掌握調度操作系統，提高各崗位業務水平，增強實際操作技能，對行車調度、電力調度、客運調度等崗位進行培訓。

參考各崗位的年度培訓課時、培訓目標，結合實際，按不同崗位分批分階段地制定年度培訓計劃。按照年度培訓計劃組織開展培訓。依照培訓內容，由相關專業人員授課，培訓方式為講授專業知識與實際操作：講授專業知識環節中，主講人將專業知識教材做成通俗易懂的PPT演示文稿，對各崗位進行培訓，過程中穿插答疑環節、小組討論環節。實際操作環節中，主講人會考慮操作設備的空間局限性，分組進行，保證每位人員均參與到實際操作當中。每次培訓之后，對發生事故、救援的行車案例由值班主任帶領進行分組討論，分析事故處理方法，以便更好地組織非正常情況下的行車指揮。將知識培訓的重點內容以編輯出題的方式，加入考核題庫中。以考核的方式查找出專業知識薄弱的內容，進行重新培訓以便加深印象。

四、結束語

城市軌道交通OCC培訓系統作為現代化城市軌道交通運營管理的培訓載體，對在崗人員和入職人員培訓起到了關鍵性作用，一方面可增加學員的操作技能，另一方面也可以降低控制設備的維護量，節省運營成本。目前，該系統應用于長春市軌道交通的運營中，如將該系統融合更多城市軌道交通的典型線路，可擴展到更多城市軌道交通控制中心的管理中。

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