虛擬仿真技術(shù)在ATS系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用研究

牛行通

（吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132200）

高職院校相對(duì)其他本科院校，其辦學(xué)程度不高，文化底蘊(yùn)比較薄弱，師資力量不強(qiáng)，學(xué)生的知識(shí)文化程度較低。通過走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)鐵路通信信號(hào)專業(yè)的學(xué)生對(duì)當(dāng)前所授內(nèi)容不滿意，尤其是ATS系統(tǒng)，認(rèn)為所學(xué)知識(shí)無法滿足鐵路專業(yè)技術(shù)崗位需求；實(shí)踐環(huán)節(jié)不足，實(shí)習(xí)存在單一化、模式化，其學(xué)習(xí)效果不好。列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)ATS作為CBTC系統(tǒng)的子系統(tǒng)，由控制中心、車站、車場(chǎng)以及車載設(shè)備組成。學(xué)生可以通過具體的ATS系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)了解地鐵軌道占用狀態(tài)、列車運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)、以及信號(hào)設(shè)備故障等。在教學(xué)過程中需要學(xué)生掌握很多技能，但是，目前鐵路信號(hào)專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備昂貴，實(shí)訓(xùn)條件有限，這就需要我們探索新的教學(xué)方法。虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用能真正的提高學(xué)生的實(shí)踐能力，可以使學(xué)生在虛擬環(huán)境下，模擬所需要的實(shí)踐項(xiàng)目，來加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。因此，研究虛擬仿真技術(shù)，把虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到鐵路ATS系統(tǒng)中，是當(dāng)前教學(xué)中研究課題之一。

1 ATS系統(tǒng)教學(xué)中使用虛擬仿真技術(shù)的必要性

（1）鐵路ATS系統(tǒng)屬于通信信號(hào)專業(yè)，其專業(yè)理論性強(qiáng)，而又是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的一部分內(nèi)容，學(xué)生們學(xué)好相關(guān)知識(shí)，能為大學(xué)階段學(xué)習(xí)其他內(nèi)容提供先決條件，為之后從事軌道交通通信信號(hào)相關(guān)專業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高職院校學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱，學(xué)習(xí)理論知識(shí)較為困難，容易接受直觀易懂的東西，因此，動(dòng)手操作能力比較強(qiáng)，應(yīng)該用相應(yīng)的仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，來輔助學(xué)生的薄弱知識(shí)點(diǎn)，有助于學(xué)生盡快理解所學(xué)專業(yè)知識(shí)，使學(xué)生能夠理論與實(shí)踐相融合，方便學(xué)生學(xué)習(xí)所授專業(yè)課。

（2）實(shí)訓(xùn)室是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力，并注重學(xué)生創(chuàng)新能力的所在地，通過上課所授知識(shí)，可以對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行一一驗(yàn)證，加深學(xué)生對(duì)所授課程的理解，同時(shí)通過實(shí)訓(xùn)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，和科學(xué)的實(shí)踐方式。但是，鐵路信號(hào)專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備費(fèi)用較高，而且耗時(shí)、耗力，具有不可逆和不可重復(fù)性等。而利用現(xiàn)代的虛擬仿真技術(shù)正好能彌補(bǔ)其不足，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)技能，輔助實(shí)訓(xùn)教學(xué)，對(duì)學(xué)生們進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生積極開展虛擬實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，利于培養(yǎng)出實(shí)踐性能強(qiáng)的高級(jí)技能型人才。

（3）當(dāng)前ATS系統(tǒng)教學(xué)中，所開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目單一，學(xué)生按部就班地完成老師交代的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，缺乏應(yīng)有的實(shí)踐能力。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，要讓他們從中掌握基本技能，并培養(yǎng)其獲取知識(shí)的能力。而虛擬仿真技術(shù)可以用于教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的綜合實(shí)力，對(duì)學(xué)生們的潛力培養(yǎng)具有重要意義。

2 虛擬仿真技術(shù)在ATS系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 虛擬仿真技術(shù)引入課堂

作為高職院校的學(xué)生，更應(yīng)該注重自己的實(shí)踐能力，而大部分只是對(duì)所授內(nèi)容理論性的傳授，而對(duì)實(shí)踐技能不太重視，在這種方式下，可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力較差，基礎(chǔ)知識(shí)不能與實(shí)踐相結(jié)合，不能充分改善理論知識(shí)的單一性，而出現(xiàn)極度的厭學(xué)情緒，而虛擬ATS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠改善這種情況，讓學(xué)生獲得實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)活躍的思維意識(shí)，從而能夠?qū)嵺`與理論相結(jié)合，獲得豐富的實(shí)踐技能，同時(shí)，有助于更加深刻地理解理論知識(shí)。ATS虛擬仿真的應(yīng)用既能節(jié)省時(shí)間，又能減少消耗，通過仿真模擬，能夠把鐵路信號(hào)抽象的東西變得直觀，容易理解，便于學(xué)習(xí)。

2.2 提高ATS系統(tǒng)教學(xué)設(shè)施，增強(qiáng)實(shí)踐操作能力

ATS系統(tǒng)是面向鐵路信號(hào)崗位的，具有極強(qiáng)的實(shí)踐性，通過具體實(shí)踐可以檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)情況，在高職院校的教學(xué)中，利用仿真技術(shù)，通過模擬實(shí)訓(xùn)，進(jìn)行ATS系統(tǒng)的實(shí)踐與操作。例如，道岔的定反位操作、人工進(jìn)路的控制操作、信號(hào)機(jī)的控制操作等，可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識(shí)，來作用于實(shí)踐，來開拓學(xué)生的視野，提升教學(xué)效果，也可根據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，來提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.3 加強(qiáng)校企合作，建設(shè)高水平ATS虛擬實(shí)訓(xùn)室

虛擬ATS系統(tǒng)必須能夠再現(xiàn)真實(shí)的工作場(chǎng)景，這就要求加強(qiáng)校企合作，使得企業(yè)和學(xué)校合作共同建設(shè)虛擬ATS系統(tǒng)，提高所需要的教學(xué)設(shè)備與教學(xué)條件，從而提高高職院校的辦學(xué)水平與綜合實(shí)力。學(xué)生也可以接觸到更為先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施，在有限的時(shí)間與條件下提高自己的專業(yè)水平與實(shí)踐能力。

ATS虛擬仿真能夠模擬鐵路信號(hào)多項(xiàng)操作功能，具有極強(qiáng)的開放性與擴(kuò)展性，通過建立更多ATS虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，使同學(xué)們掌握更多的實(shí)踐技能，盡快與企業(yè)進(jìn)行對(duì)接，才能適應(yīng)企業(yè)所需人才的需求，有針對(duì)性地培養(yǎng)出城市軌道交通方面的技能性人才。

3 結(jié) 語

基于CBTC的虛擬ATS子系統(tǒng)，符合鐵路通信信號(hào)教學(xué)特點(diǎn)，能夠提高學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐水平，在高職院校CBTC系統(tǒng)的教學(xué)中，可以創(chuàng)設(shè)虛擬實(shí)訓(xùn)基地，打造虛擬ATS系統(tǒng)，共建高水平CBTC系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)而提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，從而使學(xué)生的學(xué)業(yè)與工作更進(jìn)一層。