城市軌道交通列車運行控制系統實訓環境設計

摘 要：隨著城市軌道交通新線建設和舊線改造普遍采用先進的列車運行系統，設計一套先進列控系統實訓環境對相關人才培養具有重要的意義。該環境以實際列控系統為設計依據，可用于現場實際設備的原理講解、設備的實際操作運用，設備硬件的故障處理和維修維護、設備軟件的維護管理等實際訓練。

關鍵詞：城市軌道交通 列控系統 實訓

一、概述

我國城市軌道交通正處于快速發展期，截至2018年底，中國大陸地區（不含港澳臺）共有35個城市開通城市軌道交通運營線路185條，運營線路總長度5761.4公里，2018年全年累計完成客運量210.7億人次，居世界第一位。

城市軌道交通列車運行控制系統是城市軌道交通的控制中樞，是確保行車安全、提高運行效率、實現運輸管理自動化的關鍵系統，是軌道交通的核心裝備。近些年來，隨著城市軌道交通的快速發展，列車運行控制技術也取得了長足的進步，由傳統的地面信號指揮列車運行，發展到由先進的計算機控制系統和大容量高速度的數字通信網絡構成的車-地閉環的列車運行自動控制系統。

二、需求分析

（一）實訓環境的關鍵設備采用實物設備，輸入、輸出采用真實接口，從而營造出一個高逼真度的培訓環境，最大程度提高培訓效果；

（二）實訓環境應具有豐富的軌旁設備模型庫以及逼真的列車仿真模型，可針對具體線路數據、車輛類型配置仿真參數，使培訓環境能夠模擬特定線路的運行環境；

（三）實訓環境應涵蓋城市軌道交通正常運營場景，并提供豐富的故障案例。可靈活設置各種正常和故障場景，以適應多種教學培訓需求，在功能、場景和培訓體系上做到全覆蓋；

（四）操作界面與實際列控系統系統一致，操作方式、邏輯關系和觸發形式均依據實際系統設計，操作結果符合實際預期；

（五）包含了豐富的實際軌旁列控單元，如信號機、計軸器、轉轍機、應答器等，以實際接口接入實訓系統。

三、實訓環境構成

列控系統實訓環境以實際控制設備為設計依據，采用真實控制設備結合仿真模擬設備的方式，搭建出包含完整ATS、ATP、ATO功能的列控系統實際訓練環境。系統包括車載設備及仿真環境、地面設備及仿真環境、軌旁實物演示教學環境和中心設備仿真環境，并包含了必要的儀器、儀表和工具。

系統結構如圖1所示：

（一）車載設備

實訓環境采用真實的車載ATP/ATO實物設備。其中，車載ATP系統采用三取二結構；ATO系統采用雙機熱備結構；輸入輸出、通信信道均實現安全冗余。用于培訓車載控制器的總體硬件結構、各個板卡的功能及接插方式、替換維護方法等知識技能。

（二） 區域控制器

實訓環境配置真實的區域控制器。采用二乘二取二結構，實現列車安全位置計算、移動授權計算、列車登錄/注銷等核心控制功能。用于培訓區域控制器硬件構成、相關板卡功能及更換維護、典型故障處理等知識技能。

（三）計算機聯鎖

實訓環境配置真實的計算機聯鎖設備。采用二乘二取二結構，實現進路控制功能。用于培訓計算機聯鎖硬件結構、板卡功能、連接配線、故障處理、進路操作等知識技能；

（四） 軌旁列控單元

實訓環境中還配置了計軸器、應答器、信號機等軌旁列控單元，可以針對具體設備進行教學培訓。

（五）列車自動監督子系統

實訓環境中的列車自動監督系統是一個簡易的調度指揮與監督系統，主要模擬列車運行圖的執行及行車指揮功能，與真實的車載控制器、計算機聯鎖和區域控制器配合，完成列車運行控制功能。

實訓環境以實際控制設備為設計依據，核心部件采用和現場一致的真實設備，配合部分硬件在環仿真設備的方式構建，控制軟件功能與現場功能相同，系統操作界面與現場設備一致，將列控系統的先進技術原理、系統構建方式和維護操作方法的教學培訓融入到實訓環境的實際使用操作中。該實訓環境是培養學生專業素質、動手能力、創新能力的重要環節，是提高人才培養質量、提高人才競爭力的迫切需求。

參考文獻：

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[2] 城市軌道交通列車駕駛模式切換研究[J]. 崔亦博，焦怡博，孫旺，王壯鋒. 鐵道運輸與經濟. 2017（04）

[3] 列控系統系統仿真測試平臺設計[J]. 陳祥獻，王東，黃海. 鐵路計算機應用. 2011（08）

作者簡介：張路（1986-12），籍貫：河南偃師，單位：北京交通職業技術學院，學歷：研究生，職稱：助教，研究方向： 軌道交通控制。