高鐵信號綜合技能訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵問題分析研究

李強(qiáng)　舒岳孝

摘要：本文從高鐵信號綜合技能訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)的實(shí)際需求角度出發(fā)，分析平臺(tái)建設(shè)過程中可能會(huì)存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，并提出一系列可行的解決思路和方法，為平臺(tái)建設(shè)整體方案設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞高鐵信號;訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè);關(guān)鍵問題

近年來我國的高速鐵路發(fā)展速度非常快，鐵路新技術(shù)的應(yīng)用和新設(shè)備的上線，必然也要求技術(shù)人員也要跟上步伐，提升和強(qiáng)化自身技能。但是在技能訓(xùn)練上卻碰到了困難：一方面是技能的提升需要大量的實(shí)踐訓(xùn)練，另一方面現(xiàn)場的設(shè)備，出于安全考慮，不能拿來訓(xùn)練。因此需要針對高鐵信號技能訓(xùn)練實(shí)際需求，建設(shè)一套完整的訓(xùn)練平臺(tái)。在此，筆者通過對高鐵信號技能需求進(jìn)行深入調(diào)研分析，明確了高鐵信號綜合技能訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)基本思路，并對其中的一些關(guān)鍵性的問題進(jìn)行了深入的分析研究，提出了一些可行的解決辦法。下面就一些研究情況總結(jié)如下：

一、高鐵信號工核心技能分析

當(dāng)前，現(xiàn)場高鐵信號工主要工作任務(wù)是對信號室外三大件，即信號機(jī)、軌道電路和道岔進(jìn)行維護(hù)管理。需要掌握的核心技能主要包括：

1.設(shè)備焊配線

要求能夠按照施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行信號機(jī)、軌道電路及道岔等設(shè)備的施工配線。具體包括室內(nèi)組合柜焊配線、電纜放線與配線、電纜盒配線、變壓器箱配線。涉及的主要技能有識讀配線圖、放線、萬可端子接線、壓接端子接線、焊接接線、電纜芯線做環(huán)、單股銅線密繞法制環(huán)、理線邦把等。

2.故障分析處理技能

要求當(dāng)信號機(jī)、軌道電路和道岔設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠快速查找并排除故障。需要掌握的技能有：認(rèn)識各設(shè)備部件，掌握它們的功能作用，能夠跑通控制電路圖，掌握控制電路的分析、故障現(xiàn)象分析和查找處理方法。

二、訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)需求分析

高鐵信號綜合技能訓(xùn)練平臺(tái)的建設(shè)，不僅要滿足現(xiàn)場人員技能訓(xùn)練的需要，還要考慮職業(yè)院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)組織的需求。筆者在學(xué)校和企業(yè)開展了多層次的需求調(diào)研，了解了教師、學(xué)生、現(xiàn)場員工、管理人員等各方面人員對訓(xùn)練平臺(tái)的建設(shè)意見和需求。通過整理得到如下具體需求：

1.要使用真實(shí)設(shè)備，營造真實(shí)工作環(huán)境

由于高鐵信號工主要從事現(xiàn)場真實(shí)信號設(shè)備的維護(hù)和管理。因此在進(jìn)行相關(guān)技能訓(xùn)練時(shí)，所面對的設(shè)備和使用的工具材料等也應(yīng)該和現(xiàn)場一樣，這樣才能夠營造真實(shí)的現(xiàn)場環(huán)境，真正做到與現(xiàn)場零對接，實(shí)現(xiàn)所學(xué)即所用。

2.必須構(gòu)建科學(xué)合理的技能訓(xùn)練項(xiàng)目模塊

技能訓(xùn)練需要依托項(xiàng)目模塊，只有通過項(xiàng)目模塊的反復(fù)訓(xùn)練才能夠不斷的強(qiáng)化自身的技能。因此高鐵信號技能訓(xùn)練平臺(tái)的建設(shè)，首先要根據(jù)現(xiàn)場高鐵信號工真實(shí)工作內(nèi)容，構(gòu)建科學(xué)合理的技能訓(xùn)練項(xiàng)目模塊。

3.該平臺(tái)能夠滿足高效訓(xùn)練要求

在日常培訓(xùn)中，特別是學(xué)院實(shí)踐教學(xué)過程中，都會(huì)面臨訓(xùn)練人數(shù)多的問題，但是在真實(shí)設(shè)備中進(jìn)行訓(xùn)練由于設(shè)備間距離遠(yuǎn)，而且操作比較復(fù)雜，造成訓(xùn)練效率低下，不適合大規(guī)模的訓(xùn)練。因此技能訓(xùn)練平臺(tái)要對現(xiàn)場的設(shè)備布局以及配線設(shè)計(jì)等進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，并增加聯(lián)鎖仿真和故障訓(xùn)練管理系統(tǒng)。在滿足技能訓(xùn)練實(shí)際需求的情況下，提高訓(xùn)練的效率。

4.平臺(tái)的設(shè)計(jì)要方便推廣

高鐵信號綜合技能訓(xùn)練平臺(tái)最終要在廣大鐵路職業(yè)院校及鐵路企業(yè)的職培部門推廣應(yīng)用，這就要求整個(gè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，便于成規(guī)模的建設(shè)。

三、平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵問題分析

通過對前期需求調(diào)研的分析，發(fā)現(xiàn)平臺(tái)建設(shè)中的關(guān)鍵問題集中在以下幾個(gè)方面：

1.設(shè)備電源問題

由于設(shè)備使用的的電源是不一樣的，在真實(shí)設(shè)備中，設(shè)備的電源由電源屏統(tǒng)一提供，但是在訓(xùn)練平臺(tái)上使用電源屏，不僅成本高，而且體積大，不現(xiàn)實(shí)。所以平臺(tái)建設(shè)首先要解決設(shè)備電源問題。

2.聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)問題

高鐵信號中各設(shè)備之間不是獨(dú)立存在的，相互之間存在聯(lián)鎖關(guān)系。在真實(shí)設(shè)備中，這個(gè)聯(lián)鎖關(guān)系統(tǒng)一由聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)完成，同時(shí)提供聯(lián)鎖操作的圖形化界面。訓(xùn)練平臺(tái)無法配置聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)，因此它的功能也要通過相應(yīng)的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)。

3.訓(xùn)練管理實(shí)現(xiàn)問題

為了對整個(gè)訓(xùn)練過程進(jìn)行科學(xué)有效的管理，提高訓(xùn)練的效率。必然要求使用專門的管理系統(tǒng)來進(jìn)行管理，管理系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)也是訓(xùn)練平臺(tái)要解決的問題。

四、關(guān)鍵問題的解決思路

針對上訴基地建設(shè)中存在的關(guān)鍵問題，研究小組經(jīng)過查閱資料，技術(shù)對比和請教專業(yè)人士等方式，確定了采用PLC和計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思路。

1.設(shè)備電源

由于訓(xùn)練平臺(tái)的設(shè)備數(shù)量只有兩套，功率不大，而且不需要像現(xiàn)場一樣需要24小時(shí)不間斷工作。因此訓(xùn)練平臺(tái)接入電源采用380V電源，內(nèi)部設(shè)立一個(gè)電源模塊，使用小型變壓器和整流器，將380電源調(diào)整為各設(shè)備所需要的電源。

2.聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)

聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)，主要涉及到各繼電器狀態(tài)的采集、聯(lián)鎖運(yùn)算和控制指令下達(dá)，控制指令下達(dá)也是通過驅(qū)動(dòng)繼電器去執(zhí)行，還有操作臺(tái)功能的實(shí)現(xiàn)。考慮到平臺(tái)建設(shè)的方便，通過對多種技術(shù)進(jìn)行分析比較，最終確定采用觸摸屏加PLC的技術(shù)方式。通過觸摸屏編輯聯(lián)鎖系統(tǒng)操作界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互來仿真聯(lián)鎖系統(tǒng)的上位機(jī)功能。通過PLC來實(shí)現(xiàn)對信號設(shè)備繼電器狀態(tài)的采集，聯(lián)鎖邏輯關(guān)系的運(yùn)算和判斷以及輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號，從而仿真聯(lián)鎖機(jī)的功能。

3. 訓(xùn)練管理實(shí)現(xiàn)

針對訓(xùn)練過程的管理，主要考慮兩大功能，一塊是任務(wù)的下達(dá)、執(zhí)行、結(jié)果的查看，第二塊是控制電路故障控制的實(shí)現(xiàn)。訓(xùn)練任務(wù)管理主要通過計(jì)算機(jī)開發(fā)應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)。而控制電路故障控制的實(shí)現(xiàn)不僅需要利用計(jì)算機(jī)開發(fā)管理系統(tǒng)，還需要單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)故障斷點(diǎn)的可控繼電單元，為了方便后期的管理和施工，繼電單元最后能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，因此可采用無線繼電模塊來實(shí)現(xiàn)。

以上就是針對高鐵信號綜合技能訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)過程一些關(guān)鍵問題，提出的一些大概解決方法思路，在實(shí)際建設(shè)過程中還需要進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化研究。

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基金項(xiàng)目：湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級課題（HNTKY- KT2021-8）