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摘要：顺应天津职业技术师范大学职业教育的办学特色，充分发挥城市轨道交通专业优势，引进功能齐全、结构合理的城市轨道交通ATC行车调度虚拟仿真系统。在此基础上，依托《城市轨道交通系统运营管理》和《城市轨道交通信号与通信》两门核心专业课，开发出城轨行车调度指挥工作综合实训教学项目并付诸实行，有效地促进了学生理论知识与实践技能相互融合，提升了学生的职业技能，得到了良好的反馈效果。
关键词：城市轨道交通；行车调度；虚拟仿真；实训教学
本文引用格式：张光建，等.基于虚拟仿真的城轨调度指挥综合实训教学探究[J].教育现代化,2020,7(35):14-17.
一 引言
教育部印发的《关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见》（教职成〔2015〕6号）指出：“有效开展实践性教学。公共基础课和专业课都要加强实践性教学，实践性教学课时原则上要占总课时数一半以上。”根据天津职业技术师范大学的办学定位和办学理念，充分结合学校教学实际运作情况，对于城市轨道交通运营管理专业的学生有效开展相关实训教学，显得颇为重要。
城市快速发展及其伴随而来是城市道路交通拥挤，城市轨道交通作为城市公共交通体系的骨干力量，具有大容量、绿色、安全等特点，倍受包括发达国家和发展中国家在内的很多大城市的青睐[1]。根据交通运输部发布的《2018年交通运输行业发展统计公报》，截至到2018年年底，城市轨道交通线路总里程为5295.10千米，增加711.80千米，同比增长15.53%[2]。预计至2020年，我国城市轨道交通运营总里程会达到6600千米，拥有城轨的城市将达到50座[3]。面对国家城市轨道交通行业如此蓬勃地发展，对行业的人才需求也会有所增加，因此，我们国家高等院校甚至中高职院校相继开设城市轨道交通相关方向专业来满足后备力量空虚问题[4]。
城市轨道交通调度指挥工作是城市轨道交通日常运输组织的指挥中枢，城轨行车组织内容，以安全地运送人员、满足设备所需维护的需求，按照列车运行图的安排，实现舒适、准点、快捷、安全的运营服务为宗旨[5]。由于轨道交通设备技术特殊，现场人员安保问题，学生去现场进行动手实践没有可行性，不利于学生知识的巩固[6]。而虚拟仿真技术有着可控无破坏性的特点，是一种开展学校实训教学的有效手段[7]。
二 城市轨道交通行车调度指挥体系
城市轨道交通正线各个车站由值班站长统一协调指挥，车辆段（停车场）由车辆段调度（停车场调度）进行统一协调指挥。正线行车组织指挥架构与车辆段（停车场）行车组织指挥架构如下图1和图2所示[8]。
如图1所示，为对繁杂的运输作业进行全方位的监督与指挥，运营控制中心（OCC—Operating Control Center）实行分工管理的原则，设置不同的工种分别管理相关的工作内容[9]。调度指挥分为一级指挥和二级指挥，二级必须服从一级指挥。
一级指挥：OCC值班主任、行车调度员、电力调度员、环控调度员和维修调度员。二级指挥：行车值班员、值班站长、车辆段调度、停车场调度、检修调度以及各专业生产调度。
城市轨道交通正线行车组织工作遵循逐级负责、统一指挥的准则。正线行车指挥权由行车调度员负责，统一指挥与组织正线行车作业，相关的工作人员必须接受行车调度员的指挥。OCC值班主任作为调度班的组长在遇到突发状况时候，必须统一班组的处置思路。依据现场的实际状况进行运营调整方案的布置与决策，对上级领导进行相关情况的汇报。
如图2所示，车辆段（停车场）控制中心（DCC—Depot Control Center）对车辆段（停车场）的各种作业调度负责。派班员对列车乘务员进行任务排班，运转值班员依据公司车辆的检修计划安排股道检修，对通信信号设备等故障准时通知相关工作人员进行处理。信号楼值班员负责统一指挥段内列车的接发工作。
三城市轨道交通ATC行车调度仿真系统
根据需求，引入由上海田之金计算机科技有限公司研发的城市轨道交通ATC（Automatic Train Control）行车调度仿真系统。在此虚拟软件上进行实训教学项目的开发。
该仿真系统按照城市轨道交通的“控制中心—集中站—停车场—线路（列车）”的组织层次进行构建，来模拟还原城市轨道交通的基于通信的列车运行控制系统（CBTC—Communication Based Train Control System）、计算机联锁、通信信号、运营管理等多个专业的功能，提供体系全面、全方位的运营实践平台[10]。
整套实践体系由多个仿真控制软件组成。其中虚拟仿真软件包括列车自动监控（ATS—Automatic Train Supervision）模拟系统、车辆段模拟系统、各集中站ATS模拟系统、列车模拟系统、区域控制器（ZC—Zone Controller）模拟系统、控制中心大屏模拟系统等。站场图则由杭州地铁1号线的部分车站（客运中心站、下沙西站、金沙湖站、高沙路站、文泽路站、文海南路站、云水站和下沙江滨站）组成。整体功能组成框图如图3所示。
整套系统中，一个组别中分别设置1个控制中心CATS仿真系统、1个ZC仿真系统、1个列车仿真系统、1个控制中心主任ATS工作站仿真系统、6个联锁集中站LATS工作站仿真系统、2个控制中心行车调度ATS工作站仿真系统、1个车辆段仿真系统、控制中心大屏仿真系统。系统仿真结构如图4所示。
整个系统可进行两种实训运行模式，单机实训和联机实训，可分别对这两种模式分别进行训练，以达到不同的实践要求。
四 实训项目教学开发
实训目的是培养学生具有一定的实践能力和创新精神，能够在城市轨道交通领域从事城市轨道交通专业教学工作的“一体化”职教师资，也能从事城市轨道交通调度指挥等工作。根据交通运输（城市轨道交通方向）人才培养方案，紧扣教学课程大纲，依托职业教育办学的科学理念，科学合理的设计实训方案、实训原理、实训步骤、考核标准和评价体制等，有效提升学生的职业技能。
根据实践课程设计目的与要求，依托田之金企业构建的城市轨道交通ATC行车调度仿真系统，充分结合开设的《城市轨道交通系统运营管理》和《城市轨道交通信号与通信》两门专业理论课，城市轨道交通行车调度指挥工作综合实训内容如下。
1.软件部分：①城市轨道交通ATC行车调度仿真系统详细认知实训；②列车模拟驾驶认知与操作实训（非计划列车）；③列车建立交路执行班次实训（利用软件绘制运行图，建立计划列车）；④车辆段（停车场）出库模拟实训；⑤车辆段（停车场）调车模拟实训；⑥车辆段（停车场）入库模拟实训；⑦CBTC系统下的正常运营实训；⑧后备模式（非CBTC系统）下的运营实训；⑨各种故障下的列车运营实训。
2.地铁调研：乘坐天津地铁1号线，2-3人一组，分批次顺序上车，从李楼站到刘园站记录列车实绩到发时间并进行实际调研。
3.铺画列车运行图：利用A0坐标纸将记录的时间铺画成列车实绩运行图。
4.撰写实训报告。
5.小组团队集中答辩。
根据设计的综合实训项目和CBTC系统大框架，进行实训教学，设置多个岗位，包括控制中心行车调度员、各车站行车值班员、列车乘务员、车辆段调度员等，协同合作，共同掌握一个城市轨道交通运营安全命脉。CBTC列车运行控制系统基本框架如下图5所示[11]。
五实施效果反馈
根据实训方案，基于虚拟仿真的城轨行车调度指挥工作综合实训项目已经成功应用于城轨班的两届学生，根据实施效果，反馈良好。
1.理论知识促进实践技能，实践技能巩固理论知识。深奥的理论知识学习，完全依托于书本上的论述、图片以及教师的PPT讲解，略显乏味，容易让学生产生厌倦感。城轨调度指挥工作的实训教学有利于培养动手实操的能力，书本上的理论知识能有效融入实践之中，能清晰直观地了解调度指挥过程，有利于吸收巩固自己的理论知识，培养学习的兴趣。
2.促进团队齐心协力，培养团结合作的精神。城市轨道交通调度指挥工作不是一个人的事情，是一个整体的协同运营管理。任何一个员工一个环节的失误操作，将会对整个城轨安全命脉产生重大影响。通过实训教学分组，分工协作，共同指挥城轨运营以及全班铺画横跨长达5小时的列车运行图，有效地促进了团队的整体性。
3.提高自己的竞争力，培养学习的动力。在实训教学中，部分学生在教师的讲解中能迅速掌握操作技能和要点，能熟练地进行调度工作，部分学生则有些生疏。为了保证协同工作，需要激发学习的动力，培养钻研的能力。
六结语
通过科学合理地开发城市轨道交通调度指挥工作综合实训教学项目，依托城市轨道交通ATC行车调度仿真系统，设置不同的岗位，扮演不同的角色，以学生为主体力量，共同体验一个城市地铁的调度指挥和运营管理工作，为了体现综合性，进行实地调研，并铺画列车实绩运行图，有效地促进了学生科学合理地安排交通运输组织工作的能力，对应用型大学尤其是职业教育领域的院校更具有一定的借鉴和启发意义。
参考文献
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[11]徐金祥，冲蕾.城市轨道交通信号基础[M].北京：中国铁道出版社，2016.
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