城市轨道交通列车运行控制系统实训环境设计

摘 要：随着城市轨道交通新线建设和旧线改造普遍采用先进的列车运行系统，设计一套先进列控系统实训环境对相关人才培养具有重要的意义。该环境以实际列控系统为设计依据，可用于现场实际设备的原理讲解、设备的实际操作运用，设备硬件的故障处理和维修维护、设备软件的维护管理等实际训练。

关键词：城市轨道交通 列控系统 实训

一、概述

我国城市轨道交通正处于快速发展期，截至2018年底，中国大陆地区（不含港澳台）共有35个城市开通城市轨道交通运营线路185条，运营线路总长度5761.4公里，2018年全年累计完成客运量210.7亿人次，居世界第一位。

城市轨道交通列车运行控制系统是城市轨道交通的控制中枢，是确保行车安全、提高运行效率、实现运输管理自动化的关键系统，是轨道交通的核心装备。近些年来，随着城市轨道交通的快速发展，列车运行控制技术也取得了长足的进步，由传统的地面信号指挥列车运行，发展到由先进的计算机控制系统和大容量高速度的数字通信网络构成的车-地闭环的列车运行自动控制系统。

二、需求分析

（一）实训环境的关键设备采用实物设备，输入、输出采用真实接口，从而营造出一个高逼真度的培训环境，最大程度提高培训效果；

（二）实训环境应具有丰富的轨旁设备模型库以及逼真的列车仿真模型，可针对具体线路数据、车辆类型配置仿真参数，使培训环境能够模拟特定线路的运行环境；

（三）实训环境应涵盖城市轨道交通正常运营场景，并提供豐富的故障案例。可灵活设置各种正常和故障场景，以适应多种教学培训需求，在功能、场景和培训体系上做到全覆盖；

（四）操作界面与实际列控系统系统一致，操作方式、逻辑关系和触发形式均依据实际系统设计，操作结果符合实际预期；

（五）包含了丰富的实际轨旁列控单元，如信号机、计轴器、转辙机、应答器等，以实际接口接入实训系统。

三、实训环境构成

列控系统实训环境以实际控制设备为设计依据，采用真实控制设备结合仿真模拟设备的方式，搭建出包含完整ATS、ATP、ATO功能的列控系统实际训练环境。系统包括车载设备及仿真环境、地面设备及仿真环境、轨旁实物演示教学环境和中心设备仿真环境，并包含了必要的仪器、仪表和工具。

系统结构如图1所示：

（一）车载设备

实训环境采用真实的车载ATP/ATO实物设备。其中，车载ATP系统采用三取二结构；ATO系统采用双机热备结构；输入输出、通信信道均实现安全冗余。用于培训车载控制器的总体硬件结构、各个板卡的功能及接插方式、替换维护方法等知识技能。

（二） 区域控制器

实训环境配置真实的区域控制器。采用二乘二取二结构，实现列车安全位置计算、移动授权计算、列车登录/注销等核心控制功能。用于培训区域控制器硬件构成、相关板卡功能及更换维护、典型故障处理等知识技能。

（三）计算机联锁

实训环境配置真实的计算机联锁设备。采用二乘二取二结构，实现进路控制功能。用于培训计算机联锁硬件结构、板卡功能、连接配线、故障处理、进路操作等知识技能；

（四） 轨旁列控单元

实训环境中还配置了计轴器、应答器、信号机等轨旁列控单元，可以针对具体设备进行教学培训。

（五）列车自动监督子系统

实训环境中的列车自动监督系统是一个简易的调度指挥与监督系统，主要模拟列车运行图的执行及行车指挥功能，与真实的车载控制器、计算机联锁和区域控制器配合，完成列车运行控制功能。

实训环境以实际控制设备为设计依据，核心部件采用和现场一致的真实设备，配合部分硬件在环仿真设备的方式构建，控制软件功能与现场功能相同，系统操作界面与现场设备一致，将列控系统的先进技术原理、系统构建方式和维护操作方法的教学培训融入到实训环境的实际使用操作中。该实训环境是培养学生专业素质、动手能力、创新能力的重要环节，是提高人才培养质量、提高人才竞争力的迫切需求。

参考文献：

[1] 列控系统测试平台通用接口适配器的设计与实现[J]. 何丽华，徐中伟. 机电一体化. 2017（09）

[2] 城市轨道交通列车驾驶模式切换研究[J]. 崔亦博，焦怡博，孙旺，王壮锋. 铁道运输与经济. 2017（04）

[3] 列控系统系统仿真测试平台设计[J]. 陈祥献，王东，黄海. 铁路计算机应用. 2011（08）

作者简介：张路（1986-12），籍贯：河南偃师，单位：北京交通职业技术学院，学历：研究生，职称：助教，研究方向： 轨道交通控制。