《城市轨道交通低压配电技术》三位一体综合教学法

赵瑞雪

（合肥职业技术学院 轨道交通学院，安徽 合肥 230000）

随着我国城市化建设速度加快，交通拥堵问题越来越严重，只有有效地解决城市交通问题，大城市的可持续发展问题才能得到解决。21世纪以来，城市轨道交通凭借快速、便捷、安全、运量大和运输效率高等特性，成为城市公共交通的重要组成部分。

20世纪50年代，我国开始筹备北京地铁网络地铁建设，北京地铁一号线一期工程全长54km,于1965年开始建设，于1976年建设完成；80年代初，我国仅有上海、北京、广州等几个大城市建设城市轨道交通；90年代，一批省会城市纷纷开始筹建城市轨道交通项目，进行地铁建设的前期工作。新世纪以来，国家政策开始鼓励大中城市发展城市轨道交通，全国有10个城市开始建设轨道交通，有8个城市申请立项准备建设。经过20年的发展，全国已有14座城市54条线1688km轨道交通系统投入运营。

1 国内外城市轨道交通公司“三位一体”综合维修管理模式探索

《新干线线路养修技术与管理》等文中说明，目前，日本铁路（JR）基础设施维修实行“管、修分开”，铁路公司作为管理机构负责运营、维修和管理，维修公司作为外协单位开展维修组织及维修作业，铁路公司将基础设备的巡视、检测和维修以合同的形式承包给维修公司。法国铁路目前养护维修实行总局、地区局、基层单位的管理体制，法国高速铁路基础设备维修以6个综合维修段的形式组织生产，平均300km设置一处综合维修段，各地铁路局管理综合维修段归，综合维修段下设若干综合维修工区。德国铁路实行网、运分离，路网公司负责基础设备，基础设备的维修实行“管、检、修”分离的模式。在基础设备的养护维修上，实行分层管理，设立总局、地方、基层三级管理机构，管理机构合理配置各个职能部门。

《高速铁路固定设备维修管理模式研究》文中指出，良好的设备和能对这些设备进行高效维修管理的维修机构和维修人员才能保障高速铁路高速度、高密度、高安全的运行，总结了日本、法国、德国等高铁较为发达的国家的运行经验后得出：高铁运输系统得以实现“安全、舒适、正点”的根本措施是及时、准确、适度的维修。当前对高铁固定设施维修管理模式方面进行系统性的定性或定量研究比较少，已有的研究更多集中在按工程、电务、通信、机电、供电、车辆等专业系统各自养护维修方面的。

《高铁综合维修生产一体化管理的改革与实践》中指出，这样的模式尽管组织功能较为完备，专业管理较为齐全，但也存在专业间管理横向联系较少、专业接口处问题较多。随着高铁运营里程不断增长，环境、设备状态不断变化，维修工作量不断增加，高铁的高速发展与专业存在壁垒和繁冗的层级管理等传统维修管理模式不相适应的矛盾越来越突出，未来高铁养护维修的发展趋势将是高铁综合维修生产一体化管理模式。中国铁路上海局集团有限公司进行了“三位一体”综合维修管理模式探索。从2010年起，上海局集团公司在沪宁城际、沪杭高铁进行了工程、机电、供电“三位一体”的一体化改革实践，通过深化各专业设备修程修制改革、创新“短周期优先、长周期统筹”的生产组织原则，探索解决了各专业各自为政、接口处多和资源浪费等方面的问题，实现了各专业之间技术人员的生产统一，大幅提高了作业效率。

综上所述，“三位一体”综合维修管理模式越来越受到各种高铁、地铁维修工班的重视，其核心就是打破传统维修工班专业的壁垒，培养一岗多能的员工，因此本课题基于这种综合维修管理模式提出“三位一体”综合教学模式，即针对城市轨道交通专业的教学，不再受到专业的限制，除了重点教授本专业的课程、实训本专业的技能之外，还将教授相邻专业的知识、技能，这种教学模式有两个层面，一是制定人才培养方案的过程中，每个专业设定一到两门相邻专业的选修或必修课程；二是在授课过程中，融入相邻专业的知识。

授课过程融入相邻专业知识的关键在于找到接口，如400V开关柜是牵引变电的终端，但同时也是低压配电的开端和信号设备供电的开端，同时牵引变电中一部分电能变成1500V直流电给接触网供电，车辆通过受电弓从接触网上取电在轨道上按照信号行驶，通过这样的一个交叉知识点我们可以根据专业的需要把供电、机电、信号、车辆、工务等专业结合起来，让学生对整个城市轨道交通有更立体的认知。

2 《城市轨道交通供配电技术》传统教学方法

（1）城市轨道交通机电技术专业的教师在上课过程中注意到学生学习兴趣不高，且城市轨道交通机电技术与城市轨道交通通信与信号技术、城市轨道交通供电技术有诸多交叉的知识点，在讲到这些知识点的时候，各专业教师都是侧中讲解各自专业的知识点，这样造成学生对城市轨道交通的完整系统认知比较模糊，对城市轨道交通没有认同感，学习兴趣也不高。所以，本教学模式将建立学生对城市轨道交通整体系统的认知，对自己的岗位有了更加明确的认知，学习有了明确的目标和动力，学习兴趣将增强。

（2）各自专业的学生只具备自己专业的专业基础知识，对相邻专业的基础知识比较缺乏，不利于工作今后的继续学习，如机电专业的学生只学习《城市轨道交通电工电子技术》《城市轨道交通车站设备》等基础课，很少学习或者不学习其他专业的基础课，今后在工作中接受企业继续教育时存在一定困难，不利于之后的继续深造和学习培训。

（3）这样的教学方法，学生毕业后各个岗位之间也是存在着打不破的壁垒，机电专业只能进行机电设备的巡视和维修工作，车辆专业只能进行车辆相关设备的巡视和维修工作，当一个故障同时涉及到两个专业时，维修工作将涉及两个部门，维修工作将变得更加繁杂。

3 《城市轨道交通供配电技术》“三位一体”综合教学法的研究

（1）打破专业课程之间的壁垒。在讲解城市轨道交通机电技术的课程时，可以融入专业其他课程的知识。《城市轨道交通供配电技术》为例，可以融入城市轨道交通电工电子技术、城市轨道交通车站设备等基础课的知识，还可以融入城市轨道交通屏蔽门技术、城市轨道交通电扶梯技术等相关专业课程的知识，既可以起到承上启下的作用，将知识点纵向贯通，也可以平铺展开，将知识点横向展开。将电压、电流的定义、电路的状态、元件的串并联、正弦交流电的基本概念等电工电子的基础知识融入课程，既可以课前预习，作为教学设计的切入点，引起学生学习的兴趣，又借着讲解专业课的同时复习了一遍基础知识，将基础知识进一步夯实，通过这样的学习，将使得学生建立城市轨道交通机电技术的专业的系统性的概念，理解学习每一门课的目的和目标。将其他专业课的知识融入课程时，关键在于找到本课程与其他课程的接口，如低压配电系统与屏蔽门系统的接口如图1所示，屏蔽门控制室双电源自动切换箱出线端由低压配电系统供电，低压配电系统向屏蔽门系统提供两路独立三相五线制380V电源及电源切换箱，并在设备控制室内预留屏蔽门接地线，提供接地端子箱。屏蔽门系统与综合监控的接口如图2所示，屏蔽门系统与综合监控系统的接口位于车站屏蔽门网络接口设备，屏蔽门系统提供屏蔽门侧的RJ45形式100M以太网电口，综合监控系统负责综合监控系统机柜到屏蔽门机柜RJ45网口带标识的超五类屏蔽网络线缆的提供、敷设、成端及连通等。

图1 低压配电系统与屏蔽门系统的接口

图2 屏蔽门系统与综合监控的接口

（2）打破专业间的壁垒。在讲解城市轨道交通机电技术的课程时，可以融入专业其他课程的知识。《城市轨道交通供配电技术》为例，可以融入城市轨道交通供电技术、运营管理、通信与信号技术等相关专业的知识。由于城市轨道之间的专业间的课程也存在接口，屏蔽门系统与信号专业的接口如图3，屏蔽门系统与信号专业的接口位于屏蔽门系统设备控制室的PSC机柜的终端，屏蔽门系统提供屏蔽门系统内部与本接口有关的接口电路，信号系统提供信号系统至屏蔽门系统间的连接电缆。屏蔽门系统与工程专业的接口位于走行轨，屏蔽门系统负责专用电缆和专用螺栓，工程专业审核连接要求并配合进行轨道打孔作业。

图3 屏蔽门系统与信号专业的接口

在讲解电力系统的分析这一知识点时，可以借助电力系统五大环节讲解城市轨道交通供电技术专业课程《城市轨道交通牵引供电》中的相关知识点，讲解电力系统的组成、电能质量，中性点的运行方式，城市轨道牵引变电所等知识点；在讲解供配电技术的时候，加入接地与等电位联结、电击防护、雷电有关知识、建筑物的雷电防护、供电系统的雷电过电压保护等施工知识；在讲解配电设备的应用时，可以把照明设备、自动售票机等设备时，可以融入城市轨道交通运营管理《城市轨道交通应急处理》这一课程，使得机电技术专业的学生了解在配电设备损坏不能工作时，运营管理是如何紧急处理的，针对这样的紧急处理，机电技术专业的学生可以配合运营管理进行设备的紧急维修。通过这些跨专业知识的讲解，打破城市轨道交通各专业间的壁垒，将其他专业的知识巧妙地融入机电专业的核心课，开拓了学生的视野，丰富了学生的知识，提高了学生的学习兴趣，拓展了学生的专业能力。

（3）需要专业课老师对本专业以及相邻专业的知识都比较熟悉，讲到交叉知识点时才能游刃有余，衔接自然，且学校的实训室是以专业划分的，在实操训练时，会涉及到不同的实训室的实训设备，需要实训老师对各个实训室的设备都比较熟悉。

4 结语

本项目所述三位一体综合教学法将帮助学生提高学习兴趣，具备对城市轨道交通的专业认知能力，对城市轨道交通有更深、更宽、更高度的认识，加深学生对城市轨道专业的认同感，加强学生走上工作岗位的决心与信心，培养学生在校具备一专多才的能力，在工作上具备一岗多能的能力；培养学生在工作后的岗位责任心与继续学习的能力；帮助教师提高上课效率与上课质量。