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[摘要]計算機聯(lián)鎖主要是將電器集中的聯(lián)鎖運算核心繼電器用微型機算計的軟硬件和其他一些電子、繼電器件替代，具有故障導向安全性能的實時控制系統(tǒng)。其安全可靠、處理速度快，與繼電器集中聯(lián)鎖相比具有十分明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。對于電務(wù)信號維修人員來說，維修的對象不再是繼電器，而換成了集成度較高的板卡、元器件等組成的物體，相較與繼電聯(lián)鎖來說維修起來更為抽象，無從下手。目前，國內(nèi)對于計算機聯(lián)鎖的學習和培訓來說，缺乏一套對計算機聯(lián)鎖深層次、全方位學習的綜合實訓系統(tǒng)，因此急需彌補充實。研究開發(fā)計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)主要集中以真實計算機聯(lián)鎖為基礎(chǔ)研究對象，從計算機聯(lián)鎖的基礎(chǔ)知識學習、基礎(chǔ)架構(gòu)、聯(lián)鎖原理、聯(lián)鎖業(yè)務(wù)操作及聯(lián)鎖的業(yè)務(wù)邏輯等方面出發(fā)，能使學員從不同層次學習和了解計算機聯(lián)鎖。

[關(guān)鍵詞]計算機聯(lián)鎖；實訓系統(tǒng)；繼電器

1研究意義

計算機聯(lián)鎖是保證車站內(nèi)列車和調(diào)車的作業(yè)安全，提高車站通過能力的一種信號設(shè)備，隨著鐵路的不斷發(fā)展及客運和高鐵專線的建設(shè)，車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)得到了空前的發(fā)展，而以計算機聯(lián)鎖設(shè)備為基礎(chǔ)的綜合信號實訓系統(tǒng)也成為當前鐵路信號運用發(fā)展的主流，了解和學習計算聯(lián)鎖技術(shù)也變得尤為緊迫和重要。然而計算機聯(lián)鎖的不斷發(fā)展，帶來的是設(shè)備和技術(shù)的更新?lián)Q代，計算機聯(lián)鎖培訓的壓力逐漸增大，對于新技術(shù)的及時學習和掌握成了現(xiàn)在培訓需要迫切解決的問題，然而傳統(tǒng)單機版計算機聯(lián)鎖仿真系統(tǒng)只能模擬站場且站場改建后無法對仿真系統(tǒng)及時修改，影響培訓效果。于是，對于計算機聯(lián)鎖仿真培訓，需要一種可多人參與培訓，又能對站場進行仿真，同時還能反映現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，并需要隨著站場改建的同時可做出相應(yīng)修改，部署和實施成本較低的仿真系統(tǒng)。對于專業(yè)院校而言，為國家鐵路培養(yǎng)適時性人才，是我們的職責所在。研究開發(fā)計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)，一方面可以解決學校對于計算機聯(lián)鎖的教學困難，針對不同層次的學生，選擇合適的人才培養(yǎng)模式、教學方法以及掌握程度要求；可以通過綜合實訓進一步加強，深化和拓展學生的理論知識與專業(yè)技能的結(jié)合。另一方面有助于師資隊伍建設(shè)，老師也可以通過對計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)的研究和開發(fā)更進一步地對計算機聯(lián)鎖相關(guān)業(yè)務(wù)進行掌握；可以減少學生對老師的依賴程度，鍛煉學生自我學習，自主思考的意思，在思考中創(chuàng)新。

2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1國外研究現(xiàn)狀

國外對于計算機仿真培訓系統(tǒng)采用了很多的技術(shù)手段來實現(xiàn)，因涉及很多學科，所以起步較早。發(fā)達國在20世紀80年代就提出了相關(guān)的概念，并在10年內(nèi)快速發(fā)展并取得良好的實用。如：英國鐵路部門采用了計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機模擬器、信號模擬器等技術(shù)手段進行搭建系統(tǒng)，使用于模擬和培訓；美國主要采用計算機仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等組成實訓系統(tǒng)。日本采用力學仿真及數(shù)據(jù)運算的同時還使用多媒體閉路電視進行直觀培訓。

2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對計算機聯(lián)鎖仿真培訓系統(tǒng)也有很多的研究，根據(jù)培訓內(nèi)容和要求選擇不同的仿真培訓系統(tǒng)，計算機聯(lián)鎖仿真培訓系統(tǒng)主要分為下面三種培訓方式：

2.2.1純實物仿真培訓方式中國鐵道科學研究院集團有限公司通信信號研究所于2007年提出的鐵路行車調(diào)度指揮系統(tǒng)就是一種純實物的聯(lián)鎖仿真培訓系統(tǒng)，該系統(tǒng)由全真的現(xiàn)場使用的信號設(shè)備組建而成，并且使用模擬的火車去仿真現(xiàn)場的車輛的運行過程。系統(tǒng)可以模擬接發(fā)列車作業(yè)、道岔操作、信號開放、區(qū)段車輛占用。完整的實物仿真系統(tǒng)可以真實反映現(xiàn)場信號設(shè)備運行的過程和原理，對于現(xiàn)場的培訓獲得很好的效果，使培訓人員對操作過程和操作要求更清晰，培訓效果良好，但是純實物的仿真系統(tǒng)有成本高、占用空間大、工位數(shù)量少，和模擬的車輛匹配不完全等缺點，不適合教學投入以及現(xiàn)場值班人員的學習，更不方便對于系統(tǒng)的推廣。

2.2.2沙盤模擬仿真系統(tǒng)北京交通大學軌道交通信號與控制實驗室開發(fā)了JT-JDS型計算機聯(lián)鎖沙盤模擬仿真系統(tǒng)；沙盤模擬仿真主要以計算機聯(lián)鎖、接口單元、采集驅(qū)動單元和軌道沙盤為主，配合驅(qū)動程序組建而成。計算機聯(lián)鎖通過接口單元控制沙盤上模擬的信號機、道岔和軌道電路的狀態(tài)，并采集實時位置，利用模擬火車，在沙盤上完成車輛的接發(fā)車。這種培訓方式較好地模擬了現(xiàn)場的設(shè)備狀況和運行過程，相對于全真的實物模擬來說，培訓成本大大降低，培訓的周期可以有效縮短。雖然沒有實物仿真的現(xiàn)場體驗度好，但是對于設(shè)備維護有很好的指導作用，對于現(xiàn)場的培訓人員來說能直觀反映列車運行和進路的控制過程，也使得培訓內(nèi)容更直觀，處理及操作過程更明確。

2.2.3純軟件的仿真系統(tǒng)北京交通大學研制的JT-JCR型計算機聯(lián)鎖(車務(wù))是一套以純軟件方式控制的計算機聯(lián)鎖仿真培訓系統(tǒng)，系統(tǒng)主要采用教師機+學員機的方式構(gòu)建，學員機和教師機之間通過以太網(wǎng)進行通信。對車務(wù)人員的日常作業(yè)和操作流程進行培訓和考核。提前編制好工作指令，通過教師機給學員機設(shè)置車務(wù)人員常見的設(shè)備故障，然后教師可以查看學員的處理步驟和結(jié)果，并結(jié)合處理情況，計算機直接給出相應(yīng)的考核分值。在日常練習過程中可以設(shè)置提示功能，對學員操作中的錯誤步驟進行提醒及糾偏。教師機可隨機設(shè)置故障到學員機上，保證每個學員的故障內(nèi)容不同，考核標準一致。一臺教師機可以控制多臺學員機，教師機和學員機都安裝計算機聯(lián)鎖仿真軟件。大大降低了系統(tǒng)的建設(shè)成本，實訓工位也可以根據(jù)需求建設(shè)，更靈活，也更適用于教學和現(xiàn)場培訓。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)立足于真實的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，突出了貼合現(xiàn)場真實環(huán)境的特色，根據(jù)實際的培訓需求為研究方向，通過對現(xiàn)場及專業(yè)學校需求的調(diào)查，對計算機聯(lián)鎖內(nèi)部深層知識的學習研究，可以培養(yǎng)學生對計算機聯(lián)鎖的操作能力及理論學習能力，解決教學中理論不能有效聯(lián)系實際的現(xiàn)象，還可以為教研中研究工作提供平臺，適用對象廣泛，可使用于專業(yè)院校、非專業(yè)院校及現(xiàn)場的各鐵路局。

3推廣應(yīng)用價值

計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)能夠緩解教師對抽象的計算機聯(lián)鎖教學無從下手、無法備課、無法對元器件進行分解授課等現(xiàn)象。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)能夠緩解學生對計算機聯(lián)鎖聽不懂，看不見、摸不著而產(chǎn)生的厭學、抄襲等現(xiàn)象。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)能夠緩解教師出試卷、發(fā)試卷、改試卷的工作量，通過建立考試題庫，然后由老師隨機進行抽提，學生隨機考試的形式，將教師從繁重的教學任務(wù)中解脫出來。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)能夠幫助學生深入學習計算機聯(lián)鎖，除了外觀的觀測，還可以對計算機聯(lián)鎖的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、內(nèi)在架構(gòu)等加深學習和研究，為學生從學習到研究提供平臺，也有效地提高教學質(zhì)量。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)整體無論從板卡面板指示燈、板卡接口、聯(lián)鎖業(yè)務(wù)等構(gòu)建均貼合現(xiàn)場環(huán)境，符合現(xiàn)場實訓要求，不但使學員學有所用，還可以為學校開展科研攻關(guān)，為現(xiàn)場模擬故障現(xiàn)象，解決安全生產(chǎn)實際問題，提供有效的支撐。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)的搭建，還可以為現(xiàn)場的維修、維護工作提供技術(shù)數(shù)據(jù)，為故障模擬、故障處理、設(shè)備正常維護、日常檢修提供試驗平臺，使設(shè)備由“狀態(tài)修”向“故障修”過渡。

4國內(nèi)外同類研究存在的問題及其應(yīng)用前景

在飛速發(fā)展的鐵路背景下，鐵路計算機聯(lián)鎖技術(shù)日益成熟，上道設(shè)備的成熟廠家設(shè)計的計算機聯(lián)鎖大有不同，各個型號之間大同小異，接口協(xié)議不統(tǒng)一，各型號設(shè)備需要區(qū)分使用，計算機聯(lián)鎖實訓系統(tǒng)按照一種型號的模式來學習，此問題尚待解決。計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)以真實計算機聯(lián)鎖為基礎(chǔ)結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境而產(chǎn)生，其不僅可以進行聯(lián)鎖基礎(chǔ)知識的學習，而且可以實現(xiàn)聯(lián)鎖流程學習、聯(lián)鎖邏輯學習及聯(lián)鎖表手動配置等功能。是一套適用于多人學習模式，集教學，練習、考核為一體的綜合實訓系統(tǒng)。會給使用者帶來全新的體驗，有著廣泛的推廣應(yīng)用前景。

5結(jié)語

本系統(tǒng)通過分析計算機聯(lián)鎖綜合實訓系統(tǒng)的功能需求，構(gòu)建一套基于教學沙盤、教學控制機、實訓機和服務(wù)器的教學系統(tǒng)硬件架構(gòu)，能夠很好地解決計算機聯(lián)鎖課程現(xiàn)階段的教學矛盾，對于現(xiàn)場的計算機聯(lián)鎖設(shè)備存在的不便于觀測、學習和試驗的現(xiàn)狀有很大改觀，有效解決學生在學習過程中的操作、試驗不便捷，為老師的考核評定搭建平臺，還可以為現(xiàn)場的故障處理、模擬故障現(xiàn)象提供有力的支撐和依據(jù)，在保證教學要求的同時，給現(xiàn)場試驗、維護、培訓帶來便捷，為計算機聯(lián)鎖設(shè)備的現(xiàn)場維護提供科學手段，即滿足鐵路信號專業(yè)的實踐教學需要，改進現(xiàn)有的課堂集中講授或師傅傳幫帶的傳統(tǒng)方式，使學生通過模擬實踐演練快速掌握專業(yè)知識與技能，提高教學質(zhì)量和實際教學效果。

【參考文獻】

[1]程梁，徐洪澤，岳強.計算機聯(lián)鎖電務(wù)培訓系統(tǒng)研制[J].鐵道通信信號，2007(09).

[2]李勝.計算機聯(lián)鎖控制電路仿真系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2018(01).

[3]劉暢，郭海峰.城市軌道交通控制聯(lián)鎖實訓基地的方案設(shè)計[J].品牌(下半月)，2014(Z1).

作者：鞏芳 單位：南京鐵道職業(yè)技術(shù)學院