中国高速铁路通信信号培训系统浅析

刘晔

摘 要：中国高速铁路的快速发展，在大专院校需要培养通信信号的专业性人才，本文对高速铁路通信信号培训系统进行浅析，适用于大专院校建设实验室所需。

关键词：高铁 通信信号 培训

概述

高速铁路通信信号培训系统（简称“培训系统”）以“教、学、练、考”为主线，依据“实用性、先进性、经济性”的原则，综合各类信息技术，按照真实的工作场景、真实的设备界面、真实的作业流程构建高铁信号实训基地。

培训系统既能提供C3、C2系统的半实物仿真运行环境，还能以三维漫游的方式展示信号楼、车站、线路、动车组列车中信号设备的外观布局、系统结构、运行状态、故障检修操作等，真正实现“学、练、考”三大功能，满足学员对信号系统工作原理、操作、检修、故障处理等技能实训的要求。

系统结构

培训系统按照控制和管理的区别，分为半实物仿真运行层和培训管理层两层。

半实物仿真运行层

半实物仿真运行层是培训系统的控制层，包含了信号设备实物、仿真模型库、实物接口平台和人机界面四个部分，提供了信号设备实物与仿真平台交互的接口，实现信号设备实物和仿真模型能够按照设计的线路环境和培训场景协同运行，有效支撑CTCS-2/3级虚实结合半实物半仿真运行。

信号设备实物

实训室的信号设备实物包括车站联锁设备实训区的轨道电路、道岔转辙机、信号机、计算机联锁。信号设备实物之间依照现场接口及连线进行连接并交互信息。

仿真模型库

仿真模型库既包含了信号设备的仿真模型，如轨旁设备仿真模型（轨道电路模型、应答器模型、信号机模型、道岔模型等）、室内设备模型（联锁模型、TCC模型、RBC模型、TSRs模型等）、ATP仿真模型（C3 ATP模型、DMI模型）;也包含了地理线路模型、列车模型（模拟驾驶台、BTM模型）等仿真运行支撑模型。

实物接口平台

实物接口平台包括联锁接口平台，将仿真平台内部的各类信息按照信号设备实物的接口标准，转换为特定的数字信号输入或模拟信号输入，同时将信号设备实物的数字信号输出或模拟信号输出按照接口标准，转换为仿真平台内部的各类仿真信息，使得仿真世界和实物世界之间能够进行信息交互。

人机界面

人机界面为学员提供了学习、实训、操作的接口，既包含了信号设备实物所提供的人机接口，如联锁控显界面等，也包含了仿真线路图、模拟驾驶台界面、仿真车站控显、仿真DMI、仿真车务终端界面、仿真中心调度终端界面等仿真人机界面，并且仿真人机界面也完全符合信号设备实物的人机接口规范，与实物人机接口一致。

培训管理层

培训管理层由培训系统的管理系统组成，包括仿真调度系统、教学系统、考试系统、培训管理综合信息平台四大部分。

仿真調度系统

仿真调度系统通过系统监控网络与仿真运行层的仿真模型、底层支撑平台等接口，一方面获取仿真运行层的运行状态信息，实现对仿真运行状态的监测，另一方面将故障注入或控制指令下达至仿真运行层，实现对仿真过程的控制。

教学系统

教学系统由CTCS-2级/CTCS-3级列控系统、车务系统的系统原理、操作流程、各信号设备原理、组成、检修与故障作业等课件组成，支持教师对课件进行组织、修改等管理操作。

考试系统

考试系统可以由教师自定义考题，也可以自动生成试卷，支持学员进行分布式的模拟练习或考试考核。

培训管理综合信息平台

培训管理综合信息平台对高铁信号系统、车务系统培训案例库进行管理，同时保存学员的培训过程信息。

培训案例库由正常运营场景、典型故障场景和自定义场景组成，教师可以通过培训管理综合信息平台对案例进行增、删、改等操作。

系统功能

电务仿真培训功能

培训系统能实现CTCS-2/3级列控系统仿真运行的完整功能，既能同时接入高速铁路真实信号设备，又能同时与仿真模型进行实时协同仿真运行。

培训系统能够对列控系统典型故障场景进行讲解与演示。

培训系统能支持至少包含10个站及相应区间的高速铁路大长线路的半实物仿真运行。

车务仿真培训功能

培训系统能实现对行调员、值班员的仿真培训。

培训系统能通过CTC/TDCS站机/中心机仿真模型与其它仿真支撑模型、实物设备的协同运行完成培训，满足学员对行调员、值班员工作流程、设备操作等技能实训的要求。

培训系统能够提供与实际逻辑完全一致的CTC/TDCS站机仿真模型、CTC/TDCS中心机仿真模型。

教学考试功能

培训系统既能提供集中式的课件教学功能，也能提供分布式的练习与考试功能。

培训系统能通过课件教学与练习考试完成CTCS-2/3级列控规范中基本功能的培训，满足学员对信号系统工作原理、操作、检修、故障处理等技能实训的要求。

培训系统的“学、练、考”界面能在教师终端、学员终端中显示，并能投影至大屏系统。

思考

围绕主业创新。本产品并非脱离企业主营业务的虚幻的市场需求，而是紧密贴合主业，但又属主业之外的迫切的市场需求。因此借助于企业主业打下的研发和市场基础，项目的需求和市场定位非常明确，便于快速组织研发攻关。

以集群方式转化。本产品从研发到推向市场的快速转换，得益于与主营业务产品一同采取集群方式成果转换。

向上下游市场拓展。本产品应用领域为大专院校通信信号相关专业和铁总铁路局公司，这两个应用领域的培训对象可以认为是我公司的上下游市场。由我公司提供的培训系统，将再次打响产品知名度，并无形地推广公司品牌，进而提高市场占有率，把握市场导向主动权。