城市轨道交通ATC仿真实验教学创新

李永菲

江苏省无锡汽车工程中等专业学校，江苏　无锡　214153



城市轨道交通ATC仿真实验教学创新

李永菲

江苏省无锡汽车工程中等专业学校，江苏无锡214153

摘要：目前大力发展交通运输行业已经成为我国的首要任务而发展新的行业就需要新的人才，由于行业特殊，实际可供新生人才培训的地点寥寥无几，于是便有了城市轨道交通ATC仿真实验教学。城市轨道交通列车运行自动控制系统(ATC)仿真系统的设计方案阐述了ATC仿真软件的功能设计、结构设计和模块设计，结合交通运营管理理论知识与城市轨道交通运营管理实验，模拟多种运营模式，并进行运营故障的模拟仿真。

关键词：轨道交通；ATC；仿真教学；创新

世界各国的地面交通正面临着前所未有的挑战，大力发展城市轨道交通已经成为国际上发达国家和地区解决城市交通问题的有效措施。轨道交通具有运输量大、运输安全、运行高速、运行准时、乘坐舒适、节能环保等特点。目前我国城市轨道交通类型主要包括地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等。如何保证运输服务的连续稳定性，是一条城市轨道交通线的首要目标。在出现问题时如何使系统具备自动辅助调度员恢复运行，在减轻调度员工作强度，提高城市轨道调度指挥系统的自动化水平有着重要意义。

一、ATC仿真实验教学的必要性

随着科学技术的进步，仿真技术的应用范围得到了迅速扩大，改变了传统的教学模式。传统教学使用仪器、材料、内容大部分都是理想化，学生接触的仪器、实验手法、过程都是与实际有一定的差别，但在ATC仿真试验中，实验环境更接近社会现实，缩短了学生进入社会后的适应期。ATC仿真实验实现了实验室的开放，扩大了实验者的范围，给学生更多的实验机会。在ATC仿真这个全新的虚拟实验环境中，学生可以进行障碍性实验而且不必担心安全问题，可以尽自己的意向完成实验，在仿真实验中接受了新知识、新技术挣脱束缚，产生创新。

二、ATC仿真实验系统结构以及功能

ATC系统包括三个子系统：

(一)列车自动防护(ATP)

ATP是保障列车行驶过程中不出现意外的安全系统，对列车的行驶速度进行测量和保护，当列车超速时该系统开始工作，使列车自动自制，将列车速度降低到规定速度。ATP把收集到的来自计算机的联锁系统、操作层上的信息、线路信息等等传递到车载系统上，来保证地铁交通中列车速度的监督与防护。

(二)列车自动运行(ATO)

ATO是以列车自动防护为基础实现自动驾驶的子系统。完成列车站间的自动驾驶、驾驶速度自动调节、自动折返车站、定点停车和自动开关车门，并且在行驶过程中可以接受控制中兴的命令调整，实现列车自动化运行。使用ATO系统降低了列车司机的劳动强度，避免疲劳驾驶，使列车运行规范化，减少人为影响。

(三)列车自动监控(ATS)

列车自动监控ATS子系统是整个列车交通运营的核心，也是列车自动控制系统中的核心子系统。ATS系统在ATP、ATP系统支持下，对列车运行的监督和控制，对列车和信号设备实施监控和管理，为行车调度人员显示所有的列车行驶状态。主要功能为：运行图的管控、进路的控制、列车行驶情况等。ATS子系统通过分析内部结构和相关参数，自动实时显示列车轨道路线、轨道占用的情况以及列车行驶状态和行驶运营中的信息。ATS子系统通过车站调度中心显示屏将以上信息发送给车站调度员，使调度员方便快捷的了解到列车运营的相关信息，实时的进行有效合理的运行管理。[1]

三、ATS系统仿真分析

(一)列车监视和追踪功能

ATS系统通过列车的车次号，从列车出发站台直到终点站对列车进行全程跟踪，系统通过车次号来向调度员反映列车行驶中的问题，让调度员做好防范准备。

(二)列车运行时刻表处理

ATS系统将接收时刻表系统和外部系统提供的数据，时刻表编辑员将按照ATS系统反馈的数据根据实际情况来编辑不同的运作方案储存在数据库内，然后由系统自动生成运行时刻表。

(三)自动进路排列

ATS系统将发送命令，检查列车道路是否空闲、道岔是否搬至到位、信号机是否开放集中控制，列车自动监控系统将根据列车进入出发道路后开放进路，包括终点站的折返。

(四)列车运行图调整

ATS系统会在列车偏离运行图时自动调节列车运行，包括车站停车时间，改变计划时间表，更改进路设置等等。

(五)旅客向导功能

ATS系统通过列车追踪、调整、根据列车运作图所提供的所有数据汇总分析，向旅客发送向导信息，如列车到达的目的地，时间等等。

(六)事件和警报功能

ATS系统日常储存列车行驶过程中发生的时间，报警并对发生故障的地点与时间进行记录，最后根据调度员所需要求回放。

(七)仿真和培训功能

ATS仿真模拟系统可以完整的测试列车的追踪功能和运行监控。通过在数据库储存的数据，利用仿真手段离线模拟列车在线运行，除了现场没有控制命令信息交换外，能够实现在线控制中的所有模拟。

四、ATC仿真教学实验的创新

近年来，开放式实验教学一直处于模式探索的阶段，ATC仿真实验就是为此设置的创新实验方法。结合学生学习的专业理论知识，以最真实的情境来模拟真实城市轨道交通运营调度的实例情境，使学生独立思考，从而获得相应的知识和能力。作为新时代接触交通运输行业的大学生，更要具备创新能力与敢于创新的精神。将理论、培训、设计、实习等教学环节融为一体的ATC仿真实验教学，为学生们提供了校内模拟真实城市轨道交通运营的辩解，在实践中提高学生理论知识，并将学习到的理论知识与城轨运营实际紧密结合，通过ATC仿真教学融合教学理论、课程实验、创新实验、模拟现场等提高自身能力，从而培养大批的优秀人才，实现城轨交通运营以及行业的全面、协调、可持续发展。

五、结束语

国内城轨运营的快速发展使信号控制系统的国产化迫在眉睫，确保列车行驶安全的前提下提高运输效率永远是城市轨道交通的重要目标，作为整个信号系统控制的最上层，ATC系统将从根本提高调度指挥系统对运营状况的实时掌握和应变能力。ATC仿真实验教学系统可以帮助研发人员进行功能实现及优化测试，培养学生的自主创新意能力和敢于创新的意识，提高学生的综合素养，这是组成现代教育的重要部分，也是大学教学改革的发展走向和必然要求。

[参考文献]

[1]李晓艳.地铁ATC系统ATS子系统的仿真研究[D].电子与通讯工程，2013(8).

中图分类号：G642.4；U239.5-4

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)03-0226-01