轨道交通信号与控制专业课程体系研究

郭秀清， 陈邦兴， 王绍银

(同济大学 浙江学院， 浙江 嘉兴 304150)

轨道交通信号与控制专业课程体系研究

郭秀清， 陈邦兴， 王绍银

(同济大学 浙江学院， 浙江 嘉兴 304150)

本文提出了轨道交通信号与控制专业“一体两翼”新的课程体系结构，从专业课程、课内实验、认知实习、课程设计、专业实习和毕业设计五个教学环节进行了深入探讨。最后，通过笔者所在学校的实际情况证明了新课程体系应用效果良好。

高速铁路;城市轨道交通;一体两翼

0 引言

我国轨道交通(含普速铁路、高速铁路、城市轨道交通、磁浮交通及城市有轨交通等)的建设和发展在取得令世人瞩目成就的同时，也对区域经济、国内经济和城市竞争力的发展发挥着十分重要的纽带和推动作用。与此相比，我国的轨道交通人才规模不足、结构层次不合理、人才培养滞后等问题日益突显，不能满足轨道交通规划、设计研发、建设、运营和管理等多方面对人才规模、结构和质量的要求。鉴于此，本文结合笔者多年来从事轨道交通信号领域教学和科研的经历，就轨道交通信号与控制专业人才培养中的课程体系作一探讨，重点放在优化轨道交通信号与控制专业课程体系，用新理论、新知识和新技术更新教学内容，以求培养合格的、适应新需求的轨道交通信号人才。

传统的轨道交通信号与控制专业(以下简称信号专业)招生院校有三所:北方交通大学(现名为北京交通大学)、上海铁道大学(2000年与同济大学合并)和兰州交通大学(原铁道部部属的京院、上院和兰院)。随着轨道交通的发展，信号人才缺口越来越大。2012年，教育部对本科专业进行了调整，轨道交通信号与控制专业成为自动化类(专业代码：0808)下的特设专业(专业代码：080802T)。一些教育部直属高校和地方高校积极开展轨道交通信号与控制专业的建设工作，以应对轨道交通快速发展的需求，目前已经招生的院校达二十几所。如西南交通大学、苏州大学、上海工程技术大学和石家庄铁道大学等。

信号专业所属院校的层次不同，招生规模和生源也有差异。有传统老牌原铁道部部属院校，如北京交通大学和兰州交通大学；有传统院校新增信号专业，如西南交通大学和石家庄铁道大学；有独立学院新设信号专业，如同济大学浙江学院等。生源分布于一本、二本和三本各层次。同时，随着轨道交通的大力发展，信号控制技术的发展也是日新月异，出现了很多新的基础设备、系统和技术，传统的信号专业核心课程(包括实践教学)体系结构及内容显得陈旧，不能很好地适应现实的需要。鉴于以上两点，本文针对培养课程体系结构进行探讨，具有很强的现实意义。

1 信号专业课程体系结构

正如上述，信号专业属自动化类下的特设专业，其专业课杂，存在着知识点多、课时少的矛盾；存在着不同课程知识点冗余问题；存在着课程内容陈旧，不能覆盖信号新设备、新系统和新技术等问题。传统信号专业的课程体系结构如图1所示[1-6]。

图1 传统信号专业课程体系

图1中的3、4两层专业类和基础类课程和信号专业所属的自动化大类平台上的课程相同，故不作赘述。目前，高校教育普遍存在着专业愈来愈工具化和泛化的问题，围绕专业核心课程的建设改革信号专业课程体系迫在眉睫。下面针对图1的上面两层进行深入探讨。

1.1信号专业的专业方向类课程

依据当前轨道交通的现状及未来发展趋势，明确专业方向，以此改造传统的课程体系，形成以“普速铁路信号”方向为专业主体，增设高速铁路信号和城市轨道交通信号两个方向的“一体两翼”课程体系。

普速铁路信号专业即传统的铁道信号专业，主干专业课程有：“车站信号控制”、“区间信号控制”、“驼峰信号控制”和“铁路信号远程控制”等；

针对高速铁路信号应用的新设备、新系统和新技术，开设“列车运行控制技术”、“GSM-R技术及应用”、“铁路信号电磁兼容技术”和“CTC”等课程；

城市轨道交通在轨道交通中所占比例越来越大，基于它的应用规模和发展规划，特设了城市轨道交通信号方向。其课程设置除了和高速铁路方向的前两门相同的以外，鉴于城市轨道交通具有低速、高密特性，增设了“城市轨道交通信号系统”、“城市轨道交通综合监控及系统集成”等课程。

在“一体两翼”课程体系(如图2所示)中，普速铁路信号对应的课程属于信号专业必修课程，面向该专业全体学生，在此基础上，学生依自己情况再选择高速铁路信号或城市轨道交通信号中的一个方向作为选修课程。

图2 “一体两翼”课程体系

1.2信号专业的实践类课程

对于本科生而言，注重理论学习，夯实理论基础固然重要，但在学习理论知识的基础上，提高学生工程实践能力和工程创新能力也是必不可少的。

就信号专业的学生而言，工程实践能力包括认知能力、设计能力和实施能力。

(1)认知能力是指熟悉轨道交通运输生产流程和运营规则，熟悉轨道交通信号设备和系统，熟悉信号设备和系统的操作。其对应的实践教学环节有课内实验(轨道交通信号基础设备及原理、车站信号自动控制、区间信号自动控制等课程)和专业认知实习(暑期实践周，为期1周)。

(2)设计能力是指掌握信号设计原则、设计规范、设计范畴以及掌握相关的概算方法，如信号点电缆长度计算等。其对应的实践教学环节有课程设计(“车站信号自动控制”、“区间信号自动控制”和“驼峰信号自动控制”三门课程，安排在暑期实践周，分别为期1周)。

(3)实施能力是指掌握正确联接、调试和测试设备或系统的能力。其对应的实践教学环节是专业实习(如根据故障现象进行故障定位和故障恢复，轨道电路调整等)和毕业设计(如信号设备组装、继电器电路配线、设计和配线信号机点灯电路、道岔控制和表示电路等)。

2 信号专业新、旧课程体系对比

2.1旧课程体系

信号专业旧的课程体系即传统的铁道信号专业课程体系是基于国铁的普速铁路，也就是前文所提出的新课程体系“一体两翼”中的一体。现实情况是普速铁路、高速铁路和城市轨道交通并存，目前实际应用的信号系统和技术远远先进于旧体系中课程教材内容，旧教材的局限性显而易见，如提速道岔、安全型动态继电器、TCC(Train Control Center)、RBC(Radio Block Center)，以及系统间信息交互和结合电路等在旧教材中都没有涉及。显然，旧课程体系远不能适应轨道交通的发展现状和未来趋势，不能满足社会对轨道交通信号人才的需求，可以说无法担负起培养合格信号工程师的责任。

2.2新课程体系

针对旧体系的局限性，本文提出了信号专业“一体两翼”新的课程体系结构，同时对实践教学类课程进行了改革和创新。新、旧课程体系对比如文未表1所示。

表1从课程知识点和上课方式、课内实验、认知实习、课程设计、专业实习和毕业设计六个方面进行了对比。

3 实施成果

我校2013年开始首届轨道交通信号与控制专业招生，今年将输送第一届该专业毕业生。在整个培养周期内，坚持“专业理论+工程实践+创新能力”这一培养模式，旨在把这些学生培养成专业理论基础扎实、动手能力强、能吃苦耐劳且富有创新精神的信号工程师。事实证明，这些学生获得成果显著，社会声誉良好，学生家长满意度高。仅上海铁路局、杭州地铁和杭港地铁三家企业就录用本校毕业生超一半。同时，近年来我校信号专业招生的生源越来越好，基本都是第一志愿报考，且录取分数高出当地同档分数线很多。

表1 新旧课程体系对比

(郭秀清等文)

4 结语

本文阐述了我校自动化类下的特设专业-轨道交通信号与控制专业为契合当前轨道交通的应用和未来发展需求，提出了以“普速铁路”为专业主体，增设“高速铁路”、“城市轨道交通”两个方向的“一体两翼”专业课程体系结构。具体实现方法是通过在旧课程体系中增加新知识点或开设新课程，以及改进、创新实践教学课程等完成的。我们认为本文介绍的新课程体系内容具有普适性，各校可以依据学校(985、211和普通院校)差异、生源(一本和二本等)差异和学生去向差异(出国、国内读研和工作)来选择新课程体系中的不同模块并有所侧重，这样能够达到因材施教、按需培养的目的。

[1] 何文卿.6502电气集中电路[M].北京：中国铁道出版社，1982.

[2] 赵志熙.车站信号控制系统[M].北京：中国铁道出版社，1994.

[3] 赵志熙.计算机联锁系统技术[M].北京：中国铁道出版社，1999.

[4] 王瑞峰.铁路信号运营基础[M].北京：中国铁道出版社，2015.

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[7] 唐涛.列车运行控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2012.

[8] 杨世武.铁路信号电磁兼容技术[M].北京：中国铁道出版社，2010.

ResearchonCurricularStructureforRailTrafficSignalandControl

GUOXiu-qing,CHENBang-xing,WANGShao-yin

(ZhejiangSchoolTongjiUniversity,Jiaxing304150,China)

This paper provides a new course system with name One Body Two Wings, five aspects including major courses, experiment, cognition practice, course design, professional practice and graduation design are discussed. The application results proved that the new course system is good.

high speed railway; urban rail transit; one body two wings

2017-04-12;

2017-07-20

同济大学浙江学院教改项目[(2016)0116031]

郭秀清(1965 )，女，博士，教授。主要从事轨道交通信号与控制关键技术的教学和研究,E-mail: gxq@tongji.edu.cn

G642.0；U284

A

1008-0686(2017)05-0039-04