城市轨道交通CBTC信号控制
及运营管理仿真实训系统
一、技术方案
“城市轨道交通CBTC信号控制及运营管理仿真实训系统”是采用主流的城轨CBTC信号系统架构组成及技术路线开发的一套半实物、分布式仿真实训系统。系统包含“城市轨道交通沙盘平台系统”、“城市轨道交通信号原理结构系列设备”两个部分。主要用于城市轨道交通运营管理人员、信号操作和维修维修人员、司乘人员全面理解和掌握信号系统结构，了解控制中心设备、联锁设备、ATP/ATO车载及轨旁设备组成、原理和功能等方面的知识，并通过参与实训练习，掌握设备的安装、调试、维护、运行等应用技能。
该实训系统性能稳定，提供友好的用户接口，软件和硬件组成均采用模块化开发，具有接口和功能的可扩展性。系统可与实物展示沙盘和小车模拟系统连接，控制和模拟微缩城市轨道交通设备模拟线路运行情况，也可以实现虚拟或沙盘线路上的列车模拟驾驶、行车调度信号、指挥系统和调度系统的模拟训练。
系统以“对学生职业技能的培养和职业素质的养成”为基本思路进行产品设计，以“教、学、练、考”为主线，基于工作过程构建实训课程体系，按照真实的工作场景、真实的设备和界面、真实的作业流程构建实训场地，满足学生实训环境及工作环境全真模拟的要求。
根据用户的实训教室尺寸设计的实训室功能区域划分如下图所示。
实训室平面布置如下图所示。
系统与同类产品相比，主要优势在于：
1.以微缩城市轨道交通设备模拟线路运行情况，可以实现线路上列车行车调度信号、指挥系统和调度系统的模拟训练。
2.采用若干个实体站+N个虚拟仿真站的方式实现完整的线路模拟系统，投资量小，所需室内空间小，但可以通过虚实结合的方式模拟完整城市轨道交通线路。沙盘小车可在沙盘区域行驶，虚拟列车仿真器可模拟出十多列虚拟列车在虚拟线路全线行驶，并在大屏幕上实时显示。
3.系统按CBTC系统实际分布及应用等级划分为控制中心仿真设备、车站级轨旁仿真设备、车载仿真设备三部分，系统划分明细，各子系统间接口清晰，方便对各子系统的单独学习和研究，亦可实现整个大系统的联动实训。
4.可进行CBTC和点式后备模式下的城市轨道交通信号系统运营仿真实训，模拟信号系统故障降级模式下的系统运营；
5.能够模拟演示信号故障，演绎行车规则，训练行调和值班站长对事故处理的能力。
6.能够真实显示出列车运行图、列车闭塞、运行状况等；
7.列车运营沙盘的行车调度能反映城市轨道交通现场行车组织与相关设备之间的关联关系。通过编制调度指挥计划和下达控制系统指令，实现列车在模拟线路上运行，直观体现出各项行车组织作业与车站、线路、车辆等运输设备之间的关联关系，完成仿真实训系统制定的行车任务。
8.实训系统的载体是场站、行车、调度、信号等平台建设内容的集中体现，表现形式分为静态展示和动态演示两部分。静态展示形象地表示地形地貌、场景绿化、城市建筑、高架桥梁、山形隧道和河流水系等基础设施；动态演示是指根据行车调度系统下达的计划，通过转化为控制系统指令，完成列车在实训系统载体上的调度运行控制，从而达到动态演示的目的。
9.车站控制设备训练系统是城市轨道交通工程训练体系的重要组成部分，能帮助学生更直观、更感性的理解信号和行车调度的理论知识，加深调度和车辆之间协调的认识，同时利于学生在脑海中快速建立线路和车辆运行的立体图。
城市轨道交通CBTC信号控制及运营管理仿真实训系统结构如下图所示。
城市轨道交通CBTC信号控制及运营管理仿真实训系统按已开通运营的真实城轨CBTC设备实际分布及应用等级，将实训系统划分为“调度中心系统、车站级轨旁仿真系统、车载仿真系统、城轨沙盘实物展示系统”四个部分。各系统间功能划分明细、接口清晰，方便对各子系统的单独学习和研究，亦可实现整个大系统的联动实训。
调度中心系统包括：调度中心大屏幕、大屏接口工作站、中央ATS服务器、调度员工作站HMI、中央操作员工作站CLOW、培训模拟器、通信前置机FEP（用于隔离调度中心网络和车站级轨旁网络，与真实城市轨道交通信号系统网络结构相同）。
车站级轨旁系统包括：正线联锁设备仿真器、车辆段联锁设备仿真器、联锁室外设备仿真器、轨旁ATP设备仿真器、集中站/非集中站的多台本地操作员工作站LOW、车辆段联锁上位机。
车载仿真系统包括：车载ATP仿真器、车载ATO仿真器、列车模拟驾驶实训器。
调度中心调度员工作站HMI、操作员工作站CLOW与车站级现地工作站LOW之间有权限转换与控制功能，系统保证每个车站在同一时刻只有一个控制源拥有调度控制权，避免危及行车安全。中心和本地ATS设备可以向联锁设备发出接管、释放控制指令，由联锁检查权限转换条件，并在保证安全的前提下，执行ATS下发的权限转换指令。
中心调度员工作站HMI、操作员工作站CLOW和现地工作站LOW的执行命令都下发到集中站的正线联锁设备仿真器上，由其对轨道占用情况、道岔位置、信号机开放状态等室外设备状态（由沙盘或室外设备仿真器反馈）进行检查和操控，并反馈操控结果，如果联锁设备检查出现错误操作或无权限操作将还回错误提示信息。
控制中心仿真系统的大屏、调度员工作站HMI、现地工作站LOW、车载显示单元等均采用与主流的城市轨道交通信号控制系统相同的显示符号集定义。车辆段的信号系统采用与主流计算机联锁相同的操作界面，车辆段联锁与正线联锁仿真设备独立分开，与真实系结构统一致。调度中心的大屏接口工作站采用标准的多路VGA接口，可以非常方便的转接投影设备、LED、LCD或DLP等大屏矩阵显示设备。
1.1城市轨道交通沙盘平台系统
1.1.1概述
城轨实物沙盘展示平台系统由沙盘台体、轨道线路模型、信号设备模型、道岔及转辙机模型、车站模型、绿化装饰、车辆模型、无线控车通信模块以及信号设备与沙盘模型的接口组成。沙盘电子系统能满足24小时不间断运行，能够适应0~50℃及不高于95%相对湿度的环境。展示平台设计的4个城轨车站是以已经开通运营的真实城市轨道交通线路为原型，车站站型和线路条件参照真实情况进行按比例缩小仿真设计制作。为实现在有限台面上布置更长的正线线路，本方案设计的实物沙盘形状为L形。
沙盘信号设备可与正线/车辆段联锁仿真系统、室外设备仿真器系统相连接，联锁系统可以采集沙盘上的轨道占用/出清状态、道岔位置、信号机灯丝状态，沙盘转辙机和信号机均可由联锁系统驱动动作。
1.1.2组成及特点
城轨实物沙盘展示平台组成及特点如下。
1.1.2.1沙盘台体
实物沙盘台面采用高密度多层板制作。沙盘底座垂直方向和水平方向采用方形钢管焊接支撑，骨架结构稳定、受力均匀，保证使用中不发生变形、生锈和开裂。沙盘台面的高密度多层板表面采用彩色高级喷塑处理，周围采用钢质围裙，不锈钢围边，表面银拉丝处理，符合相应的国家标准。
沙盘可根据用户要求设置多个城市轨道交通车站，每一个车站配置一个站房和站台。站房、站台使用彩色亚克力板。精美逼真的山水装饰采用亚克力和ABS板。车站和上部建筑照明采用安全电压。
沙盘台面示例如下图所示。
1.1.2.2轨道线路模型
沙盘轨道线路采用仿真工字型轨道模型，表面经过防氧化处理,美观整洁、维护方便。轨道安放在沙盘台面的整体道床模型上，贴合平整，转弯曲线半径设置合理，确保列车稳定运行。
1.1.2.3信号设备模型
模型信号机按实物信号机比例缩小制作，采用LED发光光源，使用寿命达到3年以上，三个灯位每一路均可单独控制，也可以根据需要全部点亮。
城轨沙盘专用的三显示矮柱信号机模型如下图所示。
在沙盘上的实际安装效果如下图所示。
1.1.2.4 道岔及转辙机模型
道岔及转辙机选用可以集中控制或手动控制的比例缩小模型，转向线路平顺，模型尖轨密贴，能够保证模型列车运行的稳定，不脱轨。道岔模型还能模仿真实转辙机设备向联锁系统反馈定位、反位表示信息。
道岔及转辙机模型如下图所示。
1.1.2.5车站模型
车站模型均按真实轨道交通车站缩小比例制作。车站模型材料使用彩色亚克力板材，并在每座车站放置车站站名标识，确保站名清晰可见，车站照明采用安全电压。
城轨沙盘地下站如下图所示。
城轨沙盘高架站台如下图所示。
1.1.2.6 绿化装饰
仿真绿化的塑料绿色小树、绿色仿真草地、假山如下图所示。
1.1.2.7城轨车辆模型
城轨车辆模型仿照真实城轨车辆外形按比例缩小制作，含动车和拖车，车辆模型内部含有电池、车辆可接受远程无线控制，包括运行方向、速度级别、停车等。车辆模型可充电反复使用，也可直接更换电池连续使用。
城轨车辆模型示例如下图所示。
1.1.2.8无线控车设备
无线控车设备通过无线通信通道向模型礼车转发来自于模拟驾驶实训器的人工驾驶控车指令、车载ATP的紧急制动指令、车载ATO的自动驾驶指令，从而控制模型列车启动、加速、连续运行及站台停车。无线通信模块通过以太网接入车载仿真网络总线，可以根据沙盘的体积及轨道长度，灵活的改变通信模块数量，保障沙盘区域的无线信号覆盖，实现对模型小车的连续控制。
1.2城市轨道交通信号原理结构系列设备
1.2.1 OCC调度中心综合仿真实训系统
1.2.1.1概述
调度中心仿真系统采用与主流城市轨道交通信号系统OCC相同的人机界面和符号集显示方式，实训环境示例如下图所示。
1.2.1.2组成及特点
调度中心系统组成及特点如下。
1.2.1.2.1综合显示大屏
综合显示大屏采用高分辨率窄边大屏幕显示阵列墙、支架和分屏器组成，用于模拟显示线路上的所有列车、轨道区段、道岔、信号机、车站等的实时状态，显示的内容和符号定义与真实系统完全一致。
大屏显示内容的排列方式、视屏信号源可以随时在线修改，用户可以根据实际应用需要，调整每一块屏幕的显示内容。例如可将将综合监控、视屏监控等其他信号投入大屏内，与信号系统一同显示。拼接调试完成的调度实训中心综合显示大屏如下图所示。
1.2.1.2.2大屏接口工作站
大屏接口工作站采用专业级图形工作站设备，包含专业级多屏显卡、i7高端处理器，保证大屏显示流畅不卡顿。专业的大屏矩阵控制软件为用户提供了灵活的屏显内容配置接口。本项目使用的专业级多屏卡及显示工作站主机如下图所示。
1.2.1.2.3中央ATS服务器
中央ATS服务器用于模拟中央ATS系统处理服务器的列车车次号管理、列车自动监视和追踪处理、列车自动进路设置、列车自动调整、向各HMI提供列车状态等信息、历史数据（报警时间、系统日志、运行图、回放数据）记录、与ATS系统外部接口的数据处理等功能。项目选用的商业服务器外观如下图所示。
1.2.1.2.4调度员工作站HMI
调度员培训工作站HMI可以让学员实际操作ATS人机界面，实现站场和列车数据的显示，完成人工进路设置、部分或全部信号机自排全开/自排全关、追踪全开/追踪全关、单独操作或锁闭轨旁信号设备、车次号操作、控制权的交接、设置紧急停车、扣车、跳停指令、联锁相关的道岔单操、道岔单锁、关闭信号、重新开放信号、封锁（单个或全区）信号、区段封锁等功能。学员也可分析和处理工作站上出现的相关事件信息和故障报警信息。调度员工作站台面及HMI的界面如下图所示。
1.2.1.2.5中央操作员工作站CLOW
中央操作员工作站CLOW是放置在中央的本地操作员工作站，可模拟在中央ATS系统故障情况下在调度中心实现对正线联锁的指令下发、用户权限管理、控制权管理、轨旁设备状态显示等功能。CLOW的显示界面如下图所示。
1.2.1.2.6培训模拟器
培训模拟器可模拟一定数量的点式或CBTC列车线路运行，模拟运行相关故障设置，并能根据排列出的进路自动控制多列车自动驾驶，可模拟产生道岔失表、四开、信号机断丝等信号系统常见故障。培训模拟器界面如下图所示。
1.2.1.2.8通信接口服务器FEP
为了模拟真实城市轨道交通系统网络架构，系统采用通信接口服务器FEP设备将调度中心网络和车站级轨旁网络隔离开，FEP起着报文转发，通信打包解包、协议匹配等接口功能。
1.2.2 车站级轨旁仿真系统
1.2.2.1概述
车站级轨旁仿真系统设备是基于城市轨道交通主流ATC轨旁系统架构及设备研发的一套服务于用户培训的分布式仿真系统。该系统采用先进的分布式仿真技术，将地理位置上独立分布的不同软硬件设备有效整合，构建成一套实物与仿真模拟设备相结合的车站级轨旁ATC仿真系统。
1.2.2.2组成及特点
车站级轨旁仿真设备组成及特点如下。
1.2.2.2.1正线联锁设备仿真器
正线联锁设备仿真器可以模拟目前真实城市轨道交通线路正在使用的主流正线联锁系统，可实现正线列车进路设置和取消、信号机点灯、控制转辙机动作等相关联锁功能。具备与沙盘系统接口功能，保留与真实轨旁信号基础设备（如信号机、道岔等）接口的适配机制。
1.2.2.2.2车辆段联锁设备仿真器
车辆段联锁设备仿真器可以模拟铁科院的TYJL-II型计算机联锁系统，具有车辆段调车进路/列车进路的设置和取消、控制车辆段转辙机动作、车辆段信号机点灯、管理出入段线等功能。车辆段联锁设备仿真器具备与沙盘系统接口功能，保留与真实轨旁信号基础设备（如信号机、转辙机等）的接口适配机制。
1.2.2.2.3室外设备仿真器
室外设备仿真器可仿真模拟正线和车辆段的轨旁信号机、道岔、计轴/轨道电路等设备与联锁系统的输入输出接口。具备线路异常状态模拟功能，可强制改变道岔位置、模拟信号机断丝、模拟红光带等室外信号机、道岔、轨道电路/计轴设备的常见故障，具备和沙盘系统的真实IO或通信接口功能。室外设备仿真器及联锁仿真器机箱如下图所示。
1.2.2.2.4轨旁ATP设备仿真器
轨旁ATP设备仿真器可以模拟主流城市轨道交通线路信号系统中的轨旁ATP子系统的相关功能。轨旁ATP设备仿真器可通过通信通道接收车载发送的位置报告信息，实现列车的跟踪功能。也通过从联锁接收来的进路和轨道占用状态、结合所有列车的位置报告，为每一列有通信的列车计算移动授权MA，最后通过通信通道将移动授权发送给车载ATP系统。
1.2.2.2.5集中站/非集中站的本地操作员工作站LOW
通过本地操作员工作站LOW可实现车站级本地ATS相关功能。该设备能够让车站值班员岗位的学员学习如何操作站控室ATS人机界面，学习掌握人工进路设置、部分或全部信号机自排全开/自排全关、追踪全开/追踪全关、单独操作或锁闭轨旁信号设备、车次号操作、控制权的交接、设置紧急停车、扣车、跳停指令、联锁相关的道岔单操、道岔单锁、关闭信号、重新开放信号、封锁（单个或全区）信号、区段封锁等功能，学员也可分析和处理工作站上出现的相关事件信息和故障报警信息。本地操作员工作站LOW还具备站场轨道、道岔、信号机状态显示、列车信息显示等功能。本地操作员工作站LOW的仿真界面及符号集定义与车站值班室现地工作站完全一致。本地操作员工作站LOW显示界面如下图所示。
此外，在本地操作员工作站上还集成了简易IBP操作盘，便于对车站的AFC、自动扶梯、乘客信息系统、通风系统进行模拟监视和控制。如下图所示。
1.2.2.2.6车辆段联锁仿真上位机
车辆段联锁仿真上位机是车辆段联锁设备的人机接口部分，主要功能是将车辆段站场图形、设备状态、进路状态、操作结果等内容在显示在界面上。同时可训练车辆段联锁系统操作员或调度人员根据真实作业情况完成车辆段列车、调车进路办理、进路取消、单独操纵道岔、单独锁闭道岔、封锁信号机、轨道区段封锁、清封、引导接车等操作。车辆段联锁仿真上位机界面如下图所示。
1.2.3 车载仿真系统
1.2.3.1概述
车载仿真系统具备和主流城市轨道交通线路所使用的相同的人机交互界面HMI和功能近似的车载ATP设备仿真器、车载ATO设备仿真器设备。列车模拟驾驶实训器能够模拟城市轨道交通车载信号系统真实外部传感器环境和车辆接口环境，能够仿真模拟司机驾驶台指示灯、按钮、开关、司控器，能提供逼真的人机交互界面HMI向驾驶员实时反馈列车状态信息，能够实现自动列车超速防护、自动驾驶、站台自动精确停车等功能。
车载仿真系统可以对城轨列车司机和车载信号设备操作维护人员进行下列模拟实训工作：
利用仿真车载ATP/ATO系统主机对车载信号设备操作维护人员进行设备的工作原理、设备组成、基本操作、故障识别与排查的培训；
通过模拟故障注入训练提高信号维修人员发现和处理故障的能力，考核维修人员的工作水平；
培训设备可模拟车载ATP、ATO系统和设备的运行情况，配合驾驶台指示灯和司机显示单元HMI，可进行车载信号系统的驾驶模式管理、列车定位、超速防护、自动驾驶、车门监督与控制、扣车/越站、退行监督等功能的演示和操作体验；
对列车驾驶员进行培训，进行模拟驾驶操作，使其了解车载信号相关知识及操作方法。
1.2.3.2组成及特点
车载仿真系统设备组成及特点如下。
1.2.3.2.1车载ATP设备仿真器
车载ATP设备仿真器可以模拟主流城市轨道交通信号系统中的车载ATP系统相关功能。能够实现车载ATP的系统的上电操作、控制级别和驾驶模式管理、列车定位、防护曲线计算、超速告警与防护、车门监督、扣车、退行监督等功能，能够实时监测列车运行状态，观察列车运行曲线。仿真软件可以显示车载ATP的实时运行状态，输入输出接口变化，车载ATP仿真器实时计算的列车运行紧急制动触发曲线、告警速度曲线、推荐速度曲线及列车实际运行速度/距离曲线。
车载ATP仿真器
车载ATP仿真器模拟软件界面
车载ATP仿真器实时防护曲线显示
1.2.3.2.2车载ATO设备仿真器
可以模拟城轨车载自动驾驶ATO系统的自动计算规划运行曲线，自动驱动列车模拟器实现自动驾驶、同时具备站台自动精确停车、越站、停站时间倒计时管理等功能。
车载ATO仿真器软件界面
1.2.3.2.3列车模拟驾驶实训器
列车模拟驾驶实训器采用GUI仿真显示技术实现司机驾驶台操作接口和HMI人机界面，能够实时显示列车当前速度、推荐速度、紧急制动触发速度、目标速度、目标距离、列车控制级别、驾驶模式、紧急制动状态、车门状态、警示信息等内容。仿真车载人机界面HMI的显示及符号定义与西门子车载HMI显示基本一致。模拟驾驶实训器的车载HMI显示如下图所示。
车载HMI仿真器软件界面
实训对象可以通过操作列车模拟驾驶实训器上的模拟司控器、驾驶台操作按钮（包括车门允许按钮、ATO启动按钮、驾驶模式预选升级按钮、驾驶模式预选降级按钮、自动折返按钮、确认按钮、开门按钮、关门按钮）、驾驶台操作开关（包括门模式选择开关、驾驶室激活钥匙）、指示灯（包括ATO启动按钮灯、折返指示灯、门状态指示灯）等驾驶和操纵列车运行。列车模拟驾驶实训器还能够模拟信号系统与车辆接口，仿真列车动力学模型，响应来自于模拟驾驶训练器和ATO设备仿真器的牵引/制动控制指令，仿真列车的速度和位置，并模拟车载应答器天线接口，向仿真车载ATP/ATO发送应答器触发信息。
列车模拟驾驶实训器如下图所示。
列车模拟驾驶实训器
列车模拟驾驶实训器
1.3成功案例
（上图中右侧摄像头来自于沙盘）
（装有摄像头的沙盘列车）
（沙盘列车模拟驾驶台，实时采集沙盘列车司机视角视屏信号）
沙盘实景摄像头采集
调试中的沙盘
仿真服务器
（施工作业现场）
（高铁车站沙盘及列车）
（铁路车站沙盘）
二、产品配置清单
名 称 | 单位 | 数量 | 说 明 | |
城市轨道交通沙盘系统 | 沙盘台体 | 套 | 1 | 沙盘尺寸约：长11米×宽4米，沙盘台体采用方钢框架结构焊接，保证使用中不发生变形、生锈、开裂；台架四周采用固定封板及检查门。线路按真实线路1:87比例制作，实物沙盘盘面设置3个地下车站和1个高架车站。 |
站台及站房 | 套 | 1 | 沙盘设置地下车站模型（含站房）3个、高架车站模型1个，车站模型应包括岛式站台和侧式站台等类型。 | |
模型轨道 | 个 | 100 | 模型轨道选用1:87比例进口设备，仿真实际轨道“工”字型，保证模型列车运行的稳定性和通过性，车轮压轨可靠，不会因任何原因造成车轮分路不良而影响系统正常工作 | |
模型道岔、转辙机 | 组 | 15 | 道岔及转辙机选用1:87比例进口设备，保证模型列车运行的稳定性和通过性，道岔能电动、手动控制。模型道岔具备正、反的定位检测功能，确保道岔扳动后位置准确性。 | |
模型信号机 | 架 | 28 | 模型信号机按实物1:87比例进行制作，采用进口LED发光光源，使用寿命大于5年以上，可同时亮也可单独控制，信号机的各灯位可单独控制开/关。 | |
电器材料 | 套 | 1 | 优质品牌，包括电源线、电源模块、接插件、发光二极管及其他电器材料等，组成沙盘整体供电系统。 | |
高架桥梁、隧道 | 套 | 1 | 外形美观逼真、耐用，比例协调 | |
山水树木、绿化装饰 | 套 | 1 | 沙盘盘面放置街道、公园、道路、汽车、湖泊等模型装饰 | |
广场、线路房屋建筑模型 | 套 | 1 | 形象仿真的商品房模型、住宅小区模型、采用灯光装饰 | |
模型列车 | 列 | 3 | 模型列车采用1:87比例，配备独立转向架。模型列车内部配装无线通讯模块，列车底部安装读卡器，能够实时将模型列车实时位置等信息通过无线方式传输给控制中心，列车运行可实现远程无线多级调速控制。 | |
模型设备控制系统 | 套 | 1 | 控制系统采用3U机箱结构，内部由电源单元、主控单元、道岔控制单元、信号机控制单元、备用单元（预留）组成，内部各单元之间由CAN总线连接，主控单元具备TCP/IP网络通讯接口，可以实现沙盘与信号系统的网络对接。 | |
远程无线控车通信模块 | 套 | 2 | 远程无线控车通信模块应能与模型列车进行无线双向通信，该模块能实现全沙盘范围内的无线通信覆盖，实时将列车状态发送到控制终端，并接收控制终端的加速、减速、停止、启动、换向运行等控制命令，可确保控制终端能够实时与模型列车保持双向通信。 | |
模型车辆位置检测系统 | 套 | 1 | 实现模型列车读卡器读取地面模拟应答器方式进行车辆位置检测。 | |
沙盘视屏监控系统 | 套 | 5 | 每个模型车站站台、每列模型列车前端均安装高清无线摄像头，可实时传出动态视屏信号，模拟综合视屏监控系统实时展示模型场景的线路和站台情况，并可以第一人称视角远程遥控驾驶模型列车。 | |
千兆以太网交换机 | 台 | 1 | 产品类型：千兆以太网交换机； | |
线缆、线槽及网络布线 | 套 | 1 | 满足系统布线需求。 | |
信号控制及运营管理仿真实训系统硬件 | 控制中心仿真系统计算机 | 台 | 3 | 英特尔(R) i3处理器、2G内存、 500G硬盘 |
车站级轨旁仿真计算机 | 台 | 7 | ||
列车运行控制系统仿真计算机 | 台 | 5 | ||
车辆段仿真系统计算机 | 台 | 2 | ||
调监显示屏 | 台 | 2 | 19寸宽屏液晶显示器 | |
液晶显示屏 | 台 | 11 | 19寸高分辨率宽屏液晶显示器 | |
多路切换器KVM | 台 | 1 | 8路KVM切换器，上架式 | |
综合服务器机柜 | 台 | 1 | 2.2米高×1米深19英寸标准机柜，带风扇 | |
电脑桌 | 套 | 1 | 控制台具有三个操作位席，操作台采用不低于2mm厚铁板锻造，表面烤漆处理。 | |
电脑桌 | 套 | 11 | 控制台具有一个操作位席，操作台采用不低于2mm厚铁板锻造，表面烤漆处理。 | |
交换机及局域网布线 | 套 | 1 | 采用国际知名品牌二层交换机，端口数不低于16个，具有100-1000MB自适应功能的交换机。 | |
控制中心综合显示大屏阵列、安装柜 | 套 | 1 | 采用高分辨率窄边大屏幕显示阵列墙、视屏处理接口模块和支架柜组成，用于模拟显示调度中心大屏显示全线所有列车、轨道区段、道岔、信号机、车站等的实时状态，显示的内容和符号定义与真实系统完全一致。大屏显示内容的排列方式、视屏信号源可以随时在线切换 | |
大屏接口工作站 | 台 | 1 | 采用专业级图形工作站设备，包含专业级多屏显卡、高端处理器，保证大屏显示流畅不卡顿。专业的大屏矩阵控制软件为用户提供了灵活的屏显内容配置接口。用户可以根据实际应用需要，调整每一块屏幕的显示内容。例如可将将综合监控、视屏监控等其他信号投入大屏内，与信号系统一同显示。 | |
控制中心系统仿真软件 | 中央ATS服务器软件 | 套 | 1 | 实现中央ATS系统处理服务器的列车车次号管理、列车自动监视和追踪处理、列车自动进路设置、列车自动调整、向各HMI提供列车状态等信息、历史数据（报警时间、系统日志、运行图、回放数据）记录、与ATS系统外部接口的数据处理等功能。 |
调度员工作站HMI | 套 | 1 | 调度中心ATS人机界面，实现站场和列车数据的显示，能实现人工进路设置、部分或全部信号机自排全开/自排全关、追踪全开/追踪全关、单独操作或锁闭轨旁信号设备、车次号操作、控制权的交接、设置紧急停车、扣车、跳停指令、联锁相关的道岔单操、道岔单锁、关闭信号、重新开放信号、封锁（单个或全区）信号、区段封锁等功能。 | |
中央ATS大屏显示软件 | 套 | 1 | 在调度中心大屏上显示线路上的所有列车、轨道区段、道岔、信号机、车站等的实时状态，显示的内容和符号定义与真实系统完全一致 | |
中央操作员工作站C_LOW | 套 | 1 | 模拟放置在中央的本地操作员工作站C_LOW，可模拟调度中心通过C-LOW远程遥控车站设备和设备状态监控，列车运行监视、人工进路控制、信号设备操作、道岔设备操作、轨道操作、与本地操作台进行控制权限转换等功能。 能够实现自排全开/关、追踪全开/关、关区信号、交出控制、接收控制、封锁区段、解锁区段、强解区段、轨区限速、轨区消限、终止站停、开放引导、关单信号、封锁信号、开放信号、解封信号、单独锁定道岔、取消锁定、转换道岔、强行转岔、封锁道岔、解封道岔、强解道岔、岔区设限、岔区消限、挤岔恢复等功能。 | |
培训模拟器软件 | 套 | 1 | 培训模拟器可模拟一定数量的点式或CBTC列车线路运行，模拟运行相关故障设置，并能根据排列出的进路自动控制多列车自动驾驶，可模拟产生道岔失表、四开、信号机断丝等信号系统常见故障。 | |
通信接口服务器FEP软件 | 套 | 1 | 为了模拟真实城市轨道交通系统网络架构，系统采用通信接口服务器FEP设备将调度中心网络和车站级轨旁网络隔离开，模拟真实系统FEP设备的报文转发，通信打包解包、协议匹配等接口功能。 | |
车站级轨旁仿真系统软件 | 正线联锁 | 套 | 1 | 可实现正线列车进路设置和取消、信号机点灯、控制转辙机动作等相关联锁功能。具备与沙盘系统接口功能，保留与真实轨旁信号基础设备（如信号机、道岔等）接口的适配机制。 |
车辆段联锁 | 套 | 1 | 车辆段联锁设备仿真器可以模拟TYJL-II型计算机联锁系统，具有车辆段调车进路/列车进路的设置和取消、控制车辆段转辙机动作、车辆段信号机点灯、管理出入段线等功能。车辆段联锁设备仿真器具备与沙盘系统接口功能，保留与真实轨旁信号基础设备（如信号机、转辙机等）的接口适配机制。 | |
正线室外信号设备仿真软件 | 套 | 1 | 正线室外设备仿真器可仿真模拟正线的轨旁信号机、道岔、计轴等设备与联锁系统的输入输出接口。具备线路异常状态模拟功能，可强制改变道岔位置、模拟信号机断丝、模拟红光带等室外信号机、道岔、计轴设备的常见故障，具备和沙盘系统的真实IO或通信接口功能。 | |
车辆段室外信号设备仿真软件 | 套 | 1 | 车辆段室外设备仿真器可仿真模拟车辆段的轨旁调车信号机、道岔、轨道电路等设备与车辆段联锁系统的输入输出接口。具备线路异常状态模拟功能，可强制改变道岔位置、模拟信号机断丝、模拟红光带等室外信号机、道岔、轨道电路设备的常见故障，具备和沙盘系统的真实IO或通信接口功能。 | |
轨旁ATP仿真软件 | 套 | 1 | 轨旁ATP设备仿真器可通过通信通道接收车载发送的位置报告信息，实现列车的跟踪功能。也通过从联锁接收来的进路和轨道占用状态、结合所有列车的位置报告，为每一列有通信的列车计算移动授权MA，最后通过通信通道将移动授权发送给车载ATP仿真系统。 | |
本地操作员工作站LOW | 套 | 4 | 实现车站级本地ATS相关功能，该设备能够让车站值班员岗位的学员学习如何操作站控室ATS人机界面，学习掌握人工进路设置、部分或全部信号机自排全开/自排全关、追踪全开/追踪全关、单独操作或锁闭轨旁信号设备、车次号操作、控制权的交接、设置紧急停车、扣车、跳停指令、联锁相关的道岔单操、道岔单锁、关闭信号、重新开放信号、封锁（单个或全区）信号、区段封锁等功能，学员也可分析和处理工作站上出现的相关事件信息和故障报警信息。本地操作员工作站LOW还具备站场轨道、道岔、信号机状态显示、列车信息显示等功能。本地操作员工作站LOW的仿真界面及符号集定义与城市轨道交通车站值班室现地工作站完全一致。 | |
车辆段联锁上位机软件 | 套 | 1 | 是车辆段联锁设备的人机接口部分，主要功能是将车辆段站场图形、设备状态、进路状态、操作结果等内容在显示在界面上。同时可训练车辆段联锁系统操作员或调度人员根据真实作业情况完成车辆段列车、调车进路办理、进路取消、单独操纵道岔、单独锁闭道岔、封锁信号机、轨道区段封锁、清封、引导接车等操作。 | |
列车运行控制系统仿真软件 | ATP系统仿真软件 | 套 | 1 | 模拟主流城市轨道交通信号系统中的ATP系统相关功能。能够实现车载ATP的系统的控制级别和驾驶模式管理、列车定位、防护曲线计算、超速告警与防护、车门监督、扣车、退行监督等功能，能够实时监测列车运行状态，仿真列车运行曲线。仿真软件可以显示车载ATP的实时运行状态，输入输出接口变化，车载ATP仿真器实时计算的列车运行紧急制动触发曲线、告警速度曲线、推荐速度曲线及列车实际运行速度/距离曲线。列车自动限速和制动停车，能够在ATP保护下实现移动闭塞功能 |
ATO系统仿真软件 | 套 | 1 | 可以模拟城轨车载自动驾驶ATO系统的自动计算规划运行曲线，自动驱动列车模拟器实现自动驾驶、同时具备站台自动精确停车、越站、停站时间倒计时管理等功能 | |
列车模拟驾驶实训软件 | 套 | 1 | 列车模拟驾驶实训器采用GUI仿真显示技术实现司机驾驶台操作接口和HMI人机界面，能够实时显示列车当前速度、推荐速度、紧急制动触发速度、目标速度、目标距离、列车控制级别、驾驶模式、紧急制动状态、车门状态、警示信息等内容。仿真车载人机界面HMI的显示及符号定义与西门子车载HMI显示基本一致。列车模拟驾驶实训器还能够模拟信号系统与车辆接口，仿真列车动力学模型，响应来自于模拟驾驶训练器和ATO设备仿真器的牵引/制动控制指令，仿真列车的速度和位置，并模拟车载应答器天线接口，向仿真车载ATP/ATO发送应答器触发信息。 | |
实训室配套设备 | 操作台座椅 | 张 | 12 | 钢架结构，靠背座椅 |
吸尘器 | 套 | 1 | 用于清理实训室及沙盘台面卫生 | |
三、实训项目及课程安排
3.1城市轨道交通控制专业、城市轨道交通通信信号专业实训课安排
序号 | 课程名称 | 开课 年级 | 可在本系统上开展的实践教学及实训项目 | 课时 |
1 | 城市轨道交通概论 | 大一 | 1）城轨ATC系统认知； | 2 |
2）线路及站型认知； | 2 | |||
3）城轨联锁系统简介； | 2 | |||
4）城轨ATP/ATO系统简介； | 4 | |||
5）城轨ATS系统简介 | 2 | |||
2 | 城轨信号联锁系统维护 | 大二 | 1）城轨联锁系统介绍； | 2 |
2）联锁系统设备组成； | 2 | |||
3）联锁系统进路原理； | 4 | |||
4）进路表与实际线路对照； | 2 | |||
5）联锁进路设置原理； | 4 | |||
6）联锁取消进路原理； | 2 | |||
7）自动解锁原理及流程； | 4 | |||
8）正线联锁系统； | 4 | |||
9）车辆段联锁系统。 | 4 | |||
3 | 城轨ATP及ATO系统维护 | 大二 | 1）城轨ATP系统介绍； | 2 |
2）城轨ATO系统介绍； | 2 | |||
3）ATP功能介绍； | 6 | |||
4）ATP防护曲线计算原理； | 4 | |||
5）车载ATP/ATO系统介绍； | 2 | |||
6）司机显示单元DMI操作介绍； | 2 | |||
7）ATP系统工作原理； | 4 | |||
8）ATO系统工作原理； | 2 | |||
9）ATP/ATO系统实际工作情况演练 | 4 | |||
4 | 城轨ATS与网络系统维护 | 大二 | 1）ATS系统介绍； | 2 |
2）ATS系统设备组成； | 4 | |||
3）ATS系统功能及原理； | 4 | |||
4）ATS系统性能； | 2 | |||
5）ATS系统软件及接口； | 6 | |||
6）ATS系统启动/关闭； | 2 | |||
7）ATS系统诊断； | 4 | |||
8）Linux命令操作演练； | 2 | |||
9）人机界面HMI操作与维护； | 4 | |||
10）本地操作员工作站LOW操作与维护； | 4 | |||
11）运行图系统操作维护； | 4 | |||
12）ATS系统操作 | 4 | |||
5 | 故障处理技能实训 | 大三 | 1）联锁系统常见故障； | 4 |
2）ATP系统常见故障； | 4 | |||
3）ATO系统常见故障； | 4 | |||
4）ATS系统常见故障； | 4 | |||
5）故障识别； | 4 | |||
6）故障处理方法及应急预案 | 6 | |||
6 | 城轨信号技能鉴定综合实训 | 大三 | 1）城轨信号系统设备认知情况考核； | 4 |
2）联锁、ATS、ATP、ATO系统操作考核； | 6 | |||
3）故障识别与处理； | 4 | |||
4）实训考核 | 2 |
3.2城市轨道交通运营管理专业实训课安排
序号 | 课程名称 | 开课 年级 | 可在本系统上开展的实践教学及实训项目 | 课时 |
1 | 城市轨道交通概论 | 大一 | 1）城轨ATC系统认知； | 2 |
2）线路及站型认知； | 2 | |||
3）城轨联锁系统简介； | 2 | |||
4）城轨ATP/ATO系统简介； | 2 | |||
5）城轨ATS系统简介 | 4 | |||
2 | 城市轨道交通运营安全 | 大二 | 1）运营常见故障分类及场景呈现； | 4 |
2）安全事故处置预案及演练 | 4 | |||
3 | 交通运输设备/城轨道交通设备 | 大二 | 1）通过沙盘演示线路、道岔、信号机、轨道、车站灯设备； | 6 |
2）介绍城轨信号系统组成及基本原理 | 6 | |||
4 | 轨道交通信号基础 | 大一 | 1）联锁、ATS、ATP、ATO系统设备认知； | 6 |
2）主要功能操作演示； | 4 | |||
3）学生操作演练； | 4 | |||
4）常见故障处理 | 4 | |||
5 | 站务人员 | 大二 | 1）车站接车练习； | 4 |
2）车站发车练习； | 4 | |||
3）车站扣车/越站操作； | 2 | |||
4）车站调度应急处置及预案。 | 6 | |||
6 | 城市轨道交通运营综合系统软件实训 | 大二 | 1）中央ATS服务器软件； | 2 |
2）调度中心操作员工作站HMI； | 4 | |||
3）车站本地操作员工作站LOW； | 4 | |||
4）正线联锁系统； | 2 | |||
5）车辆段联锁系统； | 2 | |||
6）ATP系统、ATO系统、车载司机显示单元软件的操作及维护 | 2 | |||
7 | 轨道交通站、车及AFC认识实习 | 大三 | 1）轨道交通车站类型认知； | 2 |
2）车站类型及线形认知； | 2 | |||
3）不同类型车站接发车要求认知 | 2 |