軌道交通通信信號專業(yè)人才培養(yǎng)體系新探

摘要：針對軌道交通對通信信號專業(yè)人才的需求，通過對軌道交通通信信號系統(tǒng)進行分析，指出通信信號專業(yè)所涉及的技術(shù)體系。在技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，借鑒其他高等院校的培養(yǎng)經(jīng)驗，對在通信工程專業(yè)下軌道交通通信信號專業(yè)人才的培養(yǎng)體系進行研究，提出通信工程專業(yè)軌道交通通信信號人才的培養(yǎng)體系，以保證滿足軌道交通對人才的需求。

關(guān)鍵詞：軌道交通；課程體系；通信信號；技術(shù)體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）12-0023-02

軌道交通的快速發(fā)展在大力緩解城市的交通擁擠現(xiàn)狀、降低能源消耗和污染的同時帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，促進了城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，但未來數(shù)年內(nèi)將一直面臨著人才短缺的問題。特別是線路投入運營后，需要的運營管理人才較多，人才缺口較大。城市軌道交通較高的安全標準也對人才的培養(yǎng)、培訓都提出很高的質(zhì)量和時間要求。這種人才緊缺狀況給高等院校提出了一個現(xiàn)實問題：如何培養(yǎng)合格的軌道交通行業(yè)急需的人才。

2012年前，軌道交通通信信號人才培養(yǎng)基地主要局限于原鐵道部所屬高校和鐵路職業(yè)技校。[1]隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，原鐵道部高校培養(yǎng)的軌道交通人才在數(shù)量上遠遠滿足不了軌道交通行業(yè)對人才的需求。針對軌道交通行業(yè)對人才的實際需求狀況，一些地方高校和教育部直屬高校也及時開展了軌道交通通信信號方面人才的培養(yǎng)，如蘇州大學、上海工程技術(shù)大學等。同時，教育部在2012年9月對本科專業(yè)目錄做出了相應的調(diào)整，在自動化類下設(shè)軌道交通信號與控制專業(yè)（專業(yè)代碼080802T）。

本文在對軌道交通通信信號系統(tǒng)技術(shù)體系進行分析的基礎(chǔ)上，按照“科學技術(shù)就是第一生產(chǎn)力”思想，對通信工程專業(yè)下軌道交通通信信號人才的培養(yǎng)體系進行研究，以滿足軌道交通行業(yè)對人才的需求。

一、軌道交通通信信號技術(shù)體系

城市軌道交通運輸和鐵路運輸是軌道交通運輸方式中的兩大主要運輸方式，對旅客出行和貨物運輸具有舉足輕重的作用。目前，鐵路運輸通信信號采用CTCS（China Train Control System）標準，城市軌道交通則采取基于CBTC（Communication-Based Train Control）的ATC（Automatic Train Control）系統(tǒng)。本文分別從幾個方面對這兩種信號系統(tǒng)涉及到的具體技術(shù)進行討論。

1.列車運行定位

城市軌道交通和鐵路運輸在列車運行定位方面采取了不同的技術(shù)。新修建的城市軌道交通對列車的定位采取無線移動閉塞，主要是通過采用“移動通信+信標”的方式對列車進行定位。[2，3]國內(nèi)高速鐵路采用了CTCS3標準，即無線移動閉塞機制，同時兼容CTCS2標準。但在既有線上，鐵路運輸仍然采取軌道電路技術(shù)對列車運行進行定位。從所采用的技術(shù)來看，無論是城市軌道還是鐵路運輸，無線移動閉塞、軌道電路、計軸器或應答器等信號設(shè)備主要涉及到電路理論、電子電路理論以及無線通信理論等。

2.車站信號設(shè)備和控制系統(tǒng)

無論是城市軌道交通還是鐵路運輸，車站信號設(shè)備的主要功能是對列車的進路和信號燈進行控制。車站信號設(shè)備對進路的控制主要是通過對道岔的控制來實現(xiàn)對進路的控制。車站信號設(shè)備主要包括道岔和信號燈、轉(zhuǎn)轍機和聯(lián)鎖設(shè)備三大部分。因此，車站信號設(shè)備和系統(tǒng)主要涉及繼電器控制、計算機控制和電子電路等方面的技術(shù)。

3.列車運行控制系統(tǒng)

列車運行控制系統(tǒng)主要是對列車本身進行自動控制，避免與其他列車發(fā)生追尾或側(cè)撞，達到安全行車的目的。[4]地面設(shè)備和車載設(shè)備是列控系統(tǒng)的兩個核心部件。因此，列車運行控制系統(tǒng)主要涉及電力拖動、最優(yōu)控制和電氣檢測等方面的理論知識。

4.通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)是軌道交通運輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，其主要作用是傳遞各類信息。軌道交通中主要存在兩方面的通信：車地之間的通信和地面設(shè)備之間的通信。在采用CTCS3標準的高速鐵路中，車地之間的通信采用GSM-R技術(shù)，采用CBTC技術(shù)的城市軌道交通則采用WLAN技術(shù)。地面設(shè)備之間的通信主要指調(diào)度中心設(shè)備與車站設(shè)備、車站之間、調(diào)度中心設(shè)備之間的通信，主要采用光纖通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

5.軌道交通運營調(diào)度管理系統(tǒng)

在具備路、車以及通信信號基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，所有列車的運行均需要在統(tǒng)一指揮調(diào)度下才可安全、有秩序運行。在鐵路運輸系統(tǒng)中，指揮調(diào)度系統(tǒng)按照車站調(diào)度、鐵路局調(diào)度和鐵道部調(diào)度三級調(diào)度組織機構(gòu)進行設(shè)置，鐵路局調(diào)度直接對列車的運行過程進行調(diào)度，是最核心的部分。在城市軌道交通中，指揮調(diào)度系統(tǒng)按照車站、區(qū)域調(diào)度和運營協(xié)調(diào)及應急指揮中心三級調(diào)度組織機構(gòu)進行設(shè)置。其涉及的主要技術(shù)是軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)。

由上述的分析可知，軌道交通通信信號領(lǐng)域主要涉及電子電路、繼電器控制、自動控制、計算機控制、通信、軟件設(shè)計、數(shù)據(jù)庫等理論知識，橫跨控制學科、通信學科和計算機學科三個主要學科，是典型的多學科知識在軌道交通領(lǐng)域中的一個綜合應用。

二、國內(nèi)高校專業(yè)人才培養(yǎng)體系

目前，國內(nèi)軌道交通通信信號人才主要來自于鐵路技?；蚋呗氃盒?、原屬鐵道部的高校以及鐵道科學研究院等研究院所。西南交通大學對軌道交通通信信號人才的培養(yǎng)分布在信息科學與技術(shù)學院。該學院設(shè)有10個本科專業(yè)，在自動化專業(yè)下設(shè)交通信息工程及控制方向，主要培養(yǎng)從事鐵路及城市交通信號與控制方面的研究、設(shè)計、集成、開發(fā)、應用和經(jīng)營管理方面的人才。其課程體系綜合了計算機、自動化和交通運輸三個學科方面的課程，專業(yè)基礎(chǔ)課主要包括：電路分析、電子技術(shù)、微機接口、自動控制理論、信號與系統(tǒng)、自動檢測技術(shù)、高級語言程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)等，專業(yè)課主要包括：現(xiàn)代高速鐵路概論、鐵路信號基礎(chǔ)、區(qū)間信號自動控制、車站信號自動控制、鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)、列車運行控制和城市軌道交通控制等。目前，西南交通大學已增設(shè)軌道交通信號與控制專業(yè)。北京交通大學、蘭州交通大學與西南交通大學類似，均是在自動化專業(yè)下設(shè)鐵道信號方向，其課程體系與西南交通大學基本相同，其人才培養(yǎng)主要偏重于鐵路運輸通信信號方面的人才，同時兼顧城市軌道交通通信信號人才的培養(yǎng)，課程體系相對比較完善。

三、培養(yǎng)體系

早在1988年，鄧小平同志就提出了“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。高等院校是培養(yǎng)人才的地方，準確說應該是培養(yǎng)生產(chǎn)力第一要素（勞動者）的基地。如何讓學生掌握相關(guān)專業(yè)的科學技術(shù)以及培養(yǎng)學生將科學技術(shù)轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力的能力是高等院校的主要任務(wù)，高等院校的人才培養(yǎng)體系應圍繞課程體系和實踐體系兩方面來進行。

1.課程體系的設(shè)置

課程體系是解決如何讓學生掌握相關(guān)專業(yè)的科學技術(shù)知識。通過對軌道交通通信信號技術(shù)體系的分析可知，軌道交通通信信號涉及通信技術(shù)、自動化技術(shù)、電子技術(shù)以及計算機技術(shù)等多門技術(shù)，是多門相關(guān)技術(shù)在軌道交通中的綜合運用，同時需要交通運輸工程學科提供有關(guān)軌道交通運輸背景知識。它們之間的關(guān)系如圖1所示。

重慶交通大學是在信息科學與工程學院通信工程專業(yè)下對軌道交通通信信號人才進行培養(yǎng)。通識課程包括高等數(shù)學、工程數(shù)學、英語、政治類等課程。如前所述，軌道交通通信信號涉及通信技術(shù)、自動化技術(shù)、電子技術(shù)和計算機技術(shù)等多項技術(shù)。專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置要兼顧相關(guān)專業(yè)的課程。本文提出了專業(yè)基礎(chǔ)課應設(shè)置通信、電子、控制和計算機四類課程，使學生掌握相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識。專業(yè)基礎(chǔ)課側(cè)重于通信、控制和電子三大類課程，同時兼顧計算機類課程，拓寬學生的知識面。

2.實踐體系的設(shè)置

實踐體系的任務(wù)是解決知識轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力問題，即培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。軌道交通通信信號技術(shù)的實踐面臨的關(guān)鍵問題是設(shè)備缺乏，原因在于設(shè)備價格昂貴以及占地面積比較大。鑒于此種情況，我院在實踐體系方面采取“校內(nèi)常規(guī)實驗+科研參與+校外實踐”機制。

（1）校內(nèi)常規(guī)實驗。常規(guī)實驗與通常所說的實驗課相同，即每門專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課附帶一定的實驗學時，其目的是加深學生對基本理論和原理的理解。

（2）科研參與機制。讓學生參與到教師的科研項目中，通過教師的科研項目培訓學生分析問題和解決問題的能力。

（3）校外實踐機制。校外實踐主要是組織學生到軌道交通運輸企業(yè)去實踐，親身體驗軌道交通運營管理機制以及通信信號設(shè)備的工作流程。

通過實踐體系的實施，學生可將所學知識在實際中加以運用，提高分析問題和解決問題的能力，縮短學生與企業(yè)要求之間的差距。

四、結(jié)論

城市軌道交通和鐵路運輸?shù)目焖侔l(fā)展促進了地區(qū)經(jīng)濟和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，但同時向高等院校提出了一個嚴峻的問題：如何培養(yǎng)高質(zhì)量的軌道交通人才。本文針對重慶市及周邊城市軌道交通發(fā)展的狀況，結(jié)合軌道交通行業(yè)對人才的需求和重慶交通大學的實際情況，在對軌道交通信信號系統(tǒng)進行分析的基礎(chǔ)上以及借鑒其他高等院校辦學的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，提出了在通信工程專業(yè)下設(shè)軌道交通通信信號方向的培養(yǎng)體系。

參考文獻：

[1]羅建國，張麗華，城市軌道交通對技能型人才的需求[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2011，（34）：191.

[2]劉曉娟.城市軌道交通CBTC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2009.

[3]曹啟濱.城市軌道交通列車定位方法分析[J].城軌交通，2012，9（1）：55-56.

[4]徐杰，郜洪民，張楚潘.城市軌道交通CBTC關(guān)鍵技術(shù)——列車自動駕駛（ATO）子系統(tǒng)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2012，（1）：1-4.

（責任編輯：劉輝）