軌道交通信號與控制專業(yè)課程體系研究

郭秀清， 陳邦興， 王紹銀

(同濟大學 浙江學院， 浙江 嘉興 304150)

軌道交通信號與控制專業(yè)課程體系研究

郭秀清， 陳邦興， 王紹銀

(同濟大學 浙江學院， 浙江 嘉興 304150)

本文提出了軌道交通信號與控制專業(yè)“一體兩翼”新的課程體系結(jié)構(gòu)，從專業(yè)課程、課內(nèi)實驗、認知實習、課程設(shè)計、專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計五個教學環(huán)節(jié)進行了深入探討。最后，通過筆者所在學校的實際情況證明了新課程體系應用效果良好。

高速鐵路;城市軌道交通;一體兩翼

0 引言

我國軌道交通(含普速鐵路、高速鐵路、城市軌道交通、磁浮交通及城市有軌交通等)的建設(shè)和發(fā)展在取得令世人矚目成就的同時，也對區(qū)域經(jīng)濟、國內(nèi)經(jīng)濟和城市競爭力的發(fā)展發(fā)揮著十分重要的紐帶和推動作用。與此相比，我國的軌道交通人才規(guī)模不足、結(jié)構(gòu)層次不合理、人才培養(yǎng)滯后等問題日益突顯，不能滿足軌道交通規(guī)劃、設(shè)計研發(fā)、建設(shè)、運營和管理等多方面對人才規(guī)模、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的要求。鑒于此，本文結(jié)合筆者多年來從事軌道交通信號領(lǐng)域教學和科研的經(jīng)歷，就軌道交通信號與控制專業(yè)人才培養(yǎng)中的課程體系作一探討，重點放在優(yōu)化軌道交通信號與控制專業(yè)課程體系，用新理論、新知識和新技術(shù)更新教學內(nèi)容，以求培養(yǎng)合格的、適應新需求的軌道交通信號人才。

傳統(tǒng)的軌道交通信號與控制專業(yè)(以下簡稱信號專業(yè))招生院校有三所:北方交通大學(現(xiàn)名為北京交通大學)、上海鐵道大學(2000年與同濟大學合并)和蘭州交通大學(原鐵道部部屬的京院、上院和蘭院)。隨著軌道交通的發(fā)展，信號人才缺口越來越大。2012年，教育部對本科專業(yè)進行了調(diào)整，軌道交通信號與控制專業(yè)成為自動化類(專業(yè)代碼：0808)下的特設(shè)專業(yè)(專業(yè)代碼：080802T)。一些教育部直屬高校和地方高校積極開展軌道交通信號與控制專業(yè)的建設(shè)工作，以應對軌道交通快速發(fā)展的需求，目前已經(jīng)招生的院校達二十幾所。如西南交通大學、蘇州大學、上海工程技術(shù)大學和石家莊鐵道大學等。

信號專業(yè)所屬院校的層次不同，招生規(guī)模和生源也有差異。有傳統(tǒng)老牌原鐵道部部屬院校，如北京交通大學和蘭州交通大學；有傳統(tǒng)院校新增信號專業(yè)，如西南交通大學和石家莊鐵道大學；有獨立學院新設(shè)信號專業(yè)，如同濟大學浙江學院等。生源分布于一本、二本和三本各層次。同時，隨著軌道交通的大力發(fā)展，信號控制技術(shù)的發(fā)展也是日新月異，出現(xiàn)了很多新的基礎(chǔ)設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)，傳統(tǒng)的信號專業(yè)核心課程(包括實踐教學)體系結(jié)構(gòu)及內(nèi)容顯得陳舊，不能很好地適應現(xiàn)實的需要。鑒于以上兩點，本文針對培養(yǎng)課程體系結(jié)構(gòu)進行探討，具有很強的現(xiàn)實意義。

1 信號專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)

正如上述，信號專業(yè)屬自動化類下的特設(shè)專業(yè)，其專業(yè)課雜，存在著知識點多、課時少的矛盾；存在著不同課程知識點冗余問題；存在著課程內(nèi)容陳舊，不能覆蓋信號新設(shè)備、新系統(tǒng)和新技術(shù)等問題。傳統(tǒng)信號專業(yè)的課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示[1-6]。

圖1 傳統(tǒng)信號專業(yè)課程體系

圖1中的3、4兩層專業(yè)類和基礎(chǔ)類課程和信號專業(yè)所屬的自動化大類平臺上的課程相同，故不作贅述。目前，高校教育普遍存在著專業(yè)愈來愈工具化和泛化的問題，圍繞專業(yè)核心課程的建設(shè)改革信號專業(yè)課程體系迫在眉睫。下面針對圖1的上面兩層進行深入探討。

1.1信號專業(yè)的專業(yè)方向類課程

依據(jù)當前軌道交通的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，明確專業(yè)方向，以此改造傳統(tǒng)的課程體系，形成以“普速鐵路信號”方向為專業(yè)主體，增設(shè)高速鐵路信號和城市軌道交通信號兩個方向的“一體兩翼”課程體系。

普速鐵路信號專業(yè)即傳統(tǒng)的鐵道信號專業(yè)，主干專業(yè)課程有：“車站信號控制”、“區(qū)間信號控制”、“駝峰信號控制”和“鐵路信號遠程控制”等；

針對高速鐵路信號應用的新設(shè)備、新系統(tǒng)和新技術(shù)，開設(shè)“列車運行控制技術(shù)”、“GSM-R技術(shù)及應用”、“鐵路信號電磁兼容技術(shù)”和“CTC”等課程；

城市軌道交通在軌道交通中所占比例越來越大，基于它的應用規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，特設(shè)了城市軌道交通信號方向。其課程設(shè)置除了和高速鐵路方向的前兩門相同的以外，鑒于城市軌道交通具有低速、高密特性，增設(shè)了“城市軌道交通信號系統(tǒng)”、“城市軌道交通綜合監(jiān)控及系統(tǒng)集成”等課程。

在“一體兩翼”課程體系(如圖2所示)中，普速鐵路信號對應的課程屬于信號專業(yè)必修課程，面向該專業(yè)全體學生，在此基礎(chǔ)上，學生依自己情況再選擇高速鐵路信號或城市軌道交通信號中的一個方向作為選修課程。

圖2 “一體兩翼”課程體系

1.2信號專業(yè)的實踐類課程

對于本科生而言，注重理論學習，夯實理論基礎(chǔ)固然重要，但在學習理論知識的基礎(chǔ)上，提高學生工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力也是必不可少的。

就信號專業(yè)的學生而言，工程實踐能力包括認知能力、設(shè)計能力和實施能力。

(1)認知能力是指熟悉軌道交通運輸生產(chǎn)流程和運營規(guī)則，熟悉軌道交通信號設(shè)備和系統(tǒng)，熟悉信號設(shè)備和系統(tǒng)的操作。其對應的實踐教學環(huán)節(jié)有課內(nèi)實驗(軌道交通信號基礎(chǔ)設(shè)備及原理、車站信號自動控制、區(qū)間信號自動控制等課程)和專業(yè)認知實習(暑期實踐周，為期1周)。

(2)設(shè)計能力是指掌握信號設(shè)計原則、設(shè)計規(guī)范、設(shè)計范疇以及掌握相關(guān)的概算方法，如信號點電纜長度計算等。其對應的實踐教學環(huán)節(jié)有課程設(shè)計(“車站信號自動控制”、“區(qū)間信號自動控制”和“駝峰信號自動控制”三門課程，安排在暑期實踐周，分別為期1周)。

(3)實施能力是指掌握正確聯(lián)接、調(diào)試和測試設(shè)備或系統(tǒng)的能力。其對應的實踐教學環(huán)節(jié)是專業(yè)實習(如根據(jù)故障現(xiàn)象進行故障定位和故障恢復，軌道電路調(diào)整等)和畢業(yè)設(shè)計(如信號設(shè)備組裝、繼電器電路配線、設(shè)計和配線信號機點燈電路、道岔控制和表示電路等)。

2 信號專業(yè)新、舊課程體系對比

2.1舊課程體系

信號專業(yè)舊的課程體系即傳統(tǒng)的鐵道信號專業(yè)課程體系是基于國鐵的普速鐵路，也就是前文所提出的新課程體系“一體兩翼”中的一體?，F(xiàn)實情況是普速鐵路、高速鐵路和城市軌道交通并存，目前實際應用的信號系統(tǒng)和技術(shù)遠遠先進于舊體系中課程教材內(nèi)容，舊教材的局限性顯而易見，如提速道岔、安全型動態(tài)繼電器、TCC(Train Control Center)、RBC(Radio Block Center)，以及系統(tǒng)間信息交互和結(jié)合電路等在舊教材中都沒有涉及。顯然，舊課程體系遠不能適應軌道交通的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，不能滿足社會對軌道交通信號人才的需求，可以說無法擔負起培養(yǎng)合格信號工程師的責任。

2.2新課程體系

針對舊體系的局限性，本文提出了信號專業(yè)“一體兩翼”新的課程體系結(jié)構(gòu)，同時對實踐教學類課程進行了改革和創(chuàng)新。新、舊課程體系對比如文未表1所示。

表1從課程知識點和上課方式、課內(nèi)實驗、認知實習、課程設(shè)計、專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計六個方面進行了對比。

3 實施成果

我校2013年開始首屆軌道交通信號與控制專業(yè)招生，今年將輸送第一屆該專業(yè)畢業(yè)生。在整個培養(yǎng)周期內(nèi)，堅持“專業(yè)理論+工程實踐+創(chuàng)新能力”這一培養(yǎng)模式，旨在把這些學生培養(yǎng)成專業(yè)理論基礎(chǔ)扎實、動手能力強、能吃苦耐勞且富有創(chuàng)新精神的信號工程師。事實證明，這些學生獲得成果顯著，社會聲譽良好，學生家長滿意度高。僅上海鐵路局、杭州地鐵和杭港地鐵三家企業(yè)就錄用本校畢業(yè)生超一半。同時，近年來我校信號專業(yè)招生的生源越來越好，基本都是第一志愿報考，且錄取分數(shù)高出當?shù)赝瑱n分數(shù)線很多。

表1 新舊課程體系對比

(郭秀清等文)

4 結(jié)語

本文闡述了我校自動化類下的特設(shè)專業(yè)-軌道交通信號與控制專業(yè)為契合當前軌道交通的應用和未來發(fā)展需求，提出了以“普速鐵路”為專業(yè)主體，增設(shè)“高速鐵路”、“城市軌道交通”兩個方向的“一體兩翼”專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)。具體實現(xiàn)方法是通過在舊課程體系中增加新知識點或開設(shè)新課程，以及改進、創(chuàng)新實踐教學課程等完成的。我們認為本文介紹的新課程體系內(nèi)容具有普適性，各?？梢砸罁?jù)學校(985、211和普通院校)差異、生源(一本和二本等)差異和學生去向差異(出國、國內(nèi)讀研和工作)來選擇新課程體系中的不同模塊并有所側(cè)重，這樣能夠達到因材施教、按需培養(yǎng)的目的。

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[8] 楊世武.鐵路信號電磁兼容技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，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

同濟大學浙江學院教改項目[(2016)0116031]

郭秀清(1965 )，女，博士，教授。主要從事軌道交通信號與控制關(guān)鍵技術(shù)的教學和研究,E-mail: gxq@#edu.cn

G642.0；U284

A

1008-0686(2017)05-0039-04