校企融合的電務(wù)共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)基地設(shè)計(jì)與應(yīng)用

鐘志旺

近年來，鐵路運(yùn)輸企業(yè)和高職院校紛紛建設(shè)練功臺、培訓(xùn)室、實(shí)訓(xùn)基地等，而科研院所、本科高校和設(shè)備廠家等則在建研究中心和產(chǎn)品試驗(yàn)場。若將鐵路運(yùn)輸企業(yè)、設(shè)備廠商與高校校企融合，共建、共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一體化基地，既可以資源共享，優(yōu)勢互補(bǔ)，又可以節(jié)約成本，在技能實(shí)訓(xùn)和科技創(chuàng)新方面合力做大做強(qiáng)，必將成為未來培訓(xùn)基地建設(shè)的發(fā)展方向。

1 共享基地建設(shè)的必要性和可行性

1.1 專項(xiàng)技能實(shí)訓(xùn)評價設(shè)施急需優(yōu)化

按照當(dāng)前的技能評價機(jī)制，鐵路電務(wù)專業(yè)中的信號工和通信工分為初級工、中級工、高級工、技師和高級技師5 個層級。其中信號工種每個層級又分為車站信號、區(qū)間信號和車載信號3 個方向，通過考試合格即可獲得相應(yīng)的技能等級。由于評價機(jī)制的設(shè)計(jì)分類較少，即使是獲得高級技師的人員，也基本只是通信或信號專業(yè)的“通才”，而實(shí)際工作中更需要的是工匠型專項(xiàng)技能人才。比如室外信號設(shè)備維修，急需精通特定類型道岔巡視和機(jī)械電氣參數(shù)調(diào)整的專才；高鐵CTCS-3 通信系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)，急需熟悉GSM-R 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和熟練分析無線超時的專才；現(xiàn)場作業(yè)則急需安全防護(hù)有經(jīng)驗(yàn)的人員；在中修和施工時，還非常需要光纜接續(xù)、電纜配線工藝拔尖的工匠級人才等等。

根據(jù)當(dāng)前技能等級評價結(jié)果，難以挑選到安全生產(chǎn)一線急需的工匠，而工匠培養(yǎng)需要有針對性的實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)設(shè)施、考評機(jī)制設(shè)計(jì)和技能實(shí)訓(xùn)組織。

1.2 新入職人員技能與履職要求存在差距

鐵路通信和信號專業(yè)的畢業(yè)生，雖掌握了一定的電子電工、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備原理等基礎(chǔ)知識，但對鐵路安全生產(chǎn)的責(zé)任感和對行車安全規(guī)章的敬畏感明顯不足，對鐵路專用系統(tǒng)及設(shè)備的整體組成、關(guān)鍵參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣連接、電子板卡等操作技能的熟悉程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。畢業(yè)入職后仍需經(jīng)過一段時間的實(shí)習(xí)培訓(xùn)，才能達(dá)到獨(dú)立上崗作業(yè)基本要求。

1.3 建設(shè)資金投入大且易出現(xiàn)低水平重復(fù)建設(shè)

一套“兩站一區(qū)間”通信信號設(shè)施含軌旁設(shè)施和控制系統(tǒng)二部分，包括多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)主體設(shè)備又包括若干種常用類型，僅設(shè)備購置和施工費(fèi)用一般就在3000 萬元以上。受投資限制，不少電務(wù)實(shí)訓(xùn)基地僅能建設(shè)一個或少數(shù)幾個子系統(tǒng)的實(shí)體設(shè)備，其他子系統(tǒng)和設(shè)備通常由軟件模擬方式替代，造成技能實(shí)訓(xùn)和科研試驗(yàn)都很難達(dá)到預(yù)期。另外，隨著近年高鐵訓(xùn)練段、各路局培訓(xùn)基地、各站段、車間以及工區(qū)都在建設(shè)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)施，職業(yè)高校和高等院校也紛紛建設(shè)各類實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，導(dǎo)致設(shè)備類型重復(fù)度較高，整體利用率低，甚至部分基地設(shè)備運(yùn)用不足、失修嚴(yán)重。

1.4 校企融合有很大的優(yōu)勢互補(bǔ)空間

1）站段有部分中修或大修更換下道但運(yùn)用狀態(tài)仍然良好的設(shè)備，以及部分零散的新設(shè)備備品閑置于庫房，可通過實(shí)訓(xùn)和試驗(yàn)設(shè)施得到定期檢測和充分利用。

2）高校雖有較大的整片實(shí)訓(xùn)場地，但從勘察設(shè)計(jì)、工程施工和設(shè)備維護(hù)上，都需要熟悉現(xiàn)場的通信信號專業(yè)人員參與，短期內(nèi)或者一次性投資建設(shè)到位難度非常大。

3）鐵路設(shè)備維護(hù)人員對現(xiàn)場非常熟悉，但理論基礎(chǔ)普遍薄弱，面對急需解決的各類具體問題，能獨(dú)立研發(fā)并進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的人員鳳毛麟角；高校教師理論水平很強(qiáng)，卻因鐵路現(xiàn)場工作經(jīng)歷不足，難以準(zhǔn)確分析和及時獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，對復(fù)雜問題也難以精準(zhǔn)把握問題致因、關(guān)鍵參數(shù)以及參數(shù)權(quán)重；研發(fā)的技術(shù)設(shè)備因缺乏現(xiàn)場試驗(yàn)環(huán)境，難以對安全性和功能性進(jìn)行充分試驗(yàn)和驗(yàn)證，現(xiàn)場運(yùn)用推廣存在較大的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。

2 共享基地建設(shè)的一體化功能設(shè)計(jì)

2.1 專項(xiàng)技能和一體化綜合設(shè)施

1）規(guī)劃專項(xiàng)設(shè)備技能演練考試區(qū)域。包括道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備、軌道電路、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、ATP（列車自動保護(hù)）、CIR（機(jī)車綜合無線通信設(shè)備）和LKJ（列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置）等，為工匠技能人才培訓(xùn)和評價提供設(shè)施基礎(chǔ)。

2）建立實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一體化綜合設(shè)施。涵蓋高鐵和普鐵線路的主要子系統(tǒng)和設(shè)備，設(shè)計(jì)要求包括：①安裝通信信號常用行車控制系統(tǒng)的實(shí)體設(shè)備，關(guān)鍵部件不能采用軟件虛擬方式；②控制系統(tǒng)盡可能類型齊全，每個常用類型至少安裝一套；③設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)各類型設(shè)備之間的結(jié)合關(guān)系；④基地具備現(xiàn)場設(shè)備疑難故障仿真研究的條件；⑤預(yù)留主要設(shè)備監(jiān)控監(jiān)測條件，包括預(yù)埋室內(nèi)室外聯(lián)系電纜，預(yù)設(shè)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)通信接口等。

2.2 學(xué)生教育與職工實(shí)訓(xùn)一體化

在校學(xué)生的技能實(shí)踐課程由高校和站段共同制定，結(jié)合站段職工技能實(shí)訓(xùn)科目內(nèi)容和要求，在科目設(shè)置、實(shí)訓(xùn)課時、訓(xùn)練設(shè)施和考核標(biāo)準(zhǔn)等方面，盡量減少學(xué)生實(shí)踐課程和職工實(shí)訓(xùn)科目之間的差距，重點(diǎn)是設(shè)備基本原理、設(shè)備部件組成、運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)以及常見故障分析處理等。將站段新職員工師帶徒機(jī)制延伸到實(shí)訓(xùn)老師與高校學(xué)生之間，明確站段老師帶徒的結(jié)業(yè)要求和考核標(biāo)準(zhǔn)，保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。在崗職工通過在基地培訓(xùn)學(xué)生，教學(xué)相長，反過來進(jìn)一步促進(jìn)職工自身技能提升。

2.3 技能實(shí)訓(xùn)與場景實(shí)驗(yàn)一體化

鐵路運(yùn)營線路發(fā)生的設(shè)備疑難問題，特別是偶發(fā)性或者涉及多個結(jié)合部的故障，需要通過故障復(fù)現(xiàn)來找準(zhǔn)問題根源。此時，可利用校企共建的一體化綜合基地進(jìn)行場景復(fù)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)分析，找準(zhǔn)規(guī)律、解決問題，從而消除現(xiàn)場安全隱患。

2.4 技能實(shí)訓(xùn)與科研創(chuàng)新相結(jié)合

針對技改、技革課題，校企可以合作共同改進(jìn)、創(chuàng)新和實(shí)踐。研制或者改進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備需在實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行場景試驗(yàn)和實(shí)地運(yùn)用之后，再用于現(xiàn)場，既減少了因試驗(yàn)不充分而上道運(yùn)用的安全風(fēng)險(xiǎn)，又緩解了因擔(dān)心安全隱患新技術(shù)新設(shè)備不能順利上道推廣的問題。

3 共享基地的工程建設(shè)

下面以株洲共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一體化基地為例，介紹電務(wù)共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)基地的設(shè)施整體布局、主要實(shí)體設(shè)備設(shè)計(jì)和科研創(chuàng)新預(yù)留的主要數(shù)據(jù)接口。

3.1 室外包括高鐵/普鐵設(shè)施及預(yù)留研究擴(kuò)展

基地室外設(shè)備布置示意圖見圖1。區(qū)間雙向設(shè)計(jì)，下行為普速鐵路，上行為高速鐵路；站內(nèi)4 股道，ⅠG 和3G 為普鐵場，ⅡG 和4G 為高速場。普速場與高速場之間由1 組道岔相互連通。室外設(shè)備列表見表1。

預(yù)鋪設(shè)道岔健康狀態(tài)評估研究、軌道電路健康監(jiān)測、數(shù)字化鐵路新型智能信號機(jī)研究試驗(yàn)等需要的室內(nèi)外連通線纜，預(yù)設(shè)相應(yīng)的設(shè)施供電、參數(shù)采集和設(shè)備控制條件；預(yù)留GSM-R 實(shí)體設(shè)備或者模擬軟件安裝條件。

圖1 株洲共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一體化基地室外設(shè)備布置示意圖

表1 株洲共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一體化基地主要室外設(shè)備

3.2 室內(nèi)涵蓋主要設(shè)備類型并預(yù)留智能分析

室內(nèi)部分主要有電源屏室、機(jī)械室、微機(jī)房和車站控制室。電源屏室包括40 kVA 智能電源屏1 套；機(jī)械室包括室外道岔、軌道電路、信號機(jī)、電碼化相應(yīng)的室內(nèi)控制設(shè)備；微機(jī)房內(nèi)由一套雙系冗余的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制全站室外設(shè)備；車站控制室與高鐵線路控制室一致，包括行車狀態(tài)實(shí)時顯示大屏、聯(lián)鎖操作終端和室內(nèi)外作業(yè)聯(lián)絡(luò)設(shè)備等；同時室內(nèi)還有鐵路信號常用的ADX 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、TYJL-Ⅱ型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、6502 電氣集中等，供練功和技術(shù)比武使用。

預(yù)設(shè)行車狀態(tài)及行車統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)動態(tài)分析可視化大屏，預(yù)留設(shè)備健康狀態(tài)智能分析和設(shè)備維護(hù)智能可視化平臺等。

3.3 面向培養(yǎng)工匠的專項(xiàng)技能實(shí)訓(xùn)區(qū)域

1）道岔方面，對常用的道岔牽引類型，分別布置5 行6 列共30 臺設(shè)備，集中在同一個區(qū)域；設(shè)置ZYJ7、ZDJ9、ZD6/ZD9、S700K 轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝調(diào)試、巡視檢修、故障處理等專項(xiàng)技能實(shí)訓(xùn)區(qū)。

2）軌道電路方面，分別布置3 行6 列共18 個區(qū)段設(shè)備，集中在同一個區(qū)域；設(shè)置25Hz、高壓脈沖、ZPW-2000 安裝調(diào)試、巡視檢修、故障處理等專項(xiàng)技能實(shí)訓(xùn)區(qū)。

3）設(shè)立6502 電氣集中、TYJL-Ⅱ型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、K5B 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、ADX 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖專項(xiàng)行車控制操作、控制電路布線、巡視檢修、故障處理技能演練考試專區(qū)等。

4 共享基地的運(yùn)用實(shí)踐

電務(wù)段在共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)一體化基地設(shè)立基地教練組，負(fù)責(zé)基地設(shè)備日常養(yǎng)護(hù)，并組織、指導(dǎo)職工業(yè)務(wù)技能實(shí)訓(xùn)；高校設(shè)立共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)中心，選派專職教師負(fù)責(zé)基地日常聯(lián)系協(xié)調(diào)和組織學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。

4.1 聯(lián)合共建省級工程技術(shù)研究中心

由高校牽頭，成立湖南省高鐵運(yùn)行安全保障工程技術(shù)研究中心，以開放式基金方式，聯(lián)合各合作方企業(yè)專家進(jìn)行課題研究。針對現(xiàn)場需要解決的實(shí)際問題，在鐵路電務(wù)設(shè)備故障診斷、設(shè)備健康狀態(tài)評估、設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和行車設(shè)備災(zāi)難預(yù)警防護(hù)等方面進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新。每3 年確定一批研究課題，每年按計(jì)劃完成目標(biāo)成果。

4.2 模擬復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場故障

對道岔轉(zhuǎn)換異常、軌道電路閃紅、機(jī)車掉碼、鐵道通信干擾等短時間內(nèi)難以確認(rèn)原因的疑難故障，在基地搭建與故障現(xiàn)場類似的試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行觀察和分析研究，減少現(xiàn)場要點(diǎn)試驗(yàn)對行車秩序的干擾，且不用擔(dān)心因?yàn)樵囼?yàn)臨時修改行車設(shè)備參數(shù)，而留下危及行車的安全隱患。

4.3 觀察研究設(shè)備劣化規(guī)律

在基地安裝與被研究對象的生產(chǎn)廠家、出廠日期、制造批次，以及主要參數(shù)一致的設(shè)備，同時，在設(shè)備部件上安裝附屬傳感器，持續(xù)不斷地采集和記錄變化參數(shù)。通過模擬被研究設(shè)備在鐵路線路的行車狀況和運(yùn)用維護(hù)過程，更方便有效地觀察研究設(shè)備質(zhì)量變化與周圍環(huán)境、行車規(guī)律、維修過程、設(shè)備質(zhì)量等因素之間的關(guān)系，觀察研究行車設(shè)備的劣化過程，有助于評估設(shè)備的健康狀態(tài)演化規(guī)律，為視情維修和科學(xué)優(yōu)化設(shè)備維修周期提供依據(jù)。

4.4 開展現(xiàn)場安全預(yù)警研究試驗(yàn)

在基地開展現(xiàn)場安全預(yù)警研究試驗(yàn)，包括高鐵線路、鐵路信號樓、控制室等行車重點(diǎn)部位外人入侵，無人值守車站窗戶破碎、水浸、煙霧等災(zāi)害，以及各類行車設(shè)備狀態(tài)異常等安全預(yù)警等，可利用數(shù)據(jù)云、5G 和AI（人工智能）等新技術(shù)，開展安全預(yù)警技術(shù)研究和系統(tǒng)研制。

4.5 新產(chǎn)品上道前的充分試驗(yàn)

各合作方的新產(chǎn)品在基地進(jìn)行上道前的充分試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品的安全性和有效性，電務(wù)段、高校和相關(guān)的合作方據(jù)實(shí)提出改進(jìn)意見，促進(jìn)產(chǎn)品完善，更快地達(dá)到上道使用要求。

5 結(jié)束語

由鐵路企業(yè)牽頭設(shè)備建設(shè)，高校牽頭工程研究，相關(guān)設(shè)備廠家共同參與，各合作方合作開展技能實(shí)訓(xùn)、技術(shù)研究、設(shè)備試驗(yàn)和產(chǎn)品開發(fā)，分擔(dān)了基地建設(shè)需要的數(shù)千萬投資，實(shí)現(xiàn)了資源共享，提高了基地利用效率。在各方優(yōu)質(zhì)資源共享互通等方面，也取得了初步效果，發(fā)展趨勢良好?；谛Ｆ笕诤系碾妱?wù)共享實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)基地設(shè)計(jì)與運(yùn)用，還在持續(xù)不斷探索和不斷完善當(dāng)中。軟硬件設(shè)施分期建設(shè)之后，探索和實(shí)踐的重點(diǎn)在于如何維護(hù)好基地設(shè)施，如何用好預(yù)留的接口和技術(shù)條件，切實(shí)發(fā)揮基地在技能實(shí)訓(xùn)和研究試驗(yàn)中的作用，防止優(yōu)質(zhì)設(shè)施失修、閑置和浪費(fèi)。