新工科背景下专业实习体系探索与实践——以轨道交通信号与控制专业为例

为适应新工科对人才培养的新要求,针对轨道交通信号与控制专业的实习体系在实践过程中存在的主要问题,通过深化产教融合、强化虚实结合、细化考评综合,建立纵向“三阶段”逐级递进、横向“双形式”互补的实习新模式,形成“一平台,双引擎,三大素质”的实习教学新理念,构建“一核心,三过程,九指标”的综合能力评价新机制。在实习组织形式、实习资源整合、实习评价方式等方面进行积极探索和大胆实践,对其他工科专业的实习教学体系建立有一定借鉴和参考意义。

轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心建设与实践

在我校国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学中心建设过程中,利用现代信息技术和半实物仿真技术,构建了虚拟仿真类、半实物设备类、半实物系统类虚拟仿真实验资源,形成了以学生为中心、以产出为导向的教育理念,按照协同化、多元化、个性化的实验教学方法,建设了虚实结合、线上线下资源共享的教学模式,为多专业、多学校、多地区间实验教学资源共享服务奠定了基础。

考虑列车运行速度的应答器传输系统可靠性评估

为定量评估应答器传输系统的可靠性,分析列车运行速度对系统可靠性评估的影响,提出基于马尔可夫过程的可靠性评估方法。将应答器传输模块BTM报文层不能正确译码的概率作为系统可靠性评估的指标,采用鱼骨图法将影响系统可靠性评估的因素分为动态因素与静态因素,分析列车运行速度对BTM接收报文比特数及误比特率的影响,并对可靠性评估方法进行仿真验证。结果表明:列车运行速度主要通过影响BTM接收报文比特数来影响系统的可靠性;当BTM接收报文为应答器安全报文长度的整数倍时,BTM报文层不能正确译码的概率存在拐点;拐点的变化率随着整数倍数的增大而减小,随着BTM接收报文误比特率的减小而增大。

基于等效阻抗模型的应答器下行链路传输性能评估方法研究

为监测和分析应答器传输系统下行链路传输性能,提出一种适用于铁路现场的基于等效阻抗模型的性能评估新方法。对应答器传输系统下行链路传输过程进行建模分析,给出下行链路传输过程等效阻抗模型,提出评估下行链路传输性能的阻抗测量与误差校正方法,引入六项统计参数对阻抗测量结果进行分析。测试结果表明,静态测试时车载天线输入阻抗的模与下行链路信号磁感应强度为增函数关系,而动态测试由于误差校正方式的改变,使得两者变为减函数关系;仿真结果表明,六项统计参数能够用于分析不同列车运行条件和环境下应答器传输系统下行链路传输性能的变化,验证了本文所提方法的正确性与可行性。

应答器上行链路信号实验系统研究

为满足铁道信号综合实验课程的研究性实验教学需求,考虑列车运行条件下的静态特性与动态特性而设计了应答器上行链路信号实验系统。基于虚拟仪器软件技术设计了人机交互模块,以STM32处理器、AD9854芯片为核心设计了信号发生模块,将示波器作为显示测试模块对输出信号进行测试验证,输出信号动态特性实测值与理论值误差在5%以内,能够满足实验教学需要。应用表明,该实验系统便于学生在实验室静态环境下掌握列车运行条件下应答器上行链路信号的波形特性,使学生实践能力和科学素养获得提高,取得了良好教学效果。

基于PXI总线的电源模块自动测试系统设计

针对列控设备中基于PXI总线的电源模块的测试需求,提出了一种基于虚拟仪器技术的自动测试系统。系统由硬件和软件两部分组成,通过转接电路和虚拟仪器,对电源模块进行控制和信号采集。软件主要采用Labwindows/CVI编程方式,它可以对自动测试过程进行控制,并对测试结果进行判定。

基于双链路监测的地面应答器健康状态动态检测与评估

为实现对地面应答器的故障预测与健康管理,提出了一种基于双链路监测的地面应答器健康状态动态检测与评估方法。首先,基于电子设备故障预测与健康管理实施过程,对地面应答器智能维护需求进行分析,提出将地面应答器工作过程中的传输性能作为系统健康状态的表征。其次,针对下行链路动态检测,提出将可供现场实时测量的车载天线输入阻抗作为健康状态表征参数;针对上行链路动态检测,将检测指标按检测类型划分为报文内容检测、波形数据检测和动态参数检测。最后,利用集对分析与证据理论方法构建了地面应答器健康状态评估流程,给出基于双链路检测数据的健康指标权重确定的实验思路。本文研究内容对于实现地面应答器视情检修,提高地面应答器维修效率具有积极的推动意义。

基于粗糙集理论的列控车载设备故障分析方法

快速、准确的故障诊断技术是高速列车安全运行的重要保证,本文以此为目标,对列控系统故障诊断方法进行研究,将神经网络算法NN分别应用于列控系统车载设备应答器传输单元BTM、列车接口单元TIU的故障诊断中,通过对比故障识别准确率BTM为训练阶段19.89%、测试阶段36.51%,TIU为训练阶段96.93%、测试阶段94.84%,得出当数据中噪声较大时,神经网络的分类能力降低。为了解决以上问题,引入粗糙集理论进行属性约简、去除噪声,用神经网络进行故障识别,最终得出BTM的故障识别准确率为训练阶段93.32%、测试阶段97.41%,TIU为训练阶段99.21%、测试阶段96.72%,表明粗糙集理论和神经网络的结合RSTNN能够保证故障诊断的准确性,从而验证该方法在实现列控系统车载设备故障诊断方面的有效性。

遗传算法在列车运行控制模型中的应用

针对轨道交通列车节约能耗、节省时间和提高舒适度等因素之间的冲突问题,建立了以工况转换点为求解目标的多约束条件下列车运行优化控制模型,并提出了弯道优行法的列车通行原则,优化了弯道运行策略.对模型进行分析,应用遗传算法对该问题进行求解,最后采用MATLAB软件进行仿真验证.仿真结果表明,该模型方法能够有效的优化列车运行模式,在运行时间只延长11.96%的情况下,能耗降低了33.27%,并保证了乘客的舒适度,最终得到了比较理想的运行策略.

虚拟仿真类实验教学资源省际高校共建共享的研究

为解决由于普通院校轨道交通信号与控制专业实验教学资源匮乏的问题,推进虚拟仿真教学资源更大范围地实现共建共享,该文探索了国家级轨道交通通信与控制虚拟仿真实验教学资源的跨省共建共享途径,确立了以课程为终端项目进行虚拟仿真平台资源共建方式;以实验课程、实践环节以及课外实践活动为虚拟实验教学资源的共享模式,促进异地共建共享、互利共赢,以便提高此类教学资源的共享率。