交通类国家虚拟仿真实验教学中心建设方案与思考

1、交通类国家级虚拟仿真试验教学中心建设与思索第1页目录第一部分 交通类虚拟仿真中心申报情况第二部分 交通类虚拟仿真中心基本特点第三部分 交通类虚拟仿真中心存在问题第四部分 交通类虚拟仿真中心发展提议第五部分 虚拟仿真中心建设与思索附：北京交通大学试验中心介绍第2页第一部分 交通类虚拟仿真中心申报情况第3页序号申请类型院校数院校数院校数1轨道及公路交通类4所6所4所2海上交通类3所3所4所3空中交通类2所3所0所共计9所12所8所交通类虚拟仿真中心同意建设情况第4页轨道及公路交通类虚拟仿真中心申报情况第5页轨道及公路交通类虚拟仿真试验中心明细序号试验中心全称依靠高校1交通运输国家级虚拟仿真试验教学

2、中心北京交通大学2交通运输虚拟仿真试验教学中心西南交通大学3轨道车辆虚拟仿真试验教学中心大连交通大学4轨道交通通信与控制虚拟仿真试验教学中心北京交通大学5轨道交通信息与控制虚拟仿真试验教学中心江苏师范大学6轨道交通电气化与自动化虚拟仿真试验教学中心西南交通大学7轨道交通信息与控制虚拟仿真试验教学中心兰州交通大学8道路交通运输工程虚拟仿真试验教学中心长安大学9车辆工程与交通虚拟仿真试验教学中心山东理工大学10公路交通虚拟仿真试验教学中心长沙理工大学11交通信息与控制虚拟仿真试验教学中心长安大学12道路交通工程虚拟仿真试验教学中心东南大学13车辆工程虚拟仿真试验教学中心江苏大学14车辆与交通虚拟仿

3、真试验教学中心淮阴工学院第6页各仿真中心基本资源及开设试验数（1）北京交通大学 轨道交通通信与控制虚拟仿真试验教学中心序号试验资源可开设试验数1城市铁路CBTC虚拟仿真试验资源23项2高速铁路CTCS虚拟仿真试验资源23项3轨道交通车地通信虚拟仿真试验资源21项4轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验资源12项共计79项第7页各仿真中心基本资源及开设试验数（2）长安大学 交通信息与控制虚拟仿真试验教学中心序号层次试验资源试验数累计1专业基础课程电子技术基础虚拟仿真试验项目16项57项计算机应用课程虚拟仿真试验项目17项运动控制系统虚拟仿真试验项目24项2行业特色项目行业特色课程虚拟仿真试验项目23项29

4、项行业特色工程实践虚拟仿真试验项目6项3前沿技术专题高速公路网综合监控与应急处置试验专题7项汽车模拟驾驶试验专题面向虚拟城市交通流仿真试验专题道路交通物联网试验专题列车自动运行控制试验专题隧道交通控制与三维视景模拟试验专题隧道智能化监测与安全运行试验专题累计：93项第8页海上交通类虚拟仿真中心申报情况第9页海上交通类虚拟仿真试验中心明细序号试验中心全称依靠高校1水路交通虚拟仿真试验教学中心武汉理工大学2海运工程虚拟仿真试验教学中心大连海事大学3航海虚拟仿真试验教学中心上海海事大学4船舶动力技术虚拟仿真试验教学中心哈尔滨工程大学5海上专业虚拟仿真试验教学中心集美大学6海洋地球科学虚拟仿真试验教学

5、中心中国海洋大学7船海虚拟仿真试验教学中心哈尔滨工程大学8当代港口物流虚拟仿真试验教学中心上海海事大学9海洋学虚拟仿真试验教学中心中国海洋大学10海战场信息与通信工程虚拟仿真试验教学中心海军航空工程学院第10页各仿真中心基本资源及开设试验数（1）集美大学 海上专业虚拟仿真试验教学中心序号层次试验资源试验数累计1航海技术虚拟仿真试验室船舶操纵模拟器11项40项ECDIS 模拟器8项雷达模拟器7项游艇操纵模拟器3项GMDSS模拟器11项2轮机工程虚拟仿真试验室全任务轮机模拟器7项41项轮机虚拟现实技术试验平台34项累计：81项第11页各仿真中心基本资源及开设试验数（2）哈尔滨工程大学 船舶动力技术

6、国家级虚拟仿真试验教学示范中心序号层次试验资源试验数累计1船舶动力基础虚拟仿真试验资源热工基础虚仿试验系统10项18项测试基础虚仿试验系统8项2船舶动力专业虚拟仿真试验资源内燃机结构虚实互动系统2项27项内燃机性能虚仿试验系统4项燃气轮机虚拟仿真试验系统5项船舶联合动力半物理仿真系统4项船舶蒸汽动力虚仿试验系统4项增压锅炉虚仿试验系统3项轮机装置虚拟试验系统3项船舶动装性能匹配模拟器2项累计：45项第12页各仿真中心基本资源及开设试验数（3）大连海事大学 海上专业虚拟仿真试验教学中心序号层次试验资源试验数累计1驾驶虚拟仿真试验室船舶操纴模拟器11项37项ECDIS 模拟器8项雷达模拟器7项GM

7、DSS 模拟器11项2轮机工程虚拟仿真试验室全任务轮机模拟器8项16项轮机工程虚拟仿真试验教学平台3项辅助设备过程仿真教学平台3项半实物仿真教学机舱2项3船舶仿真软件试验室船舶建造训计软件CADDS5、轮机三维设计系统软件SB3DS和载运仿真模拟软件3项3项累计：56项第13页空中交通类虚拟仿真中心申报情况第14页空中交通类虚拟仿真试验中心明细序号试验中心全称依靠高校1航空科学技术虚拟仿真试验中心北京航空航天大学2机务维修工程仿真教学中心中国民航大学3空天电子信息虚拟仿真试验教学中心北京航空航天大学4民航飞行与运行管理虚拟仿真试验教学中心上海工程技术大学5飞行器设计与工程虚拟仿真试验教学中心西

8、北工业大学第15页各仿真中心基本资源及开设试验数（1）西北工业大学 飞行器设计与工程虚拟仿真试验教学中心序号层次试验资源试验数1基础试验飞机结构载荷系数分析试验8项飞机开口结构传力虚拟试验飞机连接结构分析虚拟试验2综合性试验机翼结构组成与传力分析试验15项机身结构组成与传力分析试验起落架地面载荷分析虚拟试验3创新性试验起落架舱门锁系统可靠性试验设计虚拟仿真7项飞行器健康管理仿真试验应急撤离虚拟仿真试验累计：30项第16页各仿真中心基本资源及开设试验数（2）中国民航大学 空管虚拟仿真试验教学中心序号平台试验资源试验数1岗位运行级虚拟仿真平台程序管制模拟机7项雷达管制模拟机8项机场管制模拟机6项航

9、空企业运行控制模拟机40项机场现场运行控制模拟机2运行管理级虚拟仿真平台空域规划与设计训练系统46项空中交通流量管理系统累计：107项第17页各仿真中心基本资源及开设试验数（3）上海工程技术大学 民航飞行与运行管理虚拟仿真试验教学中心序号试验资源试验数1飞行仿真技术试验平台16项2民航飞行及机组服务与空管仿真平台6项3机务维修数字仿真及安全监测平台10项4民航运行管理虚拟试验平台10项5民航客货运模拟仿真平台6项6乘务客舱设备与机型CBT实训平台9项7民航案例情境模拟平台3项累计：60项第18页第二部分 交通类虚拟仿真中心基本特点第19页交通类虚拟仿真中心基本特点轨道及公路交通类（1）行业特色

10、鲜明，工程科研结果教学化本着“能实不虚、虚实结合、相互补充”标准，充分发挥高校现有行业优势，重视将现场工程经典案例和最新高校科研结果转化为虚拟仿真试验教学资源，拓展了试验教学范围，丰富了试验教学内容。（2）校企强强联合，试验实践科研一体化利用试验教学虚拟仿真平台，与企业联合搭建实践培训虚拟仿真平台，进而建设科研服务虚拟仿真平台，使试验教学与工程实际应用紧密结合，实现学生试验教学、职员实践培训与社会科研服务三大功效联体，培养学生工程实践能力和创新能力，提升职员职业技术能力和应急处理能力，提升科学研究与试验支撑能力。（3）试验资源完备，教学体系类型层次化以行业为基准，能依据各高校本身需求搭建满足同

11、一行业不一样工种不一样学科全方位试验资源，虚实结合实现试验资源完备性。同时对即有资源进行层次化分类，满足不一样水平、不一样学科、不一样人员学习与利用。第20页海上交通类交通类虚拟仿真中心基本特点（1）试验项目种类多、覆盖全，重点面向我国航海应用需求。各虚仿中心所开设仿真试验项目覆盖航海类（航海技术、轮机管理、船舶电子电气工程）和船舶工程类（船舶与海洋工程、船舶动力装置设计与制造）两大方面各个专业方向，针对我国当前迫切需求航海类国际型人才和船舶工程设计制造专业型人才，开设了大量虚实结合、贴近实际、主要以提供学生专业水平和实践能力仿真试验项目。（2）航海类试验项目以相关国际条约、法规为导向，以培养

12、合格航海类专门人才为目标。海上专业人才培养不但要恪守教育部相关工科专业人才培养普通要求，还必须满足STCW国际条约和我国相关海员培训、考试和发证等法规强制性要求。各虚仿中心在航海类虚拟仿真试验项目标建设过程中，均考虑符合STWC78/10条约对模拟器要求以及中华人民共和国船员培训管理规则所要求模拟器配置标准，对必须配置船舶操纵模拟器、轮机模拟器和ECDIS模拟器等教学资源进行了高起点、高标准、系统化建设。同时在人才培养过程中重视全方面推行STWC78/10条约各项要求，确保毕业生能够成为合格国际航运人才。第21页交通类虚拟仿真中心基本特点（3）突出优势，特色鲜明。各高校开设仿真试验项目普遍基于

13、本身教学、科研优势领域。如重庆交通大学航海虚拟预防试验教学中心特点是“海河并举”，发展航海教育同时保持了内河航运教育优势和特色；集美大学是我国航海类应用型人才培养发祥地之一，其海上专业虚拟仿真试验教学中心面向培养满足国际航运市场高素质航海类专门人才；哈尔滨工程大学船舶动力技术虚拟仿真试验教学中心虚仿试验大多源于动力与能源工程学院科研结果，覆盖了船舶动力专业全部门类，代表了我国船舶动力专业发展趋势和先进水平；大连海洋大学海上专业虚拟仿真试验教学中心坚持“立足海船、兼顾渔船”鲜明办学特色，开发满足远洋渔业发展需求、适合渔民学习虚拟仿真试验项目，为改进我国海洋渔业落后面貌，提升我国海洋渔业总体装备水

14、平及科技生产能力提供有效支撑。海上交通类第22页交通类虚拟仿真中心基本特点（4）试验教学队伍学术水平高、学历年纪结构合理、专兼结合。各虚拟仿真中心普遍组成了以教授、博导为学术带头人，以基础扎实、工程实践经验丰富中年教师为关键骨干，以含有博士、硕士学历青年教师为主体“双师型”教师梯队。青年教师大多含有软件开发及虚拟仿真试验教学能力；航海类试验项目标教师大多持有海上职务证书，含有海上实际工作资历；船舶工程类试验项目标教师大多含有船舶企业工作或企业实践经历。（5）重视校企合作、教学科研结果丰硕。各虚仿中心普遍与相关企事业单位开展了广泛学术交流和产学研合作，重视校企创新。在试验室建设，专业人才培养同时

15、，负担了许多纵向及横向科研项目，并能将科研结果广泛利用生产实际，取得了良好经济效益和社会效益。海上交通类第23页空中交通类交通类仿真中心基本特点（1）航空航天领域包括高危、极端环境，受地域环境、仪器设备和安全性等原因限制，学生不能深入工作一线进行实践锻炼。在真实环境中培养人才，风险高、操作不可逆、成本高、消耗大。在虚拟仿真试验中心，能够安全、可重复、低廉、方便地完成各类复杂实践教学任务。（2）4所高校建设内容各有特色，包含飞行器动力控制、飞行器设计、民航飞行教学、民航运行管理等。（3）试验体系内容含有层次，包含基础试验、综合试验和创新试验，满足不一样层次人才培养需要。（4）试验中心利用互联网技

16、术建立开放试验教学平台，学生学习、师生交流方便灵活，克服了地域、时域不足。第24页交通类仿真中心基本特点（5）虚实结合、虚实互补，课堂内外相结合，自主学习与试验教学互补充，深化拓展虚拟仿真试验教学内容和学生能力培养。（6）虚拟仿真试验教学中心含有完善组织保障、制度保障、管理规范等。（7）校企联合、共建共管，提升了教师试验教学、工程实践和科研创新水平。（8）师资队伍试验教学理念先进，实践经验丰富，教学科研能力强，学术水平高，学历、职称、知识及年纪结构合理。空中交通类第25页第三部分 交通类虚拟仿真中心存在问题第26页交通类虚拟仿真中心存在问题轨道及公路交通类（1）资源共享率较低多数试验中心资源共

17、享主要集中在校内及相关合作企业或部分高校间，暂不能试验对全社会资源开放。（2）整体设计有待加强多数试验中心教学平台完备全方面，但资源整体性设计相对欠缺，且部分中心仍以多个子试验室承载各自试验资源，管理与共享平台相对较弱。第27页海上交通类交通类虚拟仿真中心存在问题（1）国际交流和国际视野有待加强即使各虚仿中心普遍开展了校校合作和校企合作，但合作对象大多局限于国内，缺乏与国际上相关先进企业、科研机构、尤其是类似试验室交流合作经历和意愿，国际交流合作广度和深度落后于现实需求。不利于跟踪国际航运交通发展趋势和方向、引进先进科学技术和管理方法，妨碍了含有国际竞争力海上交通类专业人才培养。（2）缺乏含有

18、自主知识产权仿真系统各虚仿中心所用大多数仿真软件，如流体-结构分析系统ANSYS-FLUENT、船舶建造设计软件CADDS5、三维设计系统软件SB3DS等，都采购自国外。许多试验项目是基于国外流行商业仿真软件二次开发，关键时刻易受制于人。所以亟待开发含有自主知识产权仿真软件。第28页空中交通类交通类虚拟仿真中心存在问题（1）航空器结构及运行机制复杂，仿真航空器和运行机制与真实情况差距缺乏必要分析。（2）虚拟仿真试验教学中心对全国其它同类型高校人才培养辐射作用有待加强。（3）虚拟仿真试验教学中心远程访问性能阐述不充分。（4）虚拟仿真试验教学中心对科研促进作用有待提升。（5）虚拟仿真试验教学中心建

19、设内容有待成体系。第29页第四部分 交通类虚拟仿真中心发展提议第30页交通类虚拟仿真中心发展提议轨道及公路交通类（1）加强相同学科试验中心间信息交流与资源共享，扩大资源对社会共享与开放。（2）加强顶层设计，实现管理平台整体建设，实现资源间统一预约、使用与共享。第31页海上交通类交通类虚拟仿真中心发展提议（1）加强和发展国际交流与合作以培养含有国际竞争力海上交通类专业人才为目标，开展与国际上先进船舶企业、相关学术机构各个层次合作交流，主动引进先进科学技术、管理方法以及国际人才，跟踪国际航运交通发展趋势和方向，全方面提升海上交通类虚仿中心国际化视野及培养含有国际竞争力人才水平。（2）加强虚拟仿真系

20、统开发人才培养加强虚拟仿真系统基础理论研究，制订相关人才培养发展规划和激励机制，逐步建立我国虚拟仿真系统研发人才团体，开发含有自主知识产权和国际先进水平虚拟仿真平台。第32页空中交通类交通类虚拟仿真中心发展提议（1）加强仿真技术研究，并充分利用校企合作办学有利条件，提升航空器和运行机制虚拟仿真逼真度。（2）各校着重建设虚拟仿真试验教学中心特色项目，充分发挥其对全国其它同类型高校人才培养辐射作用。（3）充分利用通信、互联网、云计算等领域先进技术，提升虚拟仿真试验教学中心远程访问能力。（4）将科研项目中仿真研究内容作为虚拟仿真试验教学中心建设内容，提升建设深度和广度，使教学中心兼具科研作用，形成教

21、学与科研互动。（5）航空器及运行是包括多专业复杂工程，4所高校以各自优势学科为依靠，同时协同丰富空中交通虚拟仿真试验中心建设内容，进而形成一个完整知识体系。第33页第五部分 北京交通大学轨道交通通信与控制虚拟仿真试验中心建设与思索第34页 从业人员逐年以井喷形式增加1万10万+1000%轨道交通通信与控制虚拟仿真试验中心 建设必要性列车控制危及行车安全故障场景无法再现综合集成难度大现场难以开展新技术、新结果、新理念层出不穷第35页 建设特色与探索1. 最前沿科研结果转化为试验教学内容 CBTC、CTCS-3、TD-LTE、EMC。2. 仿真现有设备无法安全试验或再现场景 轨道交通事故再现与分析

22、、列车不一样速度等级下无线信道变换与越区切换、复杂电波传输环境、列车运行过程中电磁环境变换等。（图片）3. 校企、校校间合作推广原创试验 相关试验内容均由中心教学人员原创自主设计。以全国范围内新建轨道交通信号与控制专业为契机，大力推广校企、校校间虚拟仿真设备合作与推广。第36页 建设特色与探索2. 仿真现有设备无法安全试验或再现场景 轨道交通事故再现与分析、列车不一样速度等级下无线信道变换与越区切换、复杂电波传输环境、列车运行过程中电磁环境变换等。第37页 建设特色与探索3. 校企、校校间合作推广原创试验 相关试验内容均由中心教学人员原创自主设计。以全国范围内新建轨道交通信号与控制专业为契机，

23、大力推广校企、校校间虚拟仿真设备合作与推广。第38页轨道交通通信与控制虚拟仿真试验教学中心建 设 内 容第39页建设理念 四个平台六个系统高铁CTCS-2/3城铁CBTC未来交通综合调度综合监控磁浮OCS普铁CTCS-0/1行业特色鲜明技术自主创新内容虚实协同第40页展现方式系统级实物模型半实物虚拟仿真三维可视化仿真第41页建设内容第42页城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台平台一第43页 系统架构平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第44页 平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台原固定闭塞方式以下车行车间距：现CBTC方式以下车行车间距：第45页车载信号设备各种显示、灯位、信号设备操作等内容培

24、训。车载仿真试验驾驶员驾驶操作技能培训，包含人工驾驶模式和自动驾驶模式。 操作仿真试验可对车载设备故障情况进行场景模拟，培训驾驶员在异常情况下应变及处置能力。驾驶场景模拟可对地面信号设备故障或其它线路原因造成等行车异常场景下，驾驶员处理及操作进行培训。地面场景模拟试验模块平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第46页冗余骨干网络最小系统车载控制器区域控制器数据存放单元数据通信系统列车自动监督计算机联锁半实物列车电气模型测速定位仿真列车电器模型半实物仿真驾驶台列车动力学模型多车VOBC仿真器三维视景仿真器轨旁设备仿真器ATS仿真器ZC仿真器LEU仿真器继电器仿真器CI仿真器仿真设备真实设备车载及

25、操作仿真模块平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第47页驾驶及地面场景仿真模块平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第48页2. 身临其境现场仿真试验 列车驾驶、车站操作和调度操作等各种实操培训。 场景编辑、注入和回放系统辅助实操培训。 提供各类操作统计、误操作报警和操作统计汇报。1. 形象生动原理试验 原理动画结合原理场景数据进行场景教学。 原理场景和故障场景结合。 实时讨论互动区配合原理教学。CBTC仿真试验体系3. 全方面专业培训考评 提供笔试、运行操作和故障处理等考评内容。 提供单工种、多工种等灵活考评方案。 提供详细专业考评结果。 对未经过考评人员提供专业提升意见。仿真试验第二步试

26、验考评第三步原理试验第一步试验体系平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第49页原理场景数据：ATO精准停车场景；调度操作原理场景；多车追踪MA计算场景；.1. 原理试验平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第50页真车仿真平台设备间调度台教员台车站操作台搭建一套完整信号系统试验平台，给学生最真实体验。模拟驾驶器调度大屏仿真平台设备间教师台调度台车站操作台仿真车2. 现场仿真试验平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第51页 司机题库 中心调度员题库 车站调度员题库 综合题库题库考评仿真考评故障处理考评汇报 综合评定汇报 误操作统计汇报 操作统计汇报 改进意见汇报 调度中心试验 站务试验 司机

27、试验 线路故障场景处理 信号设备故障处理 信号系统故障处理3. 试验考评平台一城市铁路CBTC虚拟仿真试验平台第52页高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台平台二第53页平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台系统原理第54页系统架构平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第55页平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第56页试验模块CTCS列控系统故障模拟试验模块CTCS列控系统运行场景试验模块CTCS列控系统仿真开发试验模块CTCS列控系统实际操作试验模块平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第57页1. 故障模拟试验模块 下设有源应答器通道故障试验、列控中心总线数据错误试验、列控中心相邻设备接口故

28、障试验、驱采接口故障试验、应答器故障试验、轨道电路故障试验、ATP速度接口故障试验、列车接口故障试验等8个试验。系统仿真开发试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：列控系统故障在真实线路上无法灵活模拟，而且会带来设备和线路破坏，经过虚拟仿真环境能够方便设置这些故障；虚拟仿真环境能够灵活多变设置各关键设备或接口方面故障，而且因为列控系统组成复杂，一个关键设备出现故障后，在现场无法同时检察或发觉各个环境反应，而虚拟仿真环境能够处理这一问题。平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第58页1. 故障模拟试验模块平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第59页1. 故障模拟试验模块平台二高速铁路CTCS虚

29、拟仿真试验平台第60页2. 运行场景试验模块 依据不一样级别，CTCS-3级原理试验下设注册与开启、注销、等级转换、RBC切换、自动过分相、TAF功效以及行车许可等6个运行场景试验。 CTCS-2级原理试验下设暂时限速、有源应答器等2个场景试验。模式转换设置1个场景试验。系统运行场景试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：作为支撑列车运行控制系统这门课程试验，系统原理只凭课堂讲授难以被学生消化，而且普通现场录像等方式对于揭示列控系统运行原理本质作用是有限，很多系统原理无法经过外部现象表达出来，所以经过这种虚拟场景试验方式进行展现；高速铁路列控系统运行主要是经过场景这一分类方式表达出来，CTCS

30、-2和CTCS-3级列控系统运行场景众多且流程分支复杂，经过虚拟仿真方式系统将场景脉络梳理清楚，而且加强与学生互动步骤，帮助深入了解列控系统运行场景。平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第61页2、运行场景试验模块：平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第62页3. 仿真开发试验模块 系统仿真开发试验经过平台提供开放仿真环境，可经过模块化设备组成及软件结构向学生提供列控系统开发环境，实现学生独立开发列控系统功效模块，并在平台上进行验证。下设ATP速度曲线计算、ATP行车许可使用功效设计、车载应答器报文接收及解析等3个试验。系统仿真开发试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：让学生独立对组成列

31、控系统车载及地面设备进行软件开发是在真实情况下无法做到，只有在虚拟仿真环境下能够得以实现；对列控系统原理学习最终应转化为能够处理实际工程问题，在虚拟仿真环境下进行独立开发，并利用仿真环境对所开发软件进行运行和验证，能够使学生真正了解列控系统原理并切身体会列控系统开发过程。平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第63页3、仿真开发试验模块：平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第64页4. 实际操作试验模块 系统仿真开发试验经过平台提供半实物仿真环境，可支持学生进行列控系统各关键组成部分实际操作试验。下设车载设备CTCS-3级正常驾驶、车载设备CTCS-2级正常驾驶、车载设备降级运行等3个试验。

32、系统仿真开发试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：让学生参加进行关键列控设备操作在现场真实情况下是无法做到，让学生不用进入现场真实环境就能够使用虚拟仿真环境对实际列控系统进行操作试验，只有在虚拟仿真环境下能够得以实现；在理论学习基础上，结合实际操作经验，而且因为仿真环境能够灵活设置各种运行序列和环境，能够模拟现场难以出现各种情况，而且灵活组合、实时改变所需环境，能够使学生尽可能多学习设备实际操作。平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第65页4. 实际操作试验模块(1)设置运行线路(2)摆放列车等启动仿真系统和接口适配运行仿真系统和实际设备结合运行在真实设备上观察状态或进行其他操作试验开展平

33、台及流程平台二高速铁路CTCS虚拟仿真试验平台第66页轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台平台三第67页TD-LTE高铁通信方案平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第68页LTE网络TD-LTE虚拟仿真平台平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第69页能够仿真各种无线信道条件下电波传输环境，对包含GSM-R、LTE、WiFi等各种无线通信系统在不一样电波传输环境下性能进行仿真试验。支持各种无线通信设备，如基站、移动终端、直放站、中继站等。能够将高速铁路现场实地采集数据，送入仿真平台进行仿真，实现了试验室仿真与工程无缝对接。用户能够经过校园网远程使用平台，实现设备开放和共享。平台特色：平台三轨道交

34、通车地通信虚拟仿真试验平台第70页试验模块无线信道仿真试验模块网络规划设计试验模块越区切换模拟试验模块网络性能评定与优化试验模块平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第71页平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台试验项目第72页1.无线信道仿真试验模块 无线信道仿真试验模块分为电波传输和信道仿真两个部分。试验平台能够经过设定仿真中信道载波中心频率、信道环境移动速度、信道冲击响应更新速率、射频本振频率等指标，模拟不一样场景。其中，电波传输下设高架桥、地堑、平原、丘陵等4个高速铁路场景试验；信道仿真下设41 MISO、22 MIMO等2个信道仿真试验。无线信道仿真试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下

35、原因：无线电波传输理论较为抽象，单从理论教学学习，学生极难深刻直观了解其中原理，经过虚拟仿真试验，能够更加好将抽象知识展现，帮助学生了解和学习。高速铁路环境地形（平原、丘陵、高架桥）各异，实地研究教学条件不允许。经过虚拟仿真试验，能够尽可能真实开展试验教学。平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第73页1. 无线信道仿真试验模块平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第74页2. 网络规划设计试验模块 系统平台提供各种组网方式网络环境模拟，学生能够方便调整网络参数，依据不一样场景实际需要，独立开展网络规划试验。本模块下设分别对人口密集城区和人口稀疏郊区设计频率规划、站址规划、邻区规划等6个网络规

36、划试验。网络规划设计试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：网络规划直接关系到通信质量与高铁安全，在实际工作中不可能为学生提供真实场景去学习和实践，而虚拟仿真方法能够在低成本、高安全性前提下，为学生提供最贴近真实场景学习环境。平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第75页2. 网络规划设计试验模块平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第76页3. 越区切换模拟试验模块 系统平台能够模拟高速铁路列车移动过程中信号强度实时改变情况，并提供开放仿真环境。学生能够依靠平台，独立完成越区切换模块，实现列车真实切换过程虚拟仿真和切换性能分析。本试验模块下设切换信令流程、重合区设置方案、切换性能分析等3个试

37、验。越区切换模拟试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：学生独立完成高速铁路无线通信系统越区切换是在真实场景中无法做到，试验场地和教学条件都无法满足，只有在虚拟仿真环境中才能够实现。越区切换是高铁无线通信系统研究关键问题之一，经过一套试验平台，学生能够完成信令流程认知、重合区设置方案设计，并对各种切换性能指标进行仿真分析，在到达一样加深学生理论了解效果下，极大地降低了教学成本。平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第77页3. 越区切换模拟试验模块平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台第78页平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台4. 网络性能评定与优化试验模块 系统平台能够提供不一样地形、不

38、一样移动速度、不一样干扰环境，学生经过深刻了解无线通信网络性能指标含义，对网络性能关键指标进行评定，自主提出并完成网络优化方案。依据不一样性能指标，本试验下设吞吐量、丢包率、覆盖范围、小区边缘用户干扰、附着成功率和时延等6个网络性能评定与优化试验。网络性能评定与优化试验模块下虚拟仿真试验设置考虑以下原因：网络性能评定与优化是通信网络主要工程问题，在真实场景中无法做到，学生过程在虚拟仿真完成这部分试验，能够很好锻炼处理实际问题能力，缩短在校学生和工作项目标距离，使理论知识和实际工程问题更加好接轨，为企业培养技术人才。第79页平台三轨道交通车地通信虚拟仿真试验平台4、网络性能评定与优化试验模块：第

39、80页轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台平台四第81页平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台因为电磁现象极难直观演示和体验，物理概念不易了解，轨道交通电磁兼容及抗干扰一直是学习难点，学生往往也缺乏足够学习兴趣。本平台与业界著名电磁仿真软件ANSYS企业合作，引入了ANSYS企业主流专业电磁计算仿真平台，把各类无法直接体验到电磁现象，如电磁波传输、天线辐射等等现象，形象地演示出来，帮助学生了解电磁概念，培养学习兴趣和兴趣。在研究性教学研究一些复杂电磁问题时，经典电磁解析方法已不再适用，需要经过数值计算方法来分析，采取专业电磁计算仿真平台，可关注于详细问题，快速、准确地计算出数值解，再进行深入分析研

40、究。第82页试验模块电磁干扰模拟测试试验模块电磁仿真试验模块平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第83页轨道交通电磁干扰模拟及抗扰度测试试验设置考虑以下原因：电磁场电磁波本身看不见、摸不着，而且电磁兼容中“场”理论与电路中“路”理论在学习和了解方法上有很大区分，学生们普遍反应极难建立电磁场基本概念，对电磁兼容基本理论也极难了解。所以，需要经过设计电磁干扰模拟及抗扰度测试试验来形象生动地显示各种电磁干扰波形、详细耦合方式，以及电磁兼容办法抑制效果，从而深入了解电磁干扰本质和电磁兼容基本原理。轨道交通运行现场电磁环境非常复杂，许多电磁骚扰含有瞬时性、偶发性和实时性特点，这些骚扰极难被给予重现和测

41、量。而且在运行现场为了人员和设备安全，通常也不允许进行电磁兼容测试和电磁兼容整改。电磁干扰模拟测试子平台能够重复生成轨道交通现场各种电磁干扰，并允许学生们随时验证电磁干扰抑制办法效果。平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第84页平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第85页系统架构平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第86页平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第87页轨道交通电磁仿真试验设置考虑以下原因：电磁场测量需要昂贵专业测试仪器，同时轨道交通运行现场通常也不允许进行电磁环境测量。在实际情况下，学生无法经过测试伎俩了解轨道交通系统车载及地面设备电磁特征，只有经过仿真软件给予实现；电磁

42、兼容设计效果假如经过实物给予验证不但成本高、周期长，许多情况下也难以实现。学生在基于软件仿真环境下进行电磁兼容设计和验证，能够近乎零成本快速验证各种电磁兼容设计实际效果，不但有利于学生深入了解电磁兼容原理，并切身体会不一样电磁兼容办法实际作用和效果。平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第88页平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第89页系统架构平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第90页平台四轨道交通电磁兼容虚拟仿真试验平台第91页轨道交通通信与控制虚拟仿真试验教学中心实 施 方 案第92页实施方案第93页实施方案1. 综合调度/综合监控2. 未来轨道交通3. 磁悬浮列控仿真系统4. 城铁列控仿真系统5. 高铁列控仿真系统6. 普铁驼峰仿真系统第94页综合调度/综合监控列车