轨道交通通信信号专业人才培养体系新探

摘要：针对轨道交通对通信信号专业人才的需求，通过对轨道交通通信信号系统进行分析，指出通信信号专业所涉及的技术体系。在技术体系的基础上，借鉴其他高等院校的培养经验，对在通信工程专业下轨道交通通信信号专业人才的培养体系进行研究，提出通信工程专业轨道交通通信信号人才的培养体系，以保证满足轨道交通对人才的需求。

关键词：轨道交通；课程体系；通信信号；技术体系

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0023-02

轨道交通的快速发展在大力缓解城市的交通拥挤现状、降低能源消耗和污染的同时带动了相关产业链的发展，促进了城市经济的快速发展，但未来数年内将一直面临着人才短缺的问题。特别是线路投入运营后，需要的运营管理人才较多，人才缺口较大。城市轨道交通较高的安全标准也对人才的培养、培训都提出很高的质量和时间要求。这种人才紧缺状况给高等院校提出了一个现实问题：如何培养合格的轨道交通行业急需的人才。

2012年前，轨道交通通信信号人才培养基地主要局限于原铁道部所属高校和铁路职业技校。[1]随着城市轨道交通的快速发展，原铁道部高校培养的轨道交通人才在数量上远远满足不了轨道交通行业对人才的需求。针对轨道交通行业对人才的实际需求状况，一些地方高校和教育部直属高校也及时开展了轨道交通通信信号方面人才的培养，如苏州大学、上海工程技术大学等。同时，教育部在2012年9月对本科专业目录做出了相应的调整，在自动化类下设轨道交通信号与控制专业（专业代码080802T）。

本文在对轨道交通通信信号系统技术体系进行分析的基础上，按照“科学技术就是第一生产力”思想，对通信工程专业下轨道交通通信信号人才的培养体系进行研究，以满足轨道交通行业对人才的需求。

一、轨道交通通信信号技术体系

城市轨道交通运输和铁路运输是轨道交通运输方式中的两大主要运输方式，对旅客出行和货物运输具有举足轻重的作用。目前，铁路运输通信信号采用CTCS（China Train Control System）标准，城市轨道交通则采取基于CBTC（Communication-Based Train Control）的ATC（Automatic Train Control）系统。本文分别从几个方面对这两种信号系统涉及到的具体技术进行讨论。

1.列车运行定位

城市轨道交通和铁路运输在列车运行定位方面采取了不同的技术。新修建的城市轨道交通对列车的定位采取无线移动闭塞，主要是通过采用“移动通信+信标”的方式对列车进行定位。[2，3]国内高速铁路采用了CTCS3标准，即无线移动闭塞机制，同时兼容CTCS2标准。但在既有线上，铁路运输仍然采取轨道电路技术对列车运行进行定位。从所采用的技术来看，无论是城市轨道还是铁路运输，无线移动闭塞、轨道电路、计轴器或应答器等信号设备主要涉及到电路理论、电子电路理论以及无线通信理论等。

2.车站信号设备和控制系统

无论是城市轨道交通还是铁路运输，车站信号设备的主要功能是对列车的进路和信号灯进行控制。车站信号设备对进路的控制主要是通过对道岔的控制来实现对进路的控制。车站信号设备主要包括道岔和信号灯、转辙机和联锁设备三大部分。因此，车站信号设备和系统主要涉及继电器控制、计算机控制和电子电路等方面的技术。

3.列车运行控制系统

列车运行控制系统主要是对列车本身进行自动控制，避免与其他列车发生追尾或侧撞，达到安全行车的目的。[4]地面设备和车载设备是列控系统的两个核心部件。因此，列车运行控制系统主要涉及电力拖动、最优控制和电气检测等方面的理论知识。

4.通信系统

通信系统是轨道交通运输系统中的关键子系统之一，其主要作用是传递各类信息。轨道交通中主要存在两方面的通信：车地之间的通信和地面设备之间的通信。在采用CTCS3标准的高速铁路中，车地之间的通信采用GSM-R技术，采用CBTC技术的城市轨道交通则采用WLAN技术。地面设备之间的通信主要指调度中心设备与车站设备、车站之间、调度中心设备之间的通信，主要采用光纤通信技术和计算机网络通信技术。

5.轨道交通运营调度管理系统

在具备路、车以及通信信号基础设施的基础上，所有列车的运行均需要在统一指挥调度下才可安全、有秩序运行。在铁路运输系统中，指挥调度系统按照车站调度、铁路局调度和铁道部调度三级调度组织机构进行设置，铁路局调度直接对列车的运行过程进行调度，是最核心的部分。在城市轨道交通中，指挥调度系统按照车站、区域调度和运营协调及应急指挥中心三级调度组织机构进行设置。其涉及的主要技术是软件技术、数据库技术、计算机网络技术等技术。

由上述的分析可知，轨道交通通信信号领域主要涉及电子电路、继电器控制、自动控制、计算机控制、通信、软件设计、数据库等理论知识，横跨控制学科、通信学科和计算机学科三个主要学科，是典型的多学科知识在轨道交通领域中的一个综合应用。

二、国内高校专业人才培养体系

目前，国内轨道交通通信信号人才主要来自于铁路技校或高职院校、原属铁道部的高校以及铁道科学研究院等研究院所。西南交通大学对轨道交通通信信号人才的培养分布在信息科学与技术学院。该学院设有10个本科专业，在自动化专业下设交通信息工程及控制方向，主要培养从事铁路及城市交通信号与控制方面的研究、设计、集成、开发、应用和经营管理方面的人才。其课程体系综合了计算机、自动化和交通运输三个学科方面的课程，专业基础课主要包括：电路分析、电子技术、微机接口、自动控制理论、信号与系统、自动检测技术、高级语言程序设计、计算机网络等，专业课主要包括：现代高速铁路概论、铁路信号基础、区间信号自动控制、车站信号自动控制、铁路调度指挥系统、列车运行控制和城市轨道交通控制等。目前，西南交通大学已增设轨道交通信号与控制专业。北京交通大学、兰州交通大学与西南交通大学类似，均是在自动化专业下设铁道信号方向，其课程体系与西南交通大学基本相同，其人才培养主要偏重于铁路运输通信信号方面的人才，同时兼顾城市轨道交通通信信号人才的培养，课程体系相对比较完善。

三、培养体系

早在1988年，邓小平同志就提出了“科学技术是第一生产力”。高等院校是培养人才的地方，准确说应该是培养生产力第一要素（劳动者）的基地。如何让学生掌握相关专业的科学技术以及培养学生将科学技术转换为生产力的能力是高等院校的主要任务，高等院校的人才培养体系应围绕课程体系和实践体系两方面来进行。

1.课程体系的设置

课程体系是解决如何让学生掌握相关专业的科学技术知识。通过对轨道交通通信信号技术体系的分析可知，轨道交通通信信号涉及通信技术、自动化技术、电子技术以及计算机技术等多门技术，是多门相关技术在轨道交通中的综合运用，同时需要交通运输工程学科提供有关轨道交通运输背景知识。它们之间的关系如图1所示。

重庆交通大学是在信息科学与工程学院通信工程专业下对轨道交通通信信号人才进行培养。通识课程包括高等数学、工程数学、英语、政治类等课程。如前所述，轨道交通通信信号涉及通信技术、自动化技术、电子技术和计算机技术等多项技术。专业基础课程的设置要兼顾相关专业的课程。本文提出了专业基础课应设置通信、电子、控制和计算机四类课程，使学生掌握相关专业的基础知识。专业基础课侧重于通信、控制和电子三大类课程，同时兼顾计算机类课程，拓宽学生的知识面。

2.实践体系的设置

实践体系的任务是解决知识转换为生产力问题，即培养学生分析问题和解决问题的能力。轨道交通通信信号技术的实践面临的关键问题是设备缺乏，原因在于设备价格昂贵以及占地面积比较大。鉴于此种情况，我院在实践体系方面采取“校内常规实验+科研参与+校外实践”机制。

（1）校内常规实验。常规实验与通常所说的实验课相同，即每门专业基础课和专业课附带一定的实验学时，其目的是加深学生对基本理论和原理的理解。

（2）科研参与机制。让学生参与到教师的科研项目中，通过教师的科研项目培训学生分析问题和解决问题的能力。

（3）校外实践机制。校外实践主要是组织学生到轨道交通运输企业去实践，亲身体验轨道交通运营管理机制以及通信信号设备的工作流程。

通过实践体系的实施，学生可将所学知识在实际中加以运用，提高分析问题和解决问题的能力，缩短学生与企业要求之间的差距。

四、结论

城市轨道交通和铁路运输的快速发展促进了地区经济和国民经济的快速发展，但同时向高等院校提出了一个严峻的问题：如何培养高质量的轨道交通人才。本文针对重庆市及周边城市轨道交通发展的状况，结合轨道交通行业对人才的需求和重庆交通大学的实际情况，在对轨道交通信信号系统进行分析的基础上以及借鉴其他高等院校办学的经验基础上，提出了在通信工程专业下设轨道交通通信信号方向的培养体系。

参考文献：

[1]罗建国，张丽华，城市轨道交通对技能型人才的需求[J].中国科教创新导刊，2011，（34）：191.

[2]刘晓娟.城市轨道交通CBTC系统关键技术研究[D].兰州：兰州交通大学，2009.

[3]曹启滨.城市轨道交通列车定位方法分析[J].城轨交通，2012，9（1）：55-56.

[4]徐杰，郜洪民，张楚潘.城市轨道交通CBTC关键技术——列车自动驾驶（ATO）子系统[J].现代城市轨道交通，2012，（1）：1-4.

（责任编辑：刘辉）

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