虚拟仿真技术在ATS系统教学中的应用研究

牛行通

（吉林铁道职业技术学院，吉林 吉林 132200）

高职院校相对其他本科院校，其办学程度不高，文化底蕴比较薄弱，师资力量不强，学生的知识文化程度较低。通过走访调查，发现铁路通信信号专业的学生对当前所授内容不满意，尤其是ATS系统，认为所学知识无法满足铁路专业技术岗位需求；实践环节不足，实习存在单一化、模式化，其学习效果不好。列车自动监控系统ATS作为CBTC系统的子系统，由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。学生可以通过具体的ATS系统实训项目学习了解地铁轨道占用状态、列车运行状态、进路状态、以及信号设备故障等。在教学过程中需要学生掌握很多技能，但是，目前铁路信号专业实训设备昂贵，实训条件有限，这就需要我们探索新的教学方法。虚拟仿真技术运用能真正的提高学生的实践能力，可以使学生在虚拟环境下，模拟所需要的实践项目，来加强学生的实践能力。因此，研究虚拟仿真技术，把虚拟仿真技术运用到铁路ATS系统中，是当前教学中研究课题之一。

1 ATS系统教学中使用虚拟仿真技术的必要性

（1）铁路ATS系统属于通信信号专业，其专业理论性强，而又是以实践为基础的一部分内容，学生们学好相关知识，能为大学阶段学习其他内容提供先决条件，为之后从事轨道交通通信信号相关专业打下坚实的基础。高职院校学生基础比较薄弱，学习理论知识较为困难，容易接受直观易懂的东西，因此，动手操作能力比较强，应该用相应的仿真软件进行教学，来辅助学生的薄弱知识点，有助于学生尽快理解所学专业知识，使学生能够理论与实践相融合，方便学生学习所授专业课。

（2）实训室是学生学习专业知识，重点培养学生实践能力，并注重学生创新能力的所在地，通过上课所授知识，可以对理论知识进行一一验证，加深学生对所授课程的理解，同时通过实训实践，培养学生的创新精神，提高学生的创新意识，和科学的实践方式。但是，铁路信号专业实训设备费用较高，而且耗时、耗力，具有不可逆和不可重复性等。而利用现代的虚拟仿真技术正好能弥补其不足，加强学生的实训技能，辅助实训教学，对学生们进行虚拟实训训练，引导学生积极开展虚拟实训活动，利于培养出实践性能强的高级技能型人才。

（3）当前ATS系统教学中，所开发的实训项目单一，学生按部就班地完成老师交代的实训任务，缺乏应有的实践能力。在学生学习过程中，要让他们从中掌握基本技能，并培养其获取知识的能力。而虚拟仿真技术可以用于教学，加强学生的综合实力，对学生们的潜力培养具有重要意义。

2 虚拟仿真技术在ATS系统教学中的应用

2.1 虚拟仿真技术引入课堂

作为高职院校的学生，更应该注重自己的实践能力，而大部分只是对所授内容理论性的传授，而对实践技能不太重视，在这种方式下，可能会导致学生动手能力较差，基础知识不能与实践相结合，不能充分改善理论知识的单一性，而出现极度的厌学情绪，而虚拟ATS系统的应用，能够改善这种情况，让学生获得实践锻炼，培养活跃的思维意识，从而能够实践与理论相结合，获得丰富的实践技能，同时，有助于更加深刻地理解理论知识。ATS虚拟仿真的应用既能节省时间，又能减少消耗，通过仿真模拟，能够把铁路信号抽象的东西变得直观，容易理解，便于学习。

2.2 提高ATS系统教学设施，增强实践操作能力

ATS系统是面向铁路信号岗位的，具有极强的实践性，通过具体实践可以检验学生所学情况，在高职院校的教学中，利用仿真技术，通过模拟实训，进行ATS系统的实践与操作。例如，道岔的定反位操作、人工进路的控制操作、信号机的控制操作等，可以帮助学生学习更多的专业知识，来作用于实践，来开拓学生的视野，提升教学效果，也可根据学生自身特点，进行教学活动，来提高学生的实践能力。

2.3 加强校企合作，建设高水平ATS虚拟实训室

虚拟ATS系统必须能够再现真实的工作场景，这就要求加强校企合作，使得企业和学校合作共同建设虚拟ATS系统，提高所需要的教学设备与教学条件，从而提高高职院校的办学水平与综合实力。学生也可以接触到更为先进的基础设施，在有限的时间与条件下提高自己的专业水平与实践能力。

ATS虚拟仿真能够模拟铁路信号多项操作功能，具有极强的开放性与扩展性，通过建立更多ATS虚拟仿真实训基地，使同学们掌握更多的实践技能，尽快与企业进行对接，才能适应企业所需人才的需求，有针对性地培养出城市轨道交通方面的技能性人才。

3 结 语

基于CBTC的虚拟ATS子系统，符合铁路通信信号教学特点，能够提高学生的基础知识与实践水平，在高职院校CBTC系统的教学中，可以创设虚拟实训基地，打造虚拟ATS系统，共建高水平CBTC系统实训平台，进而提升学生的专业素质，从而使学生的学业与工作更进一层。