鐵路站場及樞紐三維仿真系統(tǒng)在教學中的應用

郝群茹 張春民

﹝摘要﹞作為鐵路運輸專業(yè)一門專業(yè)必修課，<<鐵路站場及樞紐設計>>這門課在教學內容上涉及諸多實踐性很強的內容，有必要大力開發(fā)和應用鐵路站場及樞紐三維仿真系統(tǒng)，以便使枯燥、繁冗的內容變得生動、直觀、逼真起來，達到良好教學效果。

﹝關鍵詞﹞鐵路站場及樞紐設計三維仿真系統(tǒng)教學應用

引言

隨著我國國民經濟的高速發(fā)展，鐵路運輸行業(yè)的運力、運能等也在快速發(fā)展。作為鐵路運輸生產中至為重要的關鍵性基地，鐵路站場及樞紐在其技術、手段、工藝等方面也在連續(xù)不斷取得進步和突破。

作為鐵路運輸專業(yè)一門專業(yè)必修課，<<鐵路站場及樞紐設計>>這門課在教學內容上涉及諸多實踐性很強的內容，而現有的平面化的教學模式使學生在面對這門實踐性極強的課程時，在接受和理解上相對比較困難。

鑒于此，我院于2010年底提出《鐵路站場及樞紐三維仿真平臺的開發(fā)》項目研究設想，筆者參與了該項目的研發(fā)工作，并于2011年6月完成了該三維仿真系統(tǒng)的研發(fā)工作，現已投入教學應用。

二、三維仿真系統(tǒng)的功能構成：

該系統(tǒng)以實際編組站有關平面數據為基礎，運用3Dmax、和autocad等軟件設計出編組站的三維立體圖形，并設計了相關的車站靜態(tài)設備，運用動畫制作將編組站技術作業(yè)流程動態(tài)演示出來。主要涵括如下功能：

（一） 編組站直通作業(yè)演示

1直通作業(yè)中列車進站過程演示（圖1）

2.直通作業(yè)中機車摘掛后入段的過程演示（圖2）。

3.是直通作業(yè)中機車出段的過程（圖略）。

4.直通作業(yè)中無改編中轉列車機車換掛后出站的過程（圖略）。

圖1

（二） 編組站解體作業(yè)演示

1.解體作業(yè)中改編中轉車輛的機車摘掛入段的過程演示（圖略）。

2.解體作業(yè)中改編中轉車輛被調機牽出上峰解體的的過程演示（圖略）。

3.列車的解體過程演示（圖3）

圖2

圖3

（三）編組站編組作業(yè)演示

1.調機在編組場內整場過程演示。（圖略）

2.調機將編好的車列牽出調車場拉進出發(fā)場過程演示（圖4）。

圖4

三、該三維仿真系統(tǒng)在教學中的應用特點：

1、該系統(tǒng)在設計過程中完全忠實于鐵路站場與樞紐的實際構成，如：主要線路、道岔、

信號機、機車、列車、站臺等主要設備的位置、外形、尺寸、比例均嚴格采用了實際數據。故該立體仿真平臺各方面功能和指標在教學應用中具有直觀、逼真、完整、準確、全面的特點。教學過程中，無論是教師演示還是學生親自操作，學生眼中所見不再是生澀的數據、呆板的平面圖形，設備形式與生產過程均非常清晰，非常易于學生接受和理解。

2、界面簡潔，便于使用、便于操作，功能全面，能時實設置現場生產全部及局部情景、狀態(tài)，并能實現時實處理。例如，對A端平行作業(yè)，B端平行作業(yè)，客貨交叉作業(yè)，貨調交叉作業(yè)，調調交叉作業(yè)，貨貨交叉作業(yè)等均能實施情景設置。學生在操作中以生產者或生產指揮者的身份進行各種情景設置和處理，可以極大激發(fā)學生學習的興趣，并能極大提高學生發(fā)現問題、解決問題的能力。

3、界面中留有專門的修改窗口，能根據鐵路運輸生產不斷發(fā)展的實際狀態(tài)及時補充和

改進相關參數。另外，相關數據的修改也就意味著站型和生產量的改變，這種窗口同時也為教學和考試留下了相當方便的設置平臺。教師可以利用課堂時間有機改變相關參數，提出與當堂內容有關問題，及時檢驗和發(fā)現學生學者自重的有關問題，加強教學效果。

四、情景設置應注意的問題：

1、情景內容要由易到難，循序漸進遵循學習規(guī)律。

2、情景內容應具有連續(xù)性，能把前后所學有機連貫起來。

3、情景要和鐵路生產現場實際充分結合，具有一定的現實性，以保證學習的實效性。

4、內容要和鐵路運輸生產的發(fā)展相吻合，具有一定的科學性和前瞻性，以啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

五、結語：

根據自身對該三維仿真系統(tǒng)在教學中的應用體會，廣泛征集了學生和應用教師的意見，筆者認為，該系統(tǒng)具有很高的可靠性，同時對本門課程的教學具有很大的促進作用，收到了良好的效果。

參考文獻：

﹝1﹞ 潘立武、張迪.MCLA教學模式在計算機實踐教學中的研究

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。