城軌控制專業網絡能力培養與課程設計研究

白宏圖 施艷容 馬小玲

（西安鐵路職業技術學院，陜西 西安 710014）

城軌控制專業網絡能力培養與課程設計研究

白宏圖 施艷容 馬小玲

（西安鐵路職業技術學院，陜西 西安 710014）

本文在對城市軌道交通人才崗位需求分析的基礎上，對城軌控制專業網絡崗位技能進行了分析，并分析了專業能力與課程設計的對應關系，構建了課程框架體系，為城軌控制專業的專業標準與人才培養方案建設奠定了基礎。

城軌控制；網絡能力；課程設計

1 引言

隨著我國城市軌道交通的規模化、高速化發展，信息網絡化使城市軌道交通的各類信息能夠迅速上通下達，準確獲得軌道交通系統運營的各類實時信息[1]。地面局域網及車-地無線通信網將城市軌道交通的控制中心和車站連成一個有機整體，使控制中心能夠全面監控全線列車的運行情況，以便靈活配置系統資源，確保軌道交通安全，提高為旅客服務的高效性和智能性。

城軌控制業是我院示范建設專業，近年來城軌控制相關技術發展非常快。教學中一些講解系統還使用以往的網絡設備對通用的網絡通信技術進行介紹，沒有針對城軌信號控制專業專用的局域網技術。當前課程體系存在的不足主要體現在：究竟需要培養哪些網絡方面的技能，使得這些技能與城軌控制專業更好地緊密結合，而網絡系統涉及面廣，如何在相應的時間內讓學生學到對走上工作崗位最有用的技術，又能兼顧拓展學生知識面和視野，為學生長期發展打好基礎，這涉及到各個知識點的梳理以及深淺程度的把控，課程內容的設計等諸多問題。

2 課程設計背景

2.1 城軌控制專業網絡能力需求

通過調研，分析城軌控制崗位群及崗位技能需求，得出該專業對網絡能力的需求[2]如表1所示。

表1 城軌控制專業網絡能力需求分析表

2.2 城軌控制專業網絡課程開設現狀與不足

目前城軌控制專業開設的網絡課程是計算機工業控制網絡技術，開設的主要內容有：

一方面是計算機網絡技術，主要內容包括：工業控制網絡的發展、特點及分類，計算機網絡的組成及拓撲結構；計算機網絡的OSI/RM及TCP/IP體系結構；網絡互聯設備的功能與應用；局域網的結構、標準，以太網的組建及維護，WLAN的標準與特點。

另一方面是現場總線，主要內容包括：CAN總線技術特點及協議規范及實際應用；PROFIBUS總線的分類、協議結構和傳輸技術及實際應用。

培養技能主要表現在：計算機網絡的組建、設置及應用；

CAN、PROFIBUS總線的設計及應用。

由此可以看出，目前城軌控制專業人才培養方案中網絡課程設置和技能培養情況與現場的需求還有一定差距，主要存在的問題有：

（1）網絡課程設置缺乏系統化

由于城軌控制專業的技術新、設備新，并且與網絡技術結合緊密，所以，培養學生相關網絡能力培養是非常必要的，而目前國內同類高職院校在這方面的研究比較少，沒有跟上城軌交通高度網絡化的步伐，一定程度上對網絡技術的通用性研究多，所以在網絡課程的設置方面，特別是在教學中，大部分的講解系統還使用以往的網絡設備對通用的網絡通信技術進行介紹，沒有針對城軌控制專業專用的局域網技術，使該專業的網絡課程設置相對孤立，缺乏針對性和系統化設計[3]，一定程度上阻礙了專業技能人才的培養。

（2）網絡相關課程標準的制定缺乏精準

課程標準是課程教學的根本，在內容的選擇、課時的分配、重難點標注、講授的深淺等方面都需要根據專業需求，進行整體把握并具體說明[4]。這就需要制定相關課程標準的人，即需要懂專業，又需要知道計算機技術與專業技能培養的結合點，只有這樣才能達到最佳效果，然而，目前城軌控制專業教師對專業知識和計算機網絡能力二者兼備且能力都強者較少，這樣在制定相關課程標準時，對內容選取、課時分配等方面缺乏精準，需要深入調研和總結。

3 城軌控制專業網絡課程設計

3.1 城軌控制專業網絡課程設計

通過對城軌控制專業崗位技能的深入分析，找到專業技能與網絡技能的對接點，并根據專業網絡能力需求分析，結合專業技能要求，設計城軌控制專業的網絡課程名稱為《計算機工業控制網絡技術》，本課程是城市軌道交通控制專業必修的核心專業課程，安排在第二學年第二學期。

3.2 城軌控制專業網絡課程實踐

（1）課程教學目標

通過本課程的學習，使學生了解計算機局域網技術和拓撲結構，掌握開放式網絡互連參考模型、TCP/IP參考模型的組成及功能，熟悉網絡組建、設置與維護方法。熟悉PROFIBS總線、CAN總線的組成和原理，掌握總線的軟硬件組態及接口技術，熟悉總線相關協議。了解數據庫基本概念、技術發展，掌握SQL Server的安裝與使用方法，熟悉SQL Server的管理。

（2）課程內容規劃

《計算機工業控制網絡技術》課程的主要內容主要包括局域網的組建與維護、PROFIBUS總線維護、CAN總線等，其規劃內容為：

項目1．局域網的組建與維護

學習目標為：熟練掌握網絡的原理及拓撲結構；能認識各種網絡設備和傳輸介質；能夠熟練地進行局域網的組網；能夠理解網絡體系結構模型；掌握通信基礎知識；理解局域網訪問控制方式。

重點：局域網概念、網絡原理及網絡互連設備的選用、通信基礎知識。

難點：網絡體系結構及相關網絡標準、局域網訪問控制方式。

項目2．PROFIBUS總線維護

學習目標為：PROFIBUS總線通信原理；PROFIBUS總線傳輸技術；PROFIBUS系統配置及設備選型；PROFIBUS總線組成；PROFIBUS總線的組態應用。

重點：PROFIBUS總線協議結構、總線訪問協議、系統規劃、PROFIBUS-DP功能。

難點：PROFIBUS總線協議結構、總線訪問協議、系統規劃、PROFIBUS-DP功能。

項目3．CAN總線

學習目標為：熟練掌握CAN總線的原理及拓撲結構；熟練掌握CAN總線各種設備；能夠熟練地進行CAN總線設備的配置；能夠熟練的進行CAN總線設計。

重點：典型CAN控制器、CAN的位仲裁技術、CAN報文及其結構、CAN總線工作原理及其特點、總線終端及網絡拓撲結構。

難點：典型CAN控制器、CAN報文及其結構、CAN總線工作原理及其特點、總線終端及網絡拓撲結構。

項目4．工業以太網

學習目標為：熟練掌握工業以太網的原理及拓撲結構，能認識各種網絡設備；能夠熟練地進行工業以太網的組網及布線；能夠了解工業以太網的應用。

重點：工業以太網發展及特點、工業以太網的網絡拓撲結構、工業以太網組網技術PROFInet的實時通信解決方案。

難點：工業以太網發展及特點、工業以太網的網絡拓撲結構、工業以太網組網技術PROFInet的實時通信解決方案。

4 結束語

在我國城軌交通大面積建設的形勢下，地鐵的通信信號系統在保證列車高效、準點運行過程中起到了關鍵作用，而確保網絡正常、有序傳輸信息也是保證地鐵正常運營的重要部分之一。合理配置和優化網絡有著重要意義。這使得學生對網絡技能的掌握尤為重要。本文在對城市軌道交通人才崗位需求分析的基礎上，對城軌控制專業網絡崗位技能進

行了分析，并在此基礎上分析專業能力與課程設計的對應關系，構建了課程框架體系，為城軌控制專業的專業標準與人才培養方案建設奠定了基礎[5]。

[1]陳享成．城市軌道交通控制專業分階段能力培養方案的研究與實踐[J]．鄭州鐵路職業技術學院學報，2013(3）：26-30．

[2]梁英，施艷容．城軌控制專業計算機能力培養與課程整合研究[J].計算技術與自動化，2016(1)：107-110．

[3]侯曉音．淺談城市軌道交通控制專業人才培養方案的課程項目化設計[J]．群文天地，2012(18)：213-214．

[4]李捷，侯德文，楊柳文．基于工作過程的城軌運營專業課程體系設計與優化研究[J]．企業導報，2014(23)：89-89．

[5]慕威．城市軌道交通運營管理專業崗位能力與課程設置的分析研究[J]．中國科教創新導刊，2011(31)：39-40．

Research on the NetworkAbility Training and Curriculum Design for the Urban Rail Control Specialty

Bai Hongtu Shi Yanrong Ma Xiaoling
（Xi'an Institute of Railway Technology,Xi'an 710014,Shaanxi）

Based on the position demands for urban rail traffic,this paper analyzes the network professional job skills,and analyzes the corresponding relationship between professional skills and curriculum design.The curriculum framework is constructed, laying the foundation for urban rail control professional standard and talent cultivation construction project.

urban rail control;network capacity;curriculum design

U284-4；G712

A

1008-6609(2016)08-0085-03

白宏圖，女，陜西咸陽人，碩士，講師，研究方向：計算機網絡、城市軌道控制。