高水平軌道交通信號系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地建設(shè)研究

孫 濤

(湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 株洲 412005)

《新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要》提出了到2050年的發(fā)展任務(wù)與目標,要加強高技能產(chǎn)業(yè)大軍建設(shè),加強產(chǎn)業(yè)技能實訓(xùn)基地建設(shè),培養(yǎng)更多新時代鐵路大國工匠和能工巧匠。鐵路高等職業(yè)院校應(yīng)是完全對接產(chǎn)業(yè)需求、產(chǎn)教協(xié)同融合密切的技能型人才培養(yǎng)單位。實驗實訓(xùn)基地建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的一項主要內(nèi)容,承載著培養(yǎng)學(xué)生操作技能的重要任務(wù),兼有開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、技能競賽、科學(xué)研究的功能。《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃(2020—2023年)》提出,職業(yè)教育實踐教學(xué)課時要大于人才培養(yǎng)方案總教學(xué)課時量50%,凸顯實踐教學(xué)在人才培養(yǎng)進程中的地位。軌道交通是一個點多線長、動態(tài)與靜態(tài)耦合、多種專業(yè)融合、行車速度等級高、作業(yè)安全風(fēng)險大極其復(fù)雜的巨大閉環(huán)運營系統(tǒng),技能培訓(xùn)不可能在真實運營環(huán)境中進行。同時,軌道交通專用設(shè)備售價高,單項設(shè)備不能全景呈現(xiàn)軌道交通運營場景,設(shè)備正常工作所需技術(shù)要求繁多。這使院校人才培養(yǎng)滿足不了產(chǎn)業(yè)崗位需求,嚴重制約了專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。

當(dāng)前,職業(yè)教育實驗實訓(xùn)基地研究成果大多為基地日常管理、信息化平臺建設(shè)、資金投入等[1],從校企合作、多方參與、協(xié)同使用、共同管理視角研究的成果較少。本研究以軌道交通信號系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地建設(shè)為研究對象,結(jié)合依托單位取得的經(jīng)驗,探討產(chǎn)教協(xié)同共建的需求、模式、方案、運用和管理途徑。

一、需求研究

(一) 專業(yè)課程與基地建設(shè)的關(guān)系

伴隨軌道交通行業(yè)快速發(fā)展,除傳統(tǒng)鐵路高職院校外,不少交通、機電等相關(guān)行業(yè)高職院校開辦了軌道交通二級學(xué)院(系部),設(shè)置了城市軌道交通通信信號技術(shù)、鐵道信號自動控制、城市軌道交通運營管理、鐵道交通運營管理等軌道交通特色專業(yè)。這些專業(yè)內(nèi)在關(guān)聯(lián)性強,系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地可供其開展各類實踐教學(xué)。如:鐵道信號自動控制專業(yè)通過系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地可開展設(shè)備維護、故障處理等方面的實踐教學(xué);鐵道交通運營管理專業(yè)通過系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地開展正常和非正常情況下接發(fā)列車操作等專業(yè)核心技能實踐教學(xué)。

以鐵道信號自動控制專業(yè)為例,依據(jù)《職業(yè)教育國家教學(xué)標準體系》需至少開設(shè)鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備維護、鐵路車站信號自動控制系統(tǒng)維護、鐵路區(qū)間信號自動控制系統(tǒng)維護、列車運行控制系統(tǒng)維護和鐵路信號設(shè)計與施工計五門專業(yè)核心課程。除了鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備維護課程外,其他四門課程都需在系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地進行,約占總實踐教學(xué)學(xué)時85%。由此可見,系統(tǒng)級專業(yè)實驗實訓(xùn)基地對于專業(yè)教學(xué)的重要性。

(二)基地建設(shè)主要模式及弊端

大多數(shù)高職院校受資金投入和軌道交通專用設(shè)備采購等客觀因素限制,很難對照國家標準建齊各類實訓(xùn)室。軌道交通信號基礎(chǔ)實訓(xùn)室因建設(shè)內(nèi)容較少、設(shè)備設(shè)施不太復(fù)雜等原因,通常成為建設(shè)首選,通過其開展專業(yè)核心課程實踐教學(xué)項目是大多數(shù)職業(yè)院校的普遍做法,實在無法開展的實踐教學(xué)項目只能通過視頻演示、虛擬仿真等方式簡化進行。雖然軌道交通信號基礎(chǔ)實訓(xùn)室強化了學(xué)生對信號現(xiàn)場設(shè)備維護操作技能,但缺乏系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地給人才培養(yǎng)帶來了諸多弊端,主要包括:

一是學(xué)生專業(yè)技能達不到人才培養(yǎng)技能規(guī)格要求;

二是缺少真實生產(chǎn)環(huán)境,專業(yè)技能僅停留在基礎(chǔ)設(shè)備維護層面;

三是形不成軌道交通運輸企業(yè)聯(lián)動工作、共保運輸安全的生產(chǎn)理念;

四是教師缺乏系統(tǒng)級裝備實踐教學(xué)指導(dǎo)經(jīng)歷,難以擔(dān)當(dāng)相關(guān)教學(xué)科研工作;

五是校企合作基礎(chǔ)薄弱,難以提升服務(wù)產(chǎn)業(yè)能力;

六是缺少系統(tǒng)級設(shè)備安裝接口,很難進行擴容升級。

(三)對接產(chǎn)業(yè)的必要性與可行性

1.必要性

從行業(yè)發(fā)展來看,軌道交通體系主要由高速鐵路、普速鐵路、城市軌道交通三種形式構(gòu)成,高速鐵路與普速鐵路歸國家鐵路集團有限公司經(jīng)營管理,城市軌道交通歸地方政府主管。2020年初,國家鐵路集團有限公司發(fā)布的《新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要》明確提出,從2021年到本世紀中葉,智能高鐵率先建成、智慧鐵路加快實現(xiàn);2020年3月,《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》提出,未來智慧化地鐵將是城市軌道交通發(fā)展的首要目標。要實現(xiàn)智能化與智慧化,關(guān)鍵在于先進的系統(tǒng)級軌道交通裝備,若學(xué)生在學(xué)校不能接受全面的系統(tǒng)級設(shè)備操作維護相關(guān)實踐教學(xué),是很難勝任新時代新形勢下企業(yè)崗位職責(zé)的。

從職業(yè)教育發(fā)展來看,新修訂的《職業(yè)教育法》為新時代職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)和高水平建設(shè)提供了有力保障。對接產(chǎn)業(yè)的職業(yè)教育前景廣闊,校企合作、產(chǎn)教融合是培養(yǎng)高水平技能型人才的必由之路。與軌道交通產(chǎn)業(yè)內(nèi)知名企業(yè)深入對接,通過共同規(guī)劃、共同投入、共同建設(shè)、共同運用的模式建設(shè)高水平系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地成為校企協(xié)同育人、產(chǎn)教融合的關(guān)鍵內(nèi)容。

2.可行性

通過調(diào)研來看,得益于軌道交通產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展,服務(wù)區(qū)域性軌道交通產(chǎn)業(yè)的高職院校在信號專業(yè)招生與就業(yè)規(guī)模上易處于平衡狀態(tài),系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地能長期保持生命力,不易被淘汰或廢棄。

從專業(yè)課程設(shè)置來看,車站信號自動控制系統(tǒng)維護、區(qū)間信號自動控制系統(tǒng)維護、列車運行控制系統(tǒng)維護是鐵道信號自動控制專業(yè)和城市軌道交通通信信號技術(shù)專業(yè)均需設(shè)置的課程,不少高職院校針對這三門課程開設(shè)的實踐教學(xué)項目與企業(yè)職工培訓(xùn)項目基本相同,例如鐵路車站聯(lián)鎖系統(tǒng)標準化檢修實訓(xùn)項目的目的、實訓(xùn)流程、實訓(xùn)工具、具體操作辦法與企業(yè)完全相同,核心維護技能完全一致。由此可見,高職院校聯(lián)合企業(yè)共建、共享實驗實訓(xùn)室是完全可行的。另外,對接產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地還具有諸多優(yōu)勢。例如:可以實現(xiàn)校企師資共享,構(gòu)建協(xié)同育人機制,便于訂單式培養(yǎng),利于服務(wù)國鐵中國特色學(xué)徒制“2+1”訂單式培養(yǎng)項目[2];降低建設(shè)成本,合理引進企業(yè)退役的系統(tǒng)級專用設(shè)備;提高利用率,便于企業(yè)與學(xué)校交流,共同開發(fā)高水平教學(xué)項目,開展技能大賽和應(yīng)用型科研項目;無真實列車運行、無行車安全壓力,學(xué)生和企業(yè)參培人員隨時按需開展各類項目。

二、建設(shè)方案

依據(jù)高職院校和企業(yè)在信號專業(yè)系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地建設(shè)中承擔(dān)的資金和職責(zé),主要有三種建設(shè)模式。校企雙方在各自主管部門政策法規(guī)框架及協(xié)調(diào)指導(dǎo)下,本著互利互惠、共建共享原則,以構(gòu)建協(xié)同育人平臺為目標,開展系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地建設(shè)方案研討,形成可執(zhí)行的建設(shè)方案。

(一)建設(shè)模式

1.學(xué)校為主

以高職院校資金投入為主,院校承擔(dān)更多的建設(shè)責(zé)任和任務(wù)。企業(yè)在軌道交通專用系統(tǒng)級裝備采購方面給予技術(shù)指導(dǎo)和幫助,選購軌道交通信號運營單位同型號設(shè)備,明確實踐教學(xué)目標。學(xué)校為主的建設(shè)模式有利于發(fā)揮高職院校在實驗實訓(xùn)基地建設(shè)方面的能動性,降低合作企業(yè)固定資產(chǎn)流失風(fēng)險。

2.企業(yè)為主

企業(yè)投入大部分建設(shè)資金,采購符合企業(yè)職工培養(yǎng)和高職院校實踐教學(xué)需要的軌道交通專用設(shè)備,或投入退役設(shè)備。高職院校提供場地,承擔(dān)工程設(shè)計、施工安裝、教學(xué)設(shè)施費用。建成后校企聯(lián)合開發(fā)實踐教學(xué)項目,共同負責(zé)實驗實訓(xùn)基地日常運用,共同籌備實踐教學(xué)耗材和工具儀器。這種模式便于企業(yè)實施,有利于挖掘退役設(shè)備使用價值,減少了高職院校資金投入。

3.聯(lián)合共建

高職院校和企業(yè)承擔(dān)均等的建設(shè)任務(wù)和建設(shè)責(zé)任,在建設(shè)規(guī)劃、工程設(shè)計、裝備采購、施工安裝等方面投入相同比例的資金。校企雙方共同開發(fā)實驗實訓(xùn)項目、制定實驗實訓(xùn)基地管理條例、維護系統(tǒng)級裝備,共同籌備相同比例資金購買實驗實訓(xùn)耗材和工具儀器、教學(xué)設(shè)施等。這種模式有利于實驗實訓(xùn)基地管理趨同于生產(chǎn)現(xiàn)場,有助于實踐教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)崗位密切對接。

(二)建設(shè)方案

室外部分是軌道交通信號專業(yè)實驗實訓(xùn)基地建設(shè)的主要內(nèi)容,是一線運營與操作維護設(shè)備安裝的地方,也是學(xué)生模擬生產(chǎn)的地方。系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地室外部分可以采用普速鐵路、高速鐵路于一體的解決方案,必須采用虛實結(jié)合的方式解決高投入、高損耗、高風(fēng)險及難實施、難觀摩、難再現(xiàn)的問題。將實際實訓(xùn)站場嵌套在室外結(jié)構(gòu)設(shè)計中布置信號,采用虛實結(jié)合方式實現(xiàn)一條完整的運營線路(結(jié)構(gòu)如圖1),從控制等級來看,涵蓋CTCS-3級、CTCS-2級和CTCS-0級方式。

室內(nèi)部分是對室外部分進行控制的主要系統(tǒng),“系統(tǒng)級”特征主要體現(xiàn)在室內(nèi)部分。要實現(xiàn)圖1的室外結(jié)構(gòu)設(shè)計和實際實訓(xùn)站場邏輯控制,室內(nèi)系統(tǒng)級結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 室內(nèi)系統(tǒng)級結(jié)構(gòu)示意圖

三、結(jié)語

與依托單位、合作單位聯(lián)合建設(shè)的軌道交通信號系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地項目取得了一定成效。

第一,有效解決了實驗實訓(xùn)基地建設(shè)服務(wù)專業(yè)建設(shè)不力的問題。從軌道交通閉環(huán)式運營角度出發(fā),給出了系統(tǒng)級實驗實訓(xùn)基地建設(shè)需要仿真和實際建設(shè)的內(nèi)容。

第二,合理規(guī)避了軌道交通信號實驗實訓(xùn)基地建設(shè)存在的諸多弊端,提出了行之有效的建設(shè)模式,明確了校企聯(lián)合在專業(yè)建設(shè)方面的具體作為和利益。

第三,研究了實驗實訓(xùn)基地建設(shè)方案,科學(xué)解決軌道交通實驗實訓(xùn)基地建設(shè)高投入、高損耗、高風(fēng)險及難實施、難觀摩、難再現(xiàn)問題。