[摘? ? ? ? ? ?要]? 地鐵電話閉塞是一種人工保障列車(chē)運(yùn)行的方法，由于設(shè)備等原因限制，其訓(xùn)練難度較高。從傳統(tǒng)地鐵實(shí)訓(xùn)設(shè)備的教學(xué)適應(yīng)性和性?xún)r(jià)比等方面進(jìn)行分析，介紹了一種創(chuàng)新的電話閉塞教學(xué)沙盤(pán)以及根據(jù)該設(shè)備延伸的列車(chē)模型設(shè)計(jì)，從而給出地鐵電話閉塞綜合環(huán)境設(shè)計(jì)方案，在此方案的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了高效率、高質(zhì)量的教學(xué)組織過(guò)程。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 地鐵;電話閉塞;設(shè)計(jì);教學(xué)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? U231+.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）20-0094-02

閉塞是指鐵路和地鐵等軌道運(yùn)輸中使相互追蹤的前后列車(chē)保持安全間隔的方法。正常情況下由信號(hào)設(shè)備保障閉塞功能，信號(hào)嚴(yán)重故障的情況下，可以采用人工打電話聯(lián)系，做記錄的方式控制列車(chē)運(yùn)行間隔，稱(chēng)為電話閉塞。電話閉塞在地鐵企業(yè)中非常受重視，但電話閉塞的教學(xué)在地鐵企業(yè)或?qū)W校始終成為難點(diǎn)，其中最重要的原因就是實(shí)訓(xùn)條件不適合。本文以一種創(chuàng)新的拼接沙盤(pán)為基礎(chǔ)，建立綜合教學(xué)環(huán)境，開(kāi)展合理的地鐵電話閉塞教學(xué)組織。

一、傳統(tǒng)地鐵運(yùn)營(yíng)教學(xué)沙盤(pán)存在的主要問(wèn)題

傳統(tǒng)地鐵實(shí)訓(xùn)環(huán)境采用模型軌道和建筑裝飾材料建立的實(shí)物地鐵仿真沙盤(pán)（圖1），包括沙盤(pán)臺(tái)面木工建設(shè)、軌道及模擬列車(chē)、控制軟件。實(shí)體沙盤(pán)視覺(jué)擬真性好，學(xué)生能輕易理解列車(chē)運(yùn)行、線路走行的全部過(guò)程。但在電話閉塞教學(xué)中，傳統(tǒng)實(shí)體沙盤(pán)的實(shí)用性較低，體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（一）費(fèi)用高而訓(xùn)練工位少

地鐵沙盤(pán)從30萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)不等，最小規(guī)模僅能提供6～10個(gè)訓(xùn)練工位，大規(guī)模沙盤(pán)最多提供30余個(gè)訓(xùn)練工位，難以安排一個(gè)班的學(xué)生共同練習(xí)。

（二）占地大而教學(xué)組織困難

傳統(tǒng)沙盤(pán)方案占地面積大且工位分散。教師在教學(xué)中實(shí)在難以兼顧。

（三）固定設(shè)計(jì)的沙盤(pán)教學(xué)開(kāi)發(fā)量少

教學(xué)沙盤(pán)建設(shè)前已經(jīng)固定設(shè)計(jì)完畢，教學(xué)過(guò)程中無(wú)法改變站型，能夠模擬的電話閉塞教學(xué)項(xiàng)目較為有限。

二、地鐵電話閉塞教學(xué)的主要需求

地鐵電話閉塞教學(xué)的基本需求是提高作業(yè)擬真度。另一需求是費(fèi)效比，要求多工位、低成本。具體如下：

（一）要求車(chē)控室作業(yè)和站臺(tái)作業(yè)相互分離

為節(jié)省空間，車(chē)控室和沙盤(pán)一般設(shè)置于同一間房間，導(dǎo)致室內(nèi)作業(yè)人員可以看到列車(chē)在軌運(yùn)行，與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)難度相比有較大幅度降低，不利于教學(xué)組織。

（二）多工位低空間需求

電話閉塞需要大量人員反復(fù)訓(xùn)練，因此較小空間內(nèi)容納多工位需求格外重要。

（三）線路站型可變

由于電話閉塞教學(xué)針對(duì)不同車(chē)站，客觀上要求站型能夠進(jìn)行改變。

（四）成本控制需要

由于工位需求多，單工位成本控制格外重要，利用有限的資金完成更多工位是電話閉塞教學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn)。

（五）合乎現(xiàn)實(shí)的通訊手段

電話閉塞法組織行車(chē)需要車(chē)站與車(chē)站之間相互聯(lián)系，也需要車(chē)控室和站臺(tái)相互聯(lián)系。因此，要有合理的通訊手段實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聯(lián)系。可行的通訊手段包括電話、撥號(hào)電話和對(duì)講機(jī)。

（六）合乎現(xiàn)實(shí)的室內(nèi)監(jiān)控

電話閉塞條件下，信號(hào)系統(tǒng)雖然故障，但車(chē)站本身的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)CCTV（Closed Circuit Television）監(jiān)控尚屬完好。訓(xùn)練中車(chē)控室值班員應(yīng)能通過(guò)CCTV加強(qiáng)監(jiān)控。

以上需求客觀上存在矛盾，例如車(chē)控室與站臺(tái)作業(yè)分離要求、多工位要求等需要更大場(chǎng)地、更大規(guī)模，但在經(jīng)濟(jì)約束下，很難為一項(xiàng)實(shí)訓(xùn)占用更多教學(xué)資源。我們提出了一種拼接沙盤(pán)設(shè)計(jì)及相應(yīng)的綜合環(huán)境布置，全面滿(mǎn)足以上需求。

三、拼接式地鐵沙盤(pán)設(shè)計(jì)

本沙盤(pán)方案采用定制尺寸的可移動(dòng)折疊桌作為沙盤(pán)基礎(chǔ)，在桌上用鋁合金軌條拼接車(chē)站和線路，多張折疊桌拼成一條線路。

（一）使用折疊桌作為基礎(chǔ)進(jìn)行拼接

為了解決場(chǎng)地占用問(wèn)題，采取了一種可移動(dòng)折疊桌作為沙盤(pán)基礎(chǔ)，使多塊折疊桌相互拼接形成一整條沙盤(pán)。為了拼接成不同的典型站場(chǎng)，容納車(chē)站和線路的長(zhǎng)度，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)比較，折疊桌的寬度和長(zhǎng)度按800 mm×2000 mm定制。折疊桌使用一種具備滑輪的可折疊會(huì)議桌。拼接時(shí)產(chǎn)生的高度差使用亞克力薄片墊接。

使用時(shí)將折疊桌移至空曠場(chǎng)地，如走廊或操場(chǎng)（見(jiàn)圖2），將多個(gè)折疊桌相互拼接即形成一條線路。不使用時(shí)將折疊桌回收到庫(kù)房，以此節(jié)約寶貴的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所面積。可根據(jù)需要在折疊桌上設(shè)置不同站型，以此滿(mǎn)足多種站型的教學(xué)需求。

（二）外側(cè)約束的軌道方案

使用定制的鋁合金軌條，以外側(cè)約束作為軌道，拼接成不同種類(lèi)的車(chē)站。該方案與實(shí)際軌道模型在教學(xué)體驗(yàn)上存在差距。但外側(cè)約束軌條也有好處，既可以為普通電動(dòng)小車(chē)導(dǎo)向，又不需要特定的模型列車(chē)。這種沙盤(pán)可以由教師和學(xué)生自行安裝拼接，施工成本低，車(chē)站形式變動(dòng)靈活。圖3為一個(gè)典型車(chē)站的軌條設(shè)計(jì)圖和用來(lái)對(duì)比的單線圖。

（三）沙盤(pán)上使用定位標(biāo)志

為了監(jiān)測(cè)列車(chē)運(yùn)行位置，模仿地鐵應(yīng)答器，使用IFID射頻卡作為定位標(biāo)志。在預(yù)定位置貼上射頻卡，射頻卡編號(hào)和射頻卡位置相互對(duì)應(yīng)。

四、模型列車(chē)設(shè)計(jì)

（一）列車(chē)的基本外形設(shè)計(jì)

列車(chē)的寬度根據(jù)軌道尺寸確定，長(zhǎng)度根據(jù)站臺(tái)長(zhǎng)度和存車(chē)線長(zhǎng)度確定。高度設(shè)計(jì)以能夠容納相應(yīng)的電子元器件為宜。其外形根據(jù)地鐵列車(chē)的涂裝，使用AI軟件設(shè)計(jì)相關(guān)的矢量圖，使用貼紙打印后裁剪貼齊。（圖4為列車(chē)外形及功能）

（二）列車(chē)的基本功能

列車(chē)的基本功能包括速度控制、方向控制、鳴笛、充電功能。每項(xiàng)功能對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的按鈕和接口。

速度控制包括一個(gè)三位開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)高速、中速、低速三種速度調(diào)速，與沙盤(pán)距離走行相互對(duì)應(yīng)，分別模擬列車(chē)以RM模式、URM模式、ATO模式的走行時(shí)間。其中高速模式可以作為自動(dòng)控制模式拓展使用。

方向控制包括一個(gè)兩位開(kāi)關(guān)，能夠更換運(yùn)行方向，與此同時(shí)，列車(chē)頭部指示燈根據(jù)方向變化確定向前為白色，向后為紅色燈光。

鳴笛功能按壓鳴笛，松開(kāi)停止鳴笛，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的蜂鳴器完成。

充電功能使用micro-usb端口，能實(shí)現(xiàn)邊充電邊工作。

（三）列車(chē)無(wú)線通信

列車(chē)通過(guò)無(wú)線數(shù)字模塊與室內(nèi)模塊相互通信，通信距離設(shè)計(jì)不低于5 km（空曠距離），在天線設(shè)置合理的情況下，可滿(mǎn)足樓下列車(chē)在沙盤(pán)上運(yùn)行，與4～5層樓上室內(nèi)模塊的可靠通信。

五、綜合電話閉塞教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

（一）電話閉塞模擬監(jiān)控設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)能夠監(jiān)控站臺(tái)的模擬，單獨(dú)開(kāi)發(fā)了地鐵站臺(tái)閉路電視監(jiān)控（CCTV）模擬軟件，列車(chē)觸發(fā)進(jìn)出站射頻卡后，列車(chē)控制終端給閉路電視監(jiān)控軟件發(fā)送指令，閉路監(jiān)控系統(tǒng)播放列車(chē)進(jìn)入車(chē)站的具體場(chǎng)景。

（二）列車(chē)控制軟件設(shè)計(jì)

具體列車(chē)控制原理：列車(chē)在沙盤(pán)上運(yùn)行時(shí)，列車(chē)底部讀卡器讀取列車(chē)在沙盤(pán)上的射頻卡編號(hào)并發(fā)送到室內(nèi)模塊，室內(nèi)模塊將編號(hào)發(fā)送給控制終端，控制終端根據(jù)列控需要發(fā)送列車(chē)控制信息給沙盤(pán)列車(chē)，同時(shí)發(fā)送列車(chē)進(jìn)出站信息給CCTV系統(tǒng)。

（三）電話布置

為了貼合地鐵工作的需要，使用具有群呼電話功能的交換機(jī)，使用具有快捷按鈕的電話，使學(xué)生能夠快速撥打?qū)?yīng)崗位電話，實(shí)現(xiàn)電話閉塞訓(xùn)練時(shí)的正常聯(lián)系。

（四）教學(xué)輔助簿冊(cè)

為了實(shí)現(xiàn)電話閉塞綜合教學(xué)，還布置了應(yīng)急圖版、地鐵《行車(chē)日志》《調(diào)度命令登記簿》《手搖把領(lǐng)取登記簿》等簿冊(cè)，準(zhǔn)備了若干路票卡片。

（五）無(wú)線電臺(tái)

兩端站包括全線無(wú)線電臺(tái)。其他車(chē)站包括室內(nèi)和室外聯(lián)系用電臺(tái)。行車(chē)調(diào)度員崗位包括全線無(wú)線電臺(tái)。為列車(chē)司機(jī)配置全線無(wú)線電臺(tái)。

頻率方面，每個(gè)車(chē)站的電臺(tái)頻率均不相同，但全線無(wú)線電臺(tái)頻率一致。

（六）站臺(tái)備品

為站臺(tái)準(zhǔn)備了手信號(hào)旗和手信號(hào)燈。

六、電話閉塞沙盤(pán)的教學(xué)組織

（一）電話閉塞的教學(xué)崗位設(shè)置

包括多個(gè)車(chē)站控制室崗位、一個(gè)車(chē)輛段崗位、一個(gè)行車(chē)調(diào)度員崗位等，共十個(gè)崗位。

（二）解決教學(xué)組織難，實(shí)行多階段分層次參與型教學(xué)方案

多階段指將教學(xué)過(guò)程分為相互獨(dú)立的若干階段，分層次指每個(gè)階段教學(xué)的學(xué)生屬于不同層次水平，參與型指教學(xué)過(guò)程也是教師自我訓(xùn)練、自我提升的過(guò)程。

第一次分層教學(xué)，先從該班級(jí)學(xué)生中遴選出一批成績(jī)較好的學(xué)生提前指導(dǎo)。如先選取9人作為第一層級(jí)，花一至兩天時(shí)間集中輔導(dǎo)（一般選雙休日）。

第二次分層教學(xué)指全班統(tǒng)一教學(xué)，將前期學(xué)生分別列入不同分組成為臨時(shí)“助教”，由他們對(duì)學(xué)生進(jìn)行細(xì)節(jié)指導(dǎo)和錯(cuò)誤糾正。為了避免臨時(shí)“助教”存在的問(wèn)題，教師不斷進(jìn)行抽檢和具體指導(dǎo)。按教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，一般一條線路按8個(gè)車(chē)站組織教學(xué)，約需16人一組教學(xué)，一個(gè)班級(jí)（40余人）分為3組開(kāi)展教學(xué)。教學(xué)完畢后應(yīng)進(jìn)行一次考試。

第三次分層教學(xué)指第一次考核后遴選優(yōu)秀的學(xué)生組成一組進(jìn)行二次培訓(xùn)，結(jié)合前期存在的問(wèn)題進(jìn)行具體糾正。

第四次分層教學(xué)是全班統(tǒng)一教學(xué)，由二次培訓(xùn)小組對(duì)本班其余學(xué)生進(jìn)行的再次糾正。教師糾錯(cuò)和示范。教學(xué)完畢后應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一考試。

總體而言，就是少數(shù)學(xué)生強(qiáng)化指導(dǎo)—多數(shù)學(xué)生統(tǒng)一指導(dǎo)—抽樣檢查統(tǒng)一教學(xué)—再對(duì)少數(shù)學(xué)生強(qiáng)化指導(dǎo)—再對(duì)所有學(xué)生統(tǒng)一指導(dǎo)的過(guò)程。

（三）優(yōu)化考核方法

為避免電話閉塞考核不利，采取“崗位抽簽+綜合評(píng)分+錄像個(gè)人評(píng)分”的方法。

崗位抽簽指學(xué)生考核時(shí)所在崗位抽簽決定，避免只練習(xí)單一崗位的情況出現(xiàn)。

綜合評(píng)分，指教師在考核訓(xùn)練中根據(jù)整體流暢度、安全性、規(guī)范度給出小組綜合評(píng)分，該分平均后作為個(gè)人分值的一部分。

錄像個(gè)人評(píng)分指一組考核時(shí)，安排其他學(xué)生利用手機(jī)進(jìn)行錄像，教師考試后通過(guò)逐一觀看錄像，給每個(gè)崗位得出一個(gè)基本分?jǐn)?shù)。

如果時(shí)間允許，還應(yīng)該采取崗位互換的方式，使考核更具合理性。

隨著考核的不斷優(yōu)化，使每位學(xué)生能夠得到較好的學(xué)習(xí)反饋，使其能夠?qū)崿F(xiàn)PDCA循環(huán)教學(xué)。

總之，地鐵電話閉塞教學(xué)既困難，又重要，可采取本文提出的綜合方案加以解決。只有從硬件到軟件多種方案措施多管齊下，方能快速有效地解決地鐵電話閉塞教學(xué)中存在的種種難點(diǎn)。

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