丁長征 中國鐵路上海局集團有限公司調(diào)度所
隨著CTC 系統(tǒng)技術(shù)的推廣應用,調(diào)度所內(nèi)CTC 列車調(diào)度臺已逐步占主導地位,CTC 列車調(diào)度員的業(yè)務素質(zhì)和技能直接影響調(diào)度作業(yè)安全。當前CTC 列車調(diào)度員培訓基本在生產(chǎn)作業(yè)崗位上培訓,通過師傅帶教方式進行訓練,主要存在以下問題:
一是CTC 列車調(diào)度員生產(chǎn)平臺上操練容易影響運輸生產(chǎn)安全。
二是在生產(chǎn)平臺上無法進行各種故障場景下應急處置培訓。
三是當前CTC 調(diào)度員培訓缺少系統(tǒng)性、程式化訓練過程。
為有效解決上述問題,上海局調(diào)度所與卡斯柯信號有限公司共同研發(fā)了一套CTC 仿真實訓系統(tǒng)。下面就該系統(tǒng)的組成、特點、關(guān)鍵技術(shù)和應用情況予以介紹。
仿真實訓系統(tǒng)需要實時計算仿真列車的速度和位置,也需要根據(jù)仿真的現(xiàn)場信號條件變化進行運行模式的切換,對信號機燈位變化、列控發(fā)碼的變化和限速光帶變化進行實時響應,通過運行模式制動或加速來達到和真實系統(tǒng)一致的效果。
基于現(xiàn)有CTC 系統(tǒng)軟件,CTC 仿真實訓系統(tǒng)增加了相關(guān)仿真實訓功能的軟件,包括教師機、學員機、仿真FAS 電臺、模擬輔助單元、模擬集成服務器、流程編輯器和場景編輯器(圖1)。
圖1 CTC仿真實訓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
教師機軟件部署在教師臺,是培訓教師進行培訓管理的操作界面。教師機軟件的主要功能包括學員機部署、考題發(fā)布、考試監(jiān)督、考試分析、題庫管理和用戶管理。
學員機軟件部署在學員臺,是培訓學員學習、練習和考試操作界面。學員機軟件的主要功能包括學習、練習、考試、成績查看、交互、流程顯示和用戶登錄等。
仿真FAS 電臺軟件部署在學員臺,模擬真實FAS 電臺功能,用于培訓學員的語音交互。
模擬輔助單元部署在后臺服務器,負責加載運行線,車次確認,模擬實現(xiàn)對調(diào)度命令和階段計劃的簽收和回執(zhí)等。模擬集成服務器部署在后臺服務器,負責模擬聯(lián)鎖、列控、RBC、TSR 和 GSM-R 等 CTC 外部系統(tǒng)接口,模擬列車運行,模擬外部信號設備狀態(tài)等。
流程編輯器用于編輯和制作應急處置流程,主要功能包括流程文件新建、修改、保存等。
場景編輯器用于編輯和制作運行場景,運行場景包括運行圖和場景故障。
(1)引入完全真實的CTC系統(tǒng)
(2)高度仿真軌旁設備
(3)高度仿真列車運行
(4)高度仿真多工種角色
(5)完整的“學練考評”實訓模塊
(6)應急處置流程標準化
系統(tǒng)能夠支持標準化和格式化的應急處置流程,培訓教師可通過流程編輯器修改編輯。
(7)場景動態(tài)化
系統(tǒng)能夠支持動態(tài)化的場景,可切換選擇不同的調(diào)度臺進行仿真,在仿真的過程中在不同的位置設置不同種類的故障。系統(tǒng)可根據(jù)設置的故障和當前運行狀態(tài)動態(tài)計算處理流程處置的操作。
(8)考評自動化
學員在考試過程中,系統(tǒng)會自動識別學員的操作,并與事先定義的標準流程和評分規(guī)則進行匹配,自動評分。
(9)作業(yè)分析數(shù)據(jù)化
系統(tǒng)支持學員練習和考試操作的數(shù)據(jù)分析,從學員和考題兩個維度進行統(tǒng)計分析,對易錯操作和具有薄弱環(huán)節(jié)學員提供預警功能。
(10)支持比武和協(xié)同兩種演練模式
比武模式時多個調(diào)度臺運行同一調(diào)度區(qū)段數(shù)據(jù),用于相同場景下的訓練或比武;協(xié)同模式時使用某條線路上多個相鄰調(diào)度區(qū)段數(shù)據(jù),可訓練鄰臺間的計劃傳遞、協(xié)作等。
(1)列車仿真運行技術(shù)
CTC 仿真實訓系統(tǒng)需要實時計算仿真列車的速度和位置,也需要根據(jù)仿真的現(xiàn)場信號條件變化進行運行模式的切換,對信號機燈位變化、列控發(fā)碼的變化和限速光帶變化進行實時響應,通過運行模式制動或加速來達到和真實系統(tǒng)一致的效果。列車根據(jù)定義的四種運行模式運行,勻速、加速、制動和緊急制動。一般情況下,加速運行到設計最高速度后,保持勻速運行,具體列車運行模擬切換如圖2所示。
圖2 列車運行模式切換
緊急制動模式下的一次制動計算模型是最基本的速度曲線模型,在實際使用中,采用二次或多次制動的方法會取得更好的模擬效果,使到開點更準確,更符合實際情況。
(2)參數(shù)化流程處理技術(shù)
CTC 仿真實訓系統(tǒng)應急處置流程為支持不同位置故障的處置需要實現(xiàn)參數(shù)化流程處理。參數(shù)化流程處理是將應急處置流程表示分為固定部分和動態(tài)部分,并提供了動態(tài)部分參數(shù)具體的計算和更新處理過程,其中固定部分可用于表示標準的操作流程和用語,動態(tài)部分用于表示與具體故障場景相關(guān)的可變信息。與靜態(tài)流程相比,參數(shù)化流程能夠適應故障位置和運行車次的變化,可有效的提高應急處置流程的通用性。
(3)語音交互技術(shù)
列車調(diào)度員的日常工作需要與多個角色的工種進行語音交互,例如司機、車站值班員等。為了高度仿真調(diào)度員的工作方式,需要通過語音交互技術(shù)進行模擬調(diào)度員的語音對話。語音交互技術(shù)包括語音識別和語音合成兩個方面,語音識別將語音轉(zhuǎn)換為文字實現(xiàn)語音的輸入,語音合成將文字轉(zhuǎn)換為語音實現(xiàn)語音的輸出?;诳拼笥嶏w語音識別和語音合成技術(shù),結(jié)合調(diào)度員應急處置流程的特點,系統(tǒng)對調(diào)度員的語音交互進行了針對性的優(yōu)化處理,能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度員與多工種角色的語音交互。
上海局調(diào)度所實訓基地部署一套CTC 仿真實訓系統(tǒng),制作22 個應急處置流程和1 個基本操作流程,配置了1 個教師臺和15 個學員臺,能夠支持15 組調(diào)度員(共30 名調(diào)度員)同時進行培訓和考試(圖3)。
圖3 調(diào)度員現(xiàn)場使用效果
上海局調(diào)度所依托該系統(tǒng)組織開展調(diào)度員的日常培訓和年度展演,調(diào)度員的日常培訓已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)范化和標準化。
通過使用CTC 仿真實訓系統(tǒng),CTC 調(diào)度員能熟練掌握CTC 系統(tǒng)設備操作、設備操作前提條件和應急處置時各個作業(yè)流程及作業(yè)環(huán)節(jié),形成了科學的培訓管理機制。該系統(tǒng)在上海局的成功應用,有效提高了CTC 列車調(diào)度員培訓質(zhì)量,提升了CTC 調(diào)度人員業(yè)務水平和應急處置能力,降低CTC 調(diào)度作業(yè)風險,未來還將積極向全路推廣,為增進高速鐵路網(wǎng)的效率及效益做更多的貢獻。