前言：本站為你精心整理了軌道交通虛擬仿真實驗教學中心建設探討范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

1研究背景

隨著我國高速鐵路的迅猛發(fā)展以及“高鐵出海”戰(zhàn)略的提出，社會對軌道交通類人才的需求急劇增加。因此，為相關行業(yè)培養(yǎng)和培訓技術人才和熟練技工的需求也日趨緊迫。地處淮海經(jīng)濟區(qū)和鐵路交通樞紐（徐州）的江蘇師范大學，立足于為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展提供技術人才和科技服務，加快了軌道交通類專業(yè)人才的培養(yǎng)，在理論教學的同時，也注重對學生的實驗教學。實驗教學是理論教學的延續(xù)，學生通過親歷實驗過程，能夠加深對理論教學的理解，有助于對課堂教學知識的消化和吸收。實驗室建設是實驗教學的重要平臺和保障基礎，可以提升學科專業(yè)水平，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。目前，我國軌道交通專業(yè)實驗教學和實踐培訓存在如下問題：真實平臺設備價格高昂，占地面積大，難以同時實現(xiàn)多人的標準化實訓和考核；對涉及不可逆的操作，極端的環(huán)境，不可控天氣條件的運行狀況無法進行真實教學和研究。然而，基于虛擬仿真技術的實驗教學方法具有投資少、安全性高、拓展性強的優(yōu)點，可為軌道交通專業(yè)實驗教學的開展提供有力支持。

2虛擬仿真技術概述

虛擬仿真技術是以計算機仿真技術、多媒體技術和網(wǎng)絡技術為依托，用一個虛擬的仿真系統(tǒng)來模仿真實系統(tǒng)的技術。虛擬仿真實驗教學中心是通過虛擬仿真技術，模擬真實的實驗設備和實驗場景，使學生通過人機交互的方式在模擬的實驗場景、實驗設備中開展相關實驗，達到在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，完成各種實驗教學活動的目的。它是虛擬仿真技術、計算機技術和專業(yè)理論知識等多學科融合的結晶。在實驗教學中引入虛擬仿真技術，具有以下幾點優(yōu)勢：第一，虛擬實驗設備可以代替昂貴的真實設備，同時節(jié)約實驗室用地，降低實驗室建設成本，有利于緩解經(jīng)費緊張壓力；第二，仿真實驗的引入突破了實驗時間、空間的限制，有利于實驗教學的開展和實驗設備的利用，進而有利于推進實驗教學的改革；第三，虛擬仿真技術可為實驗教學提供良好的環(huán)境，有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；第四，虛擬仿真技術使得實驗環(huán)境更接近現(xiàn)實，有利于縮短學生進入相關行業(yè)的適應期。

3構建虛擬仿真實驗教學平臺

根據(jù)教育部公布的“十二五”發(fā)展規(guī)劃，工程實驗室應在信息集成技術、虛擬仿真技術和智能制造技術等方面尋求突破，并大力推廣和應用虛擬仿真技術。構建虛擬仿真實驗教學平臺、開展網(wǎng)絡實驗教學，不僅可以改進實驗教學方法，還可以緩解實驗設備和實驗硬件資源不足等問題，有利于改善和提升實驗教學的效果。基于此，江蘇師范大學利用現(xiàn)有實驗室條件和軟件平臺，積極籌劃軌道交通信號與控制虛擬仿真實驗教學中心的建設，主要包括“三位一體”實驗平臺、“一縱四橫多分支”實驗體系和“三層六型”實驗項目。

3.1“三位一體”實驗平臺

軌道交通信號與控制虛擬仿真實驗教學中心的建設目標主要有三個，其一是提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力；其二是培訓職工的職業(yè)技術能力和應急處理能力；其三是提升科學研究與試驗的支撐能力。因此，首先建立了實驗教學虛擬仿真平臺，進而搭建實踐培訓虛擬仿真平臺，在此基礎上，進一步建設了科研服務虛擬仿真平臺。三部分功能互補、相輔相成，共同構成“三位一體”多功能虛擬仿真實驗平臺，實現(xiàn)了“實驗教學、實踐培訓、科研服務”的有機融合。

3.2“一縱四橫多分支”實驗體系

在“三位一體”多功能虛擬仿真實驗平臺的基礎上，按照“能實不虛、虛實結合、相互補充”的原則，以專業(yè)核心課程知識點為依據(jù)，以軌道交通全過程過程操作規(guī)范為標準，以安全運行控制為要求，建設由“行車控制”“運行車輛”“牽引供電”和“運輸組織”四大部分構成的“一縱四橫多分支”實踐教學資源體系，以滿足學校、企業(yè)和區(qū)域的虛擬仿真實踐教學需求，實現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的資源共享，形成虛擬仿真實驗教學中心的可持續(xù)發(fā)展。

3.3“三層六型”實驗項目

根據(jù)教育部高等學校本科專業(yè)課程實驗設置要求，軌道交通信號與控制虛擬仿真實驗教學中心將虛擬仿真實驗分為基礎層、應用層、提高層三個層次，包含驗證型、演示型、綜合型、設計型、科研型、創(chuàng)新型六種實驗類型。其中，教學虛擬仿真實驗屬于基礎層，注重專業(yè)知識基本原理的理解和驗證，有驗證型、演示型仿真實驗項目46個；實踐培訓虛擬仿真實驗屬于應用層，注重專業(yè)知識的綜合應用，培養(yǎng)學生的工程實踐能力，提高職工的專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)，共有綜合型、設計型項目42個；科研服務虛擬仿真屬于提高層實驗，共有科研型、創(chuàng)新型項目14個，全部面向?qū)W生、教師、軌道交通相關企業(yè)和相關科研院所開放，注重研究能力和創(chuàng)新能力的提升。

4結語

虛擬仿真實驗教學中心作為高校實驗教學的一個發(fā)展方向，以其依托的虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡技術、仿真技術和專業(yè)知識，擁有了傳統(tǒng)實驗室難以具備的優(yōu)勢：建設維護成本低，平臺擴展性好，利用效率高等。軌道交通信號與控制虛擬仿真實驗教學中心的建設，充分利用了上述優(yōu)點，改進了本學科本專業(yè)的實驗室布局和結構，搭建了“三位一體”虛擬仿真實驗平臺，形成了“一縱四橫多分支”的實驗體系，開發(fā)了“三層六型”實驗項目。通過虛擬仿真實驗教學中心的建設和實驗教學方法的改革，希望能夠提高學生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力，提升相關企業(yè)職工技能培訓的效果，進而為高校實驗教學的改革和創(chuàng)新提供一定的參考和借鑒。

作者：葉果 單位：江蘇師范大學機電工程學院