前言：本站為你精心整理了軌道交通虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)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(guān)行業(yè)培養(yǎng)和培訓(xùn)技術(shù)人才和熟練技工的需求也日趨緊迫。地處淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)和鐵路交通樞紐（徐州）的江蘇師范大學(xué)，立足于為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供技術(shù)人才和科技服務(wù)，加快了軌道交通類專業(yè)人才的培養(yǎng)，在理論教學(xué)的同時，也注重對學(xué)生的實驗教學(xué)。實驗教學(xué)是理論教學(xué)的延續(xù)，學(xué)生通過親歷實驗過程，能夠加深對理論教學(xué)的理解，有助于對課堂教學(xué)知識的消化和吸收。實驗室建設(shè)是實驗教學(xué)的重要平臺和保障基礎(chǔ)，可以提升學(xué)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(xué)和實踐培訓(xùn)存在如下問題：真實平臺設(shè)備價格高昂，占地面積大，難以同時實現(xiàn)多人的標(biāo)準(zhǔn)化實訓(xùn)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(yùn)行狀況無法進(jìn)行真實教學(xué)和研究。然而，基于虛擬仿真技術(shù)的實驗教學(xué)方法具有投資少、安全性高、拓展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可為軌道交通專業(yè)實驗教學(xué)的開展提供有力支持。

2虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)是以計算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shù)。虛擬仿真實驗教學(xué)中心是通過虛擬仿真技術(shù)，模擬真實的實驗設(shè)備和實驗場景，使學(xué)生通過人機(jī)交互的方式在模擬的實驗場景、實驗設(shè)備中開展相關(guān)實驗，達(dá)到在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，完成各種實驗教學(xué)活動的目的。它是虛擬仿真技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和專業(yè)理論知識等多學(xué)科融合的結(jié)晶。在實驗教學(xué)中引入虛擬仿真技術(shù)，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：第一，虛擬實驗設(shè)備可以代替昂貴的真實設(shè)備，同時節(jié)約實驗室用地，降低實驗室建設(shè)成本，有利于緩解經(jīng)費(fèi)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(xué)的開展和實驗設(shè)備的利用，進(jìn)而有利于推進(jìn)實驗教學(xué)的改革；第三，虛擬仿真技術(shù)可為實驗教學(xué)提供良好的環(huán)境，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；第四，虛擬仿真技術(shù)使得實驗環(huán)境更接近現(xiàn)實，有利于縮短學(xué)生進(jìn)入相關(guān)行業(yè)的適應(yīng)期。

3構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)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(yīng)在信息集成技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)和智能制造技術(shù)等方面尋求突破，并大力推廣和應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)。構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)平臺、開展網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)，不僅可以改進(jìn)實驗教學(xué)方法，還可以緩解實驗設(shè)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(xué)的效果?；诖耍K師范大學(xué)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(xué)中心的建設(shè)，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(xué)中心的建設(shè)目標(biāo)主要有三個，其一是提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力；其二是培訓(xùn)職工的職業(yè)技術(shù)能力和應(yīng)急處理能力；其三是提升科學(xué)研究與試驗的支撐能力。因此，首先建立了實驗教學(xué)虛擬仿真平臺，進(jìn)而搭建實踐培訓(xùn)虛擬仿真平臺，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建設(shè)了科研服務(wù)虛擬仿真平臺。三部分功能互補(bǔ)、相輔相成，共同構(gòu)成“三位一體”多功能虛擬仿真實驗平臺，實現(xiàn)了“實驗教學(xué)、實踐培訓(xùn)、科研服務(wù)”的有機(jī)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(chǔ)上，按照“能實不虛、虛實結(jié)合、相互補(bǔ)充”的原則，以專業(yè)核心課程知識點(diǎn)為依據(jù)，以軌道交通全過程過程操作規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，以安全運(yùn)行控制為要求，建設(shè)由“行車控制”“運(yùn)行車輛”“牽引供電”和“運(yùn)輸組織”四大部分構(gòu)成的“一縱四橫多分支”實踐教學(xué)資源體系，以滿足學(xué)校、企業(yè)和區(qū)域的虛擬仿真實踐教學(xué)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(xué)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(xué)校本科專業(yè)課程實驗設(shè)置要求，軌道交通信號與控制虛擬仿真實驗教學(xué)中心將虛擬仿真實驗分為基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、提高層三個層次，包含驗證型、演示型、綜合型、設(shè)計型、科研型、創(chuàng)新型六種實驗類型。其中，教學(xué)虛擬仿真實驗屬于基礎(chǔ)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(xùn)虛擬仿真實驗屬于應(yīng)用層，注重專業(yè)知識的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)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(shè)計型項目42個；科研服務(wù)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(guān)企業(yè)和相關(guān)科研院所開放，注重研究能力和創(chuàng)新能力的提升。

4結(jié)語

虛擬仿真實驗教學(xué)中心作為高校實驗教學(xué)的一個發(fā)展方向，以其依托的虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)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(shè)維護(hù)成本低，平臺擴(kuò)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(xué)中心的建設(shè)，充分利用了上述優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了本學(xué)科本專業(yè)的實驗室布局和結(jié)構(gòu)，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(xué)中心的建設(shè)和實驗教學(xué)方法的改革，希望能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力，提升相關(guān)企業(yè)職工技能培訓(xùn)的效果，進(jìn)而為高校實驗教學(xué)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(xué)機(jī)電工程學(xué)院