铁路站场及枢纽三维仿真系统在教学中的应用

摘要作为铁路运输专业一门专业必修课，这门课在教学内容上涉及诸多实践性很强的内容，有必要大力开发和应用铁路站场及枢纽三维仿真系统，以便使枯燥、繁冗的内容变得生动、直观、逼真起来，达到良好教学效果。

关键词铁路站场及枢纽设计三维仿真系统教学应用

引言

随着我国国民经济的高速发展，铁路运输行业的运力、运能等也在快速发展。作为铁路运输生产中至为重要的关键性基地，铁路站场及枢纽在其技术、手段、工艺等方面也在连续不断取得进步和突破。

作为铁路运输专业一门专业必修课，这门课在教学内容上涉及诸多实践性很强的内容，而现有的平面化的教学模式使学生在面对这门实践性极强的课程时，在接受和理解上相对比较困难。

鉴于此，我院于2010年底提出《铁路站场及枢纽三维仿真平台的开发》项目研究设想，笔者参与了该项目的研发工作，并于2011年6月完成了该三维仿真系统的研发工作，现已投入教学应用。

二、三维仿真系统的功能构成：

该系统以实际编组站有关平面数据为基础，运用3Dmax、和autocad等软件设计出编组站的三维立体图形，并设计了相关的车站静态设备，运用动画制作将编组站技术作业流程动态演示出来。主要涵括如下功能：

（一） 编组站直通作业演示

1直通作业中列车进站过程演示（图1）

2.直通作业中机车摘挂后入段的过程演示（图2）。

3.是直通作业中机车出段的过程（图略）。

4.直通作业中无改编中转列车机车换挂后出站的过程（图略）。

图1

（二） 编组站解体作业演示

1.解体作业中改编中转车辆的机车摘挂入段的过程演示（图略）。

2.解体作业中改编中转车辆被调机牵出上峰解体的的过程演示（图略）。

3.列车的解体过程演示（图3）

图2

图3

（三）编组站编组作业演示

1.调机在编组场内整场过程演示。（图略）

2.调机将编好的车列牵出调车场拉进出发场过程演示（图4）。

图4

三、该三维仿真系统在教学中的应用特点：

1、该系统在设计过程中完全忠实于铁路站场与枢纽的实际构成，如：主要线路、道岔、

信号机、机车、列车、站台等主要设备的位置、外形、尺寸、比例均严格采用了实际数据。故该立体仿真平台各方面功能和指标在教学应用中具有直观、逼真、完整、准确、全面的特点。教学过程中，无论是教师演示还是学生亲自操作，学生眼中所见不再是生涩的数据、呆板的平面图形，设备形式与生产过程均非常清晰，非常易于学生接受和理解。

2、界面简洁，便于使用、便于操作，功能全面，能时实设置现场生产全部及局部情景、状态，并能实现时实处理。例如，对A端平行作业，B端平行作业，客货交叉作业，货调交叉作业，调调交叉作业，货货交叉作业等均能实施情景设置。学生在操作中以生产者或生产指挥者的身份进行各种情景设置和处理，可以极大激发学生学习的兴趣，并能极大提高学生发现问题、解决问题的能力。

3、界面中留有专门的修改窗口，能根据铁路运输生产不断发展的实际状态及时补充和

改进相关参数。另外，相关数据的修改也就意味着站型和生产量的改变，这种窗口同时也为教学和考试留下了相当方便的设置平台。教师可以利用课堂时间有机改变相关参数，提出与当堂内容有关问题，及时检验和发现学生学者自重的有关问题，加强教学效果。

四、情景设置应注意的问题：

1、情景内容要由易到难，循序渐进遵循学习规律。

2、情景内容应具有连续性，能把前后所学有机连贯起来。

3、情景要和铁路生产现场实际充分结合，具有一定的现实性，以保证学习的实效性。

4、内容要和铁路运输生产的发展相吻合，具有一定的科学性和前瞻性，以启发学生的创新意识。

五、结语：

根据自身对该三维仿真系统在教学中的应用体会，广泛征集了学生和应用教师的意见，笔者认为，该系统具有很高的可靠性，同时对本门课程的教学具有很大的促进作用，收到了良好的效果。

参考文献：

1 潘立武、张迪.MCLA教学模式在计算机实践教学中的研究

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。