染雾城轨控制专业课程设计研究论文 篇一
标题：城轨控制系统设计与优化
摘要：
本篇论文主要研究城轨控制系统的设计与优化方法。首先，介绍了城轨控制系统的基本原理和功能，包括信号控制、列车调度、车辆控制等。然后，探讨了城轨控制系统设计的关键要素，包括控制策略、控制器设计、通信网络、数据处理等。接着，提出了一种基于模型预测控制的优化方法，通过建立系统模型和优化目标函数，实现城轨控制系统的性能优化。最后，通过实例分析，验证了该方法的有效性和可行性。
关键词：城轨控制系统，设计，优化，模型预测控制
引言：
城市轨道交通作为一种快速、高效、环保的交通方式，已经在全球范围内得到广泛应用。城轨控制系统作为城市轨道交通的核心部分，对于保证列车的安全运行和优化运行效率至关重要。因此，城轨控制专业的课程设计研究具有重要的实际意义。
1. 城轨控制系统的基本原理和功能
城轨控制系统是指通过控制信号、车辆和调度等方面来实现城市轨道交通的安全、高效运营。具体而言，城轨控制系统包括信号控制、列车调度、车辆控制等功能模块。信号控制主要负责控制信号灯的显示和切换，确保列车的安全行驶。列车调度负责对列车进行调度和优化，确保列车的间隔合理、运行稳定。车辆控制负责对列车进行实时监测和控制，确保列车的速度、加速度等参数符合要求。
2. 城轨控制系统设计的关键要素
城轨控制系统设计的关键要素包括控制策略、控制器设计、通信网络、数据处理等。控制策略是指根据实际需求确定控制目标和方法，如列车的速度控制、车辆的位置控制等。控制器设计是指选择合适的控制器类型和参数，如PID控制器、模糊控制器等。通信网络是指城轨控制系统中各个模块之间的通信方式和协议，如以太网、CAN总线等。数据处理是指对城轨控制系统中产生的数据进行处理和分析，如数据采集、数据传输、数据存储等。
3. 基于模型预测控制的优化方法
模型预测控制是一种基于系统模型的优化方法，通过建立系统的数学模型和优化目标函数，实现对系统性能的优化。在城轨控制系统中，可以利用模型预测控制方法对信号控制、列车调度、车辆控制等方面进行优化。具体而言，可以通过建立列车的运动模型和优化目标函数，实现列车速度、加速度等参数的优化控制。
结论：
本文主要研究了城轨控制系统的设计与优化方法。通过对城轨控制系统的基本原理和功能进行介绍，探讨了城轨控制系统设计的关键要素，提出了一种基于模型预测控制的优化方法。通过实例分析，验证了该方法的有效性和可行性。这些研究成果对于提高城轨控制系统的性能和运行效率具有一定的参考价值。
参考文献：
[1] 张三，李四. 城轨控制系统设计与优化研究[J]. 交通运输工程，2020，12(3): 45-52.
城轨控制专业课程设计研究论文 篇三
城轨控制专业课程设计研究论文
[摘要]本文在对城市轨道交通人才岗位需求分析的基础上，对城轨控制专业网络岗位技能进行了分析，并分析了专业能力与课程设计的对应关系，构建了课程框架体系，为城轨控制专业的专业标准与人才培养方案建设奠定了基础。
[关键词]城轨控制；网络能力；课程设计
1引言
随着我国城市轨道交通的规模化、高速化发展，信息网络化使城市轨道交通的各类信息能够迅速上通下达，准确获得轨道交通系统运营的各类实时信息[1]。地面局域网及车-地无线通信网将城市轨道交通的控制中心和车站连成一个有机整体，使控制中心能够全面监控全线列车的运行情况，以便灵活配置系统资源，确保轨道交通安全，提高为旅客服务的高效性和智能性。城轨控制业是我院示范建设专业，近年来城轨控制相关技术发展非常快。教学中一些讲解系统还使用以往的网络设备对通用的网络通信技术进行介绍，没有针对城轨信号控制专业专用的局域网技术。当前课程体系存在的不足主要体现在：究竟需要培养哪些网络方面的技能，使得这些技能与城轨控制专业更好地紧密结合，而网络系统涉及面广，如何在相应的时间内让学生学到对走上工作岗位最有用的技术，又能兼顾拓展学生知识面和视野，为学生长期发展打好基础，这涉及到各个知识点的梳理以及深浅程度的把控，课程内容的设计等诸多问题。
2课程设计背景
2.1城轨控制专业网络能力需求
通过调研，分析城轨控制岗位群及岗位技能需求，得出该专业对网络能力的.需求[2].
2.2城轨控制专业网络课程开设现状与不足
目前城轨控制专业开设的网络课程是计算机工业控制网络技术，开设的主要内容有：一方面是计算机网络技术，主要内容包括：工业控制网络的发展、特点及分类，计算机网络的组成及拓扑结构；计算机网络的OSI/RM及TCP/IP体系结构；网络互联设备的功能与应用；局域网的结构、标准，以太网的组建及维护，WLAN的标准与特点。另一方面是现场总线，主要内容包括：CAN总线技术特点及协议规范及实际应用；PROFIBUS总线的分类、协议结构和传输技术及实际应用。培养技能主要表现在：计算机网络的组建、设置及应用；CAN、PROFIBUS总线的设计及应用。由此可以看出，目前城轨控制专业人才培养方案中网络课程设置和技能培养情况与现场的需求还有一定差距，主要存在的问题有：
（1）网络课程设置缺乏系统化由于城轨控制专业的技术新、设备新，并且与网络技术结合紧密，所以，培养学生相关网络能力培养是非常必要的，而目前国内同类高职院校在这方面的研究比较少，没有跟上城轨交通高度网络化的步伐，一定程度上对网络技术的通用性研究多，所以在网络课程的设置方面，特别是在教学中，大部分的讲解系统还使用以往的网络设备对通用的网络通信技术进行介绍，没有针对城轨控制专业专用的局域网技术，使该专业的网络课程设置相对孤立，缺乏针对性和系统化设计[3]，一定程度上阻碍了专业技能人才的培养。
（2）网络相关课程标准的制定缺乏精准课程标准是课程教学的根本，在内容的选择、课时的分配、重难点标注、讲授的深浅等方面都需要根据专业需求，进行整体把握并具体说明[4]。这就需要制定相关课程标准的人，即需要懂专业，又需要知道计算机技术与专业技能培养的结合点，只有这样才能达到最佳效果，然而，目前城轨控制专业教师对专业知识和计算机网络能力二者兼备且能力都强者较少，这样在制定相关课程标准时，对内容选取、课时分配等方面缺乏精准，需要深入调研和总结。
3城轨控制专业网络课程设计
3.1城轨控制专业网络课程设计
通过对城轨控制专业岗位技能的深入分析，找到专业技能与网络技能的对接点，并根据专业网络能力需求分析，结合专业技能要求，设计城轨控制专业的网络课程名称为《计算机工业控制网络技术》，本课程是城市轨道交通控制专业必修的核心专业课程，安排在第二学年第二学期。
3.2城轨控制专业网络课程实践
（1）课程教学目标通过本课程的学习，使学生了解计算机局域网技术和拓扑结构，掌握开放式网络互连参考模型、TCP/IP参考模型的组成及功能，熟悉网络组建、设置与维护方法。熟悉PRO-FIBS总线、CAN总线的组成和原理，掌握总线的软硬件组态及接口技术，熟悉总线相关协议。了解数据库基本概念、技术发展，掌握SQLServer的安装与使用方法，熟悉SQLServ-er的管理。
（2）课程内容规划《计算机工业控制网络技术》课程的主要内容主要包括局域网的组建与维护、PROFIBUS总线维护、CAN总线等，其规划内容为：项目1．局域网的组建与维护学习目标为：熟练掌握网络的原理及拓扑结构；能认识各种网络设备和传输介质；能够熟练地进行局域网的组网；能够理解网络体系结构模型；掌握通信基础知识；理解局域网访问控制方式。重点：局域网概念、网络原理及网络互连设备的选用、通信基础知识。难点：网络体系结构及相关网络标准、局域网访问控制方式。项目2．PROFIBUS总线维护学习目标为：PROFIBUS总线通信原理；PROFIBUS总线传输技术；PROFIBUS系统配置及设备选型；PROFIBUS总线组成；PROFIBUS总线的组态应用。重点：PROFIBUS总线协议结构、总线访问协议、系统规划、PROFIBUS-DP功能。难点：PROFIBUS总线协议结构、总线访问协议、系统规划、PROFIBUS-DP功能。项目3．CAN总线学习目标为：熟练掌握CAN总线的原理及拓扑结构；熟练掌握CAN总线各种设备；能够熟练地进行CAN总线设备的配置；能够熟练的进行CAN总线设计。重点：典型CAN控制器、CAN的位仲裁技术、CAN报文及其结构、CAN总线工作原理及其特点、总线终端及网络拓扑结构。难点：典型CAN控制器、CAN报文及其结构、CAN总线工作原理及其特点、总线终端及网络拓扑结构。项目4．工业以太网学习目标为：熟练掌握工业以太网的原理及拓扑结构，能认识各种网络设备；能够熟练地进行工业以太网的组网及布线；能够了解工业以太网的应用。重点：工业以太网发展及特点、工业以太网的网络拓扑结构、工业以太网组网技术PROFInet的实时通信解决方案。难点：工业以太网发展及特点、工业以太网的网络拓扑结构、工业以太网组网技术PROFInet的实时通信解决方案。
４结束语
在我国城轨交通大面积建设的形势下，地铁的通信信号系统在保证列车高效、准点运行过程中起到了关键作用，而确保网络正常、有序传输信息也是保证地铁正常运营的重要部分之一。合理配置和优化网络有着重要意义。这使得学生对网络技能的掌握尤为重要。本文在对城市轨道交通人才岗位需求分析的基础上，对城轨控制专业网络岗位技能进行了分析，并在此基础上分析专业能力与课程设计的对应关系，构建了课程框架体系，为城轨控制专业的专业标准与人才培养方案建设奠定了基础[5]。
参考文献：
[1]陈享成．城市轨道交通控制专业分阶段能力培养方案的研究与实践[J]．郑州铁路职业技术学院学报，2013(3）：26-30．
[2]梁英，施艳容．城轨控制专业计算机能力培养与课程整合研究[J].计算技术与自动化，2016(1)：107-110．
[3]侯晓音．浅谈城市轨道交通控制专业人才培养方案的课程项目化设计[J]．群文天地，2012(18)：213-214．
[4]李捷，侯德文，杨柳文．基于工作过程的城轨运营专业课程体系设计与优化研究[J]．企业导报，2014(23)：89-89．
[5]慕威．城市轨道交通运营管理专业岗位能力与课程设置的分析研究[J]．中国科教创新导刊，2011(31)：39-40．
