一、建设背景

城市轨道交通行业快速发展，对机电设备运维、控制系统操作等高端技能型人才需求迫切，但传统教学存在明显短板：一是真实车站机电设备（如通风空调、屏蔽门等）成本高、体积大，院校难以大规模配备，学生实操机会匮乏；二是纯理论教学与企业岗位需求脱节，学生对设备安装、布线、检修及系统逻辑控制的实操能力不足，导致人才供需矛盾突出。同时，轨道交通机电技术向智能化、集成化升级，设备控制逻辑愈发复杂（如屏蔽门五级联动、空调水系统闭环调节等），传统实训模式难以覆盖复合型技能培养需求，“虚实结合”的综合实训平台成为解决教学痛点的关键。

二、建设意义

1.破解教学与产业脱节问题：通过“虚拟仿真+实物操作”结合，还原车站机电设备真实运行逻辑，学生可在安全低成本环境中反复练习核心技能，实现从“懂原理”到“会操作”的转变。

2.覆盖阶梯式能力培养：整合电机控制、车站机电系统运维两大模块，既能开展PLC编程、电机调速等基础实训，也能完成复杂系统综合运维训练，构建“基础技能—系统集成—综合运维”培养体系。

3.创新教学模式：配套虚拟仿真系统提供学习、练习双模式，结合三维漫游、场景化实训，打破课堂限制，实现“理实一体化”教学，提升学习效率。

4.服务产业发展：可同时满足院校教学与企业员工培训、技术验证需求，成为“教学—培训—认证”一体化产教融合载体，缓解行业人才短缺压力。

三、建设内容

（一）机电设备控制实训平台

1.整体架构

以城市轨道交通车站机电系统为核心，采用“操作台+独立实验模块”设计，所有实训装置为挂靠式独立模块，可灵活组装。实现虚拟场景与实际控制器信号连通，覆盖车站通风空调、给排水、低压配电等核心系统实训，兼具PLC编程与机电运维功能。

2.核心组成

操作台：提供AC220V供电，经转换输出DC24V、AC24V等多规格电源，带过压过流保护；集成直流数字电压表（量程0500V，精度0.5级）、电流表（量程05A，精度0.5级），实时监测运行参数；含交换机模块，支持设备间通讯。

实验模块（18类独立装置，分两大类）：

电机控制类：

PLC实训装置：14路数字量输入、10路数字量输出，2路模拟量输入/输出，集成PROFINET接口，支持高速计数与脉冲输出，满足编程与联动控制实训。

三相异步电机系统：380V/60W电机（转速1400r/min）+光码盘测速（09000r/min），可开展△启动、调速实训。

步进/伺服电机系统：带丝杆、限位开关，步进电机扭矩0.7N.m，伺服电机支持定位、转角等多种控制，培养高精度控制技能。

温度PID控制系统：含PT100测温传感器，实现温度闭环控制，模拟空调温控场景。

车站机电系统类：

屏蔽门模拟系统：还原五级联动控制（手动解锁＞LCB钥匙＞IBP盘＞PSL就地盘＞SIG信号级），通过PLC编程实现开关门逻辑。

车站照明模拟系统：支持高峰（7:009:00、17:0019:00）、平峰、停运三种模式，可编程调整照明逻辑。

电梯上下行模拟系统：实现扶梯启停、方向切换（切换前需先停止）、紧急停止等操作。

污水排水模拟系统：含水池、污水泵、化粪池，通过液位传感器触发泵体启停，模拟污水处理全流程。

气体灭火模拟系统：支持自动（感温/感烟探测器触发）、手动控制，还原消防应急逻辑。

其他模块：还包括门禁、隧道通风、空调水系统等模拟装置，覆盖车站核心机电场景。

3.实训项目与配套资源

实训项目：分“PLC与电机”“车站机电逻辑”两大类，共20余项，涵盖伺服电机变速、屏蔽门控制、照明模式切换等。

配套资源：12个MP4教学视频（总时长89分钟），覆盖各模块操作演示，搭配实训手册与编程案例。

（二）城市轨道交通虚拟联动仿真系统

1.核心架构与功能

采用C/S架构，适用于局域网，稳定性与安全性强。核心功能包括：

三维漫游：提供5个车站场景（空调机房、污水泵房等）三维地图，支持视角切换，可随时调取设备技术文档，辅助认知教学。

虚拟仿真场景：对应实物模块，开发空调、排水、照明、低压配电、垂直梯5个软件场景，模拟设备真实运行状态（如机组启动后扶梯联动）。

双学习模式：

学习模式：提供任务描述、设备认知、理论学习等内容，通过3D模型拆解讲解设备原理（如TVF风机功能、潜污泵结构）。

练习模式：3D模拟实训场景，支持PLC编程导入、接线模拟，可调用教学视频与接线图，实现“虚拟预习—实物实操”闭环。

2.虚实结合特色

通过协议转换中间件实现I/O点位配置，虚拟场景的控制指令（如PLC程序）可下发至真实控制器，实物模块运行状态（如电机转速）可反馈至虚拟场景，形成全流程联动，提升实训效果。