仿真地铁列车论证报告.doc

大型仪器设备购置论证报告仪器设备名称仿真地铁列车项目名称轨道交通、智能制造及现代物流产教融合实训基地项目负责人朱建昌填表日期2017-06-10实验室管理处制填表说明1单价10万元及以上仪器设备的申购均需填写此表，并与申购计划一起上报有关部门。2所在学院（部门）组织37人单数技术专家进行论证，并通知项目经费管理、设备管理等部门参加论证。申请单一来源采购的需3人以上单数非本校专家参加论证；未列入全省统一论证进口产品范围的进口产品需5人以上单数非本校专家参加论证。3论证会由专家组组长主持，主要程序为：申购人报告、现场考察、专家质询与讨论、专家组形成论证意见并签名。4专家论证同意，经学院（部门）、项目经费管理部门签字并盖章后，报本科教学部（实验室管理处）网上公示一周无异议后实施。5此表一式1份（如设备为进口设备，请提交2份）。设备名称中文仿真地铁列车英文规格型号仿真地铁列车车厢、司机室设备、车厢内部文化建设系统。申购数量1套现行单价人民币390万元美元购置经费来源轨道交通、智能制造及现代物流产教融合实训基地建设项目运行经费来源轨道交通、智能制造及现代物流产教融合实训基地建设项目主要技术指标与功能一、仿真地铁列车车厢1套1.仿真浦镇B型车车厢一节（含贯通道）（全长不小于19米）：整车框架采用铝合金型材铆焊结构，蒙皮采用铝合金等其它足够强度的轻质、阻燃的材料，仿真车体内外不得使用木质或易燃材料，结构设计应足够坚固耐用，整车外部进行抛光上漆处理，表面光洁度与真实列车的表面一致，内部采用与真实列车内类似的材料或更好的替代材料，不同金属间的连接采用防腐处理和时效处理，金属材料的焊接质量符合GB/T12467-1998，整体结构简单，强度、刚度高。外观造型及配色与原车相似或基本一致；车厢内扶手装置一套（水平杆长度不小于3米），全车照明系统与真实列车的内部一致。2.整体结构应采用部件拼装组合形式，便于设备进场。整车结构及外观应满足强度要求，在正常使用的情况下不发生变形。3.司机室顶部应设计通风口和维护盖板，预留后期扩展车顶维护实训项目的位置；司机室及车体内布局、尺寸、样式，严格按1:1的比例制造；外观造型及配色与原车相似或基本一致；司机室配备司机室侧门，形状与真实列车对应的门的形状完全一致，侧门能够开启，开启方式与真实杭州地铁列车一致。4.客室车厢内部的装饰和风格应与真实地铁列车基本一致，包括地板、座椅、照明，应配备站点线路图（一侧采用LED屏显示，另一侧采用常规显示），指示内容应与驾驶系统当前站同步；客室车窗应采用不低于5mm厚度的钢化玻璃；应配备塞拉门6套：其中1套采用真实电动客室塞拉门（站台侧司机端），5套采用高仿平移门（站台侧3套，非站台侧两端各1套），站台侧4套门均受司机室模拟驾驶器上的开关门按钮的控制，能实现车门开关，并保证与屏蔽门保持正确的联锁关系。5.贯通道采用1:1仿真或真实部件。6.车顶应配备仿真金属接触网和全金属仿真受电弓，其中接触网，两端立柱式安装，长度不小于19米。受电弓与司机室联动，通过压缩空气在传动气缸内对升降弓的作用力，控制受电弓的升降变化。配备应急升弓装置和车顶受电弓摄像监控功能（司机能在司机室监控到受电弓升降状态）；配备仿真地铁车辆空调1台，仿真地铁车辆空调外形与外壳，整体结构焊接而成，无毛刺，与车顶衔接；仿真汽车空调1台，空调外形与外壳，整体结构焊接而成，无毛刺。7.车底应配备与真实MP车相同的车下设备：高压箱、牵引逆变器箱、辅助逆变器箱、低压箱、附加风缸、制动控制模块、天线等，设备布局、外形应与实车一致，箱体外壳应能按照现场实际检修规程打开，应能看清内部部件组成。外壳应采用金属材料制作，内部部件采用高强度工程塑料等制作；应配备2台全金属1:1比例的转向架（一动一拖），仿真所有部件（包括各种管路及附件），设备颜色及形状与实物一致（空气弹簧形状与实物接近）。两端分别设置实物11高仿真自动车钩和半自动车钩各1套，设备颜色及形状与实物一致，采用金属材料制作。8.舱体模拟驾驶软件系统应该完成车内相关设备及站台屏蔽门、车站级ATS、IBP一体化操作台等系统互联。 最终实现的功能在设计联络阶段与用户共同确定。二、司机室设备1.司机室构造、照明、通风设备应与浦镇B型车真实车辆结构、布局、功能一致；2.仿真司机室电气柜应仿真浦镇B型车实物电气柜，微动开关可响应教员设置故障跳断，也可由司机学员进行排故操作；采用与实际相同的材料，采用保证足够强度的轻质、阻燃的材料；所有的金属材料表面光滑，无毛刺；不同金属间的连接进行必要的防腐处理；铆接件精确定位并对准，铆钉全部充满铆接孔；保证整体结构在使用中不发生任何变形。3.左、右开关门面板应与真实车辆结构布局功能一致；4.司机室右侧屏应含DC110V、24V电压表、SIV开关、DC1500V网压表等；5.司机操纵台主体及座椅：1:1仿制浦镇B型车司机操纵台（与杭州地铁列车真实设备一致）；操纵台的结构、尺寸、配色应与真实地铁列车一致，柜体应采用铝合金、钢制结构，台面应采用玻璃钢材质；操纵台应配备有与真实列车一致的设备、设施，包括完整的运行控制和显示设备；这些设备应具有与真实列车完全一致的尺寸、外观、颜色、手感和操纵力度，且都具有可操作性，并与实际列车上的对应设备具有相同的功能与控制逻辑；司机室座椅的外观、尺寸、舒适度应与真实列车基本一致；6.信号按钮控制面板：控制面板及按钮开关，外观、尺寸、结构、功能、手感与真实设备一致；应包括操作模式按钮、ATO按钮、折返操作按钮等；控制面板及按钮开关，外观、尺寸、结构、功能、手感与真实设备一致；应包括门选开关、电热玻璃开关、前照灯开关、司机室灯开关、雨刮开关、紧急制动、强迫泵风、强迫缓解按钮等；7.司机控制器：1:1仿制浦镇B型车司机控制器；司机控制器所用的材料应与真实地铁列车设备一致，整体外观和操纵手感应与真实车辆设备基本接近；牵引和制动级位的判断应清晰可靠，每一个级位所对应的PWM输出值应与真实列车特性具有高度一致性；司机警惕按钮的作用方式应与真实列车一致；司机操纵台钥匙开关的机械电气联锁逻辑应与真实情况完全相同；8.TMS显示器：采用仿制设备，外观、尺寸、结构、功能、按键、界面内容以及操作方式与真实设备一致；显示屏参数不低于以下标准：工业级液晶显示触摸屏；显示方式：LED液晶显示器；屏幕尺寸：与真车一致；分辨率：1280 pixels1024 pixels；颜色：24bits；亮度：300cd/m2；对比度：500:1；控制方式：五线电阻式触摸屏；具有亮度调节功能；TMS仿真系统应与真实杭州地铁一号线B型车TCMS系统功能、逻辑、界面、操作仿真一致；9.TCMS/ATC计算机：配置不低于处理器：酷睿i5 双核处理器，主频3.3GHz内存：DDR4 4GB，硬盘：SATA 500G 转速7200；显卡：独立显卡，显存1G；10.旅客信息仿真系统PIS：应与真实车辆PIS系统外观、功能、样式一致的设备；11.ATC显示器：应采用仿制设备，外观、尺寸、结构、功能、按键、界面内容以及操作方式与真实设备一致；显示屏参数不低于以下标准：工业级液晶显示触摸屏；显示方式：LED液晶显示器；屏幕尺寸：与真车一致；分辨率：1280 pixels1024 pixels；颜色：24bits；亮度：300cd/m2；对比度：500:1；控制方式：五线电阻式触摸屏；具有亮度调节功能；12.ATC仿真系统：应与真实杭州地铁一号线B型车ATC系统功能、逻辑、界面、操作仿真一致；13.双针压力表及控制系统：实物压力表，采用仿制设备，且控制方式为仿真系统通用的电控压力表，其外观、尺寸、功能、指针指示数值与真实设备一致；14.其他报警、提示设备：与真实车辆结构布局功能一致；15.接口装置：工业控制计算机，配置不低于：CPU：E5400，内存4G，硬盘500G；包括专用开关电源、继电器、接口板卡等设备；用于司机操纵设备的数据采集和交互，包含专用电源模块，是操纵设备的驱动核心，含硬件采集及转换板卡及软件驱动系统；16.低照度摄像头：司机室与客室监控摄像头，用于监控司机操作过程和对实物电气柜的操作过程以及客室的实时状态监控，彩色半球低照度摄像头，配置不低于：带3.3-12mm 变焦镜头，（560TVL，彩色模式0.5LUX,黑白模式0.01LUX,PAL,12VDC/24VAC），数量4个；17.硬盘录像机：视频分辨率1024768；视频制式HDMI/VGA；视频输入32路；视频输出1路；音频输入1路；音频输出1路；18.仿真无线通信台及司机话筒：仿制真实车辆无线通信设备，与杭州地铁1号线列车设备一致；19.司机座椅后右侧柜内设置TC车继电器MCB面板，设置真实列车的相关旁路开关和继电器开关，并能模拟列车故障时司机应急处理的相同功能。20.系统配备1台站台监视器，一套DTI发车倒计时显示器，一个PSL屏蔽门就地控制盘及DTRO折返按钮控制盒。站台监视器场景由一台独立的图形工作站进行场景生成计算，主要提供列车门和屏蔽门的开闭、乘客的上下车和候车、客流等各种实际运营情况的仿真视景。安装方式与实际地铁车站保持一致，发车倒计时及站台监视器采用吊装形式。21.侧视停车对标功能：站台监视器在列车进站停车过程中，显示侧视景内容用于精确停车对标，当列车停对标停稳后，恢复显示站台监视器监视内容。三、车厢内部文化建设系统1.55寸触摸显示器：感应方式：非接触式红外6点触控技术；书写方式：手指或笔触摸；响应时间：首点8ms；连续3ms；物理分辨率：1920x1080；）对比度：4000:1，动态对比度：10000：1；数量：9台；无缝拼接。2.系统内地铁仿真教学软件：应具有地铁文化展示功能，能够自动展示、播放教师设置的内容；教师能够在该软件上进行整列车辆结构与原理教学展示，能够在虚拟车辆环境下进行全三维漫游、设备认知等操作；3.专业图形工作站：高性能图形工作站，保证提供满足前向主视屏通道高清、高帧速率、高分辨率的宽视野动态高速刷新，超级运算能力保证高保真数字音频混响MIDI动态合成运算能力，具有完成高帧、高速率画面光影烘焙特效的数学运算目标能力，保证运行流畅。配置不低于：工作站CPU Intel Xeon E5-1620，工作站主频 3.6GHz标配内存 4GB内存描述 DDR3 硬盘类型 SATA硬盘容量 1TB /7200转；显卡2块：独立显卡核心工艺 28纳米RAMDAC频率 400MHz，支持16路DP输出；核心频率 1058显存频率 6200MHz；显存带宽 148.8GB/s 显存类型 GDDR5；显存容量 2048MB显存位宽 192；4.列车逻辑仿真系统：仿真系统核心模块，建立与真实杭州地铁1号线车一直的数学模型，能够精确模拟列车的电路气路和机械逻辑，模拟列车的牵引制动特性；建立列车运行仿真模型，该模型在给定的各类参数条件下能够准确地计算和输出列车的速度、加速度和位置。模拟运行结果应符合相应的要求，模拟运行曲线与实际运行曲线具有高度的一致性；建立列车电路数学模型，包括所有的电路设备，各种电器设备的功能和作用，实现列车的完全电路仿真，电路数学模型包括主电路、辅助电路和控制电路等几个部分，各电路通过电磁、电空、电机械传动方式相互联系起来；运行模式：列车驾驶仿真系统能够模拟不同运行模式。这些模式包括正常、爬行、救援、降级模式；列车运行仿真模型应能够完全地融入模拟软件之中，能够接收如下数据和状态：线路数据（如：轨道的坡度、曲线半径、轨道超高等）；列车参数（如：自重、牵引电机特性等）；受训司机的操作（如：控制器手柄位置等）；教员控制台发出的控制（如：轮对抱死等故障状态）；虚拟列故障处理模拟系统模拟的故障处理操作。牵引系统的正确模拟；制动系统的正确模拟；列车子系统的正确模拟；仿真计算机配置要求：处理器：酷睿i5 双核处理器，主频3.3GHz；内存：DDR4 4GB；硬盘：SATA 500G 转速7200；显卡：集成显卡；5.故障处理模拟系统：触摸屏：22寸工业液晶触摸显示器，配置不低于：分辨率12801024；颜色： 24bits；触摸屏：响应时间：8ms；透光率： 90%；)感应力度： 85g力；表面硬度：莫氏7级；定位精度： 2.03mm；触摸激活力：300g以下；工作温度：0 到50 度；结构：纯玻璃；通信：USB；厚度： 5 mm；多媒体故障处理模拟系统软件模拟杭州地铁1号线列车电气柜及其他节列车的设备，用于学员认知以及故障解除演练，可由教员设置故障，学员通过虚拟列车触摸屏操作进入到相应的列车设备中，对故障设备进行排故操作，模拟的故障数量不应少于100个；多媒体故障模拟计算机配置不低于：处理器：酷睿i5 双核处理器，主频3.3GHz；内存：DDR4 4GB；硬盘：SATA 500G 转速7200；显卡：集成显卡；6.嵌入式安装音效仿真装置：5.1声道音箱5.1立体声音响，配备5.1功放，配置不低于：额定阻抗：40HM；频率响应：30HZ20KHZ；失真度：0.3%1W1KHZ；分离度：45dB；信噪比：75dB；电源：交流220V50HZ，应配备匹配的功放设备；模拟杭州地铁列车在运行过程中的环境音效，包括列车外部和内部的声音，为学员提供最接近真实的实训环境；能实现的音源种类至少包括：不同轮径的列车以不同运行速度在不同的线路上行进时的轨道声，这些线路包括：直道、弯道、隧道、涵洞、地面线路、桥梁、无缝轨/长轨/短轨；列车以不同运行速度行进时的风声；不同运行速度情况下列车的鸣笛声（包括具有多普勒效应的会车及鸣笛声）；在隧道、露天线路及二者的衔接区域，列车运行时的轨道声；过道岔的轨道声；制动、紧急制动声；侧向噪声、环境噪声；列车碰撞障碍物、脱轨时的声音；司机操作过程中列车产生的各种电器吸合、断开声音；列车牵引电机、辅助风机电机、压缩机等启动、运行、停止工作声；列车运行过程中有关设备的机械噪声；空气制动系统产生的各种明显的气动声音等；列车报站广播声音。用房情况地 点面积辅助设施配备是否需改建落实情况实验实训楼300齐备否已落实管理和使用技术人员配备姓 名职称专管或兼管是否使用过熟练程度是否需培训吴金洪副教授兼管否熟练需要孟国连实验员专管否熟练需要韦强副教授兼管否熟练需要施俊庆讲师兼管否熟练需要李磊讲师兼管否熟练需要主要用途和适用学科范围主要用途：仿真地铁列车作为城轨列车整车实训及模拟驾驶系统中的核心部件，主要用于对城轨列车B型列车的驾驶和检修的培训。检修实训：学员可以根据当地地铁公司的标准检修流程，通过一定的检修工具以及配套的检修平台，对城轨列车B型地铁列车进行日检、月检、双周检、定修等检修培训，同时学员可以对城轨列车B型车上不同的设备进行认知。模拟驾驶实训演练：司机可通过仿真司机操作台及配套设备进行车辆的标准化模拟驾驶训练、应急故障处理实训和非正常行车等相关实训；车厢内部文化建设系统主要用于对地铁常见故障现象、地铁礼仪文化、运营管理模式等教学内容的播放，同时可以通过教师端配备的软件系统，对学员进行教学。适用学科范围：交通运输。购置必要性一、所购产品的必要性仿真地铁列车主要用于车辆检修和驾驶，实训系统以“岗位引导、能力递进”为基本思路进行产品设计，以“教、练、考”为主线，基于工作过程构建实训课程体系；同时以“情景化教学”的形式把行业技术规范和标准作为实训准则，以逐步引导学员学习，提高学习的效率，还以实现真实的工作场景、真实的设备、真实的作业流为导向，满足学生实训的环境就是将来工作的环境的现实需要，实现对轨道列车司机、轨道交通车辆检修人员。车厢内部文化建设系统，作为基础教学系统，可以让学生随时对故障现象，理论文化知识学习以及车辆结构等知识学习，同时采用计算机仿真技术，车辆结构模块可以实现360度旋转，达到无缝学习，因此计算机仿真技术构建虚拟实训环境是较为理想的运行培训方式。二、所购产品的先进性地铁列车车厢采用焊接结构，钢或其它足够强度的轻质、阻燃的材料，所用金属材料表面光滑、无毛刺，金属之间连接进行防腐处理，铆接件精确定位并对准，确保20年内车体不产生永久变形与疲劳损伤，还原度极高。系统采用优质的驾驶操纵台结构，驾驶操纵台采用经典工艺，在高强度运行和恶劣的气象条件下，能保证正常使用。驾驶操纵台结构简单且在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性，驾驶操纵台寿命长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。驾驶操纵台通过数据采集及输出装置进行高度数据集成，使其控制逻辑及系统变化状态和真实完全一致；车厢内部文化建设系统中所配备的触摸显示器采用经典工艺，在高强度运行和恶劣的气象条件下，能保证正常使用，且寿命长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。装置从整体结构的设计到关键技术的采用都应遵循先进且实用的原则，主要设备和部件均采用工业级产品，并采用成熟技术及工艺，系统采用分布式仿真系统计算任务的分配、协调和调度。三、所购产品的适用性1、在性能方面仿真地铁列车车厢还原度极高，外观及工艺高度逼真，外形表面光滑，无凹凸不平，整体效果与实际一致；驾驶操纵台具有环境复杂性、无备用性、机电复合型、负荷随机性、学科交叉型，能保证正常运作，驾驶操纵台结构简单且在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性，驾驶操纵台寿命长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力；车厢内部文化建设系统外观及工艺高度逼真，能保证正常运作，图像对比度较高，分辨率高，色彩还原性良好，画面立体感强烈。采用该系统，可实现与地铁列车各类操纵相关的培训与考核功能；充分考虑系统的可靠性、稳定性与安全性，系统中主要设备均采用工业级产品，采用成熟技术及工艺，并具有易用性、可维护性、可兼容性、先进性、方便灵活性、系统安全性等性能。2、用途和使用后的效益与风险分析仿真地铁列车主要用于对地铁浦镇B型列车的驾驶和检修的培训，系统采用一节仿真地铁列车。检修实训：学员可以根据当地地铁公司的标准检修流程，通过一定的检修工具，对城轨列车B型地铁列车进行日检、月检、双周检、定修等检修培训，同时学员可以对城轨列车B型车上不同的设备进行认知。模拟驾驶实训演练：司机可通过仿真司机操作台及配套设备进行车辆的标准化模拟驾驶训练、应急故障处理实训和非正常行车等相关实训。车厢内部文化建设系统，能够对地铁文化进行展示，能够自动展示、播放教师设置的各种内容，包含理论知识教学PPT等；教师能够通过软件进行车辆结构教学展示，能够任意在虚拟车辆环境下进行漫游、设备认知操作，设备系统简单快捷，系统稳定性好。从效益上讲，提高了使用者实际操作动手能力和理论知识；从组织上，提高了教学组织效率；从安全考虑，避免了人员伤害；从教学效果上，方便统一管理；从服务社会的功能上，可以为企业提供直观可操作的真是地铁检修场景，直观验证所设计产品的功能与结构。仿真地铁列车已经是很多高校教学的必选形式，一套系统多种应用，多种教学，是一种效益比较高及教学、实训、科研和立项为一体的综合系统。3、国内已购置单位使用产品情况仿真地铁列车，目前国内院校类似案例很多：苏州大学、北京交通大学、兰州交通大学、南京交通职业技术学院、武汉铁路司机学校、上海公用事业学校、呼和浩特机械工程职业技术学校、广州市轻工技师学院、郑州铁路职业技术学院、宁波市职业技术教育中心学校、安徽交通职业技术学院、北京电子科技职业学校、武汉铁路职业技术学院、苏州技师学院、南京铁道职业技术学院、北京交通运输职业学院、西安铁路职业技术学院等，根据客户的使用需求，目前应用效果良好。本校是否有同类设备、数量及不能共享的理由本校无同类设备。安装场地满足条件（水、电、气等是否齐全）、安全保护措施落实情况、是否涉及放射源物品和剧毒品等危险性材料场地条件满足需求，安全保护措施已落实，不涉及放射源和剧毒品等危险性材料。该套系统对劳动保护没有特殊要求，所有制度及措施按照目前国家法律、学校制度及实验室现有管理制度实施即可。国内外同类设备、品牌、规格、性能、技术指标、特色、附件、价格、售后服务、应用支持等的比较仿真地铁列车技术已经很成熟，国内有多家企业可以提供同等规格、性能、技术指标和特色的产品，售后服务和应用支持方面没有差别。使用效益预测及风险分析仿真地铁列车主要用于对地铁浦镇B型列车的驾驶和检修的培训，系统采用一节仿真地铁列车。检修实训：学员可以根据当地地铁公司的标准检修流程，通过一定的检修工具以及配套的检修平台，对城轨列车B型地铁列车进行日检、月检、双周检、定修等检修培训，同时学员可以对城轨列车B型车上不同的设备进行认知。模拟驾驶实训演练：司机可通过仿真司机操作台及配套设备进行车辆的标准化模拟驾驶训练、应急故障处理实训和非正常行车等相关实训；车厢内部文化建设系统，能够对地铁文化进行展示，能够自动展示、播放教师设置的各种内容，包含理论知识教学PPT等；教师能够通过软件进行车辆结构教学展示，能够任意在虚拟车辆环境下进行漫游、设备认知操作，设备系统简单快捷，系统稳定性好。从效益上讲，提高了使用者实际操作动手能力和理论知识；从组织上，提高了教学组织效率；从安全考虑，避免了人员伤害；从教学效果上，方便统一管理；从服务社会的功能上，可以为企业提供直观可操作的真是地铁检修场景，直观验证所设计产品的功能与结构。仿真地铁列车已经是很多高校教学的必选形式，一套系统多种应用，多种教学，是一种效益比较高及教学、实训、科研和立项为一体的综合系统。开放共享实施方案和共享承诺根据教学与科学研究需要，本项目组申请购置车辆检修及驾驶实训系统大型设备，为充分发挥投资效益，本项目组特作以下郑重承诺：1、本套大型系统为本项目组开展科学研究和人才培养所必需。2、本项目组负责安排专职技术人员管理，并负责该系统的日常保养、维护工作，出现故障及时报修，确保系统正常运行。系统运行所需耗材由本项目组负责。3、本套大型系统除了服务本项目组外，完全对校内、校外开放共享。开放共享实施方案：1、该系统可单独共享使用，也是作为城市轨道交通综合仿真实训系统的一部分，也可和城市轨道交通综合仿真实训系统整体一起共享使用。本系统共享所需费用由本系统在城市轨道交通综合仿真实训系统中所占金额比例确定。2、在满足本学院本专科教学和本学科平台（或科研团队、实验室、课题组等）师生使用需求之外，向学院内及学校内外开放有偿使用。3、国家或省市物价管理部门已制定大型仪器设备开放使用的收费标准的，按照管理部门规定的标准收费。 物价管理部门尚未制定统一收费标准的，由大型仪器设备所在部门参照国内同类仪器设备使用收费情况，根据仪器设备折旧费、运行成本和管理服务费等计算制定收费标准并填写浙江师范大学仪器设备有偿使用收费标