余朝刚 师蔚 李小波 尧辉明 上海工程技术大学城市轨道交通学院车辆工程系
摘要：有轨电车重新兴起，要求运行维护人员具有新的知识技能。上海松江区正在建设有轨电车，上海工程技术大学城市轨道交通学院车辆工程系抓住机遇，积极主动与这一新的行业融合，开展研究，调整实践环节课程教学内容，培养社会急需人才。
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关键词 ：有轨电车 人才培养 实践教学
中图分类号：G64 文献标识码：A
现代有轨电车作为城市新兴的一种先进的公交方式，已完成了从传统到现代化的转变，具有运行可靠、舒适、节能、环保等特点，在世界范围被普遍推广，充满了光明的前景。如法国斯特拉斯堡、瑞士日内瓦、西班牙巴塞罗那以及我国的大连、天津、上海等城市，开始在城市中改建或新增现代有轨电车线路。2012年至2020年，我国现代有轨电车规划已超过250 0公里，工程总投资预计达30 0 0亿元，车辆市场规模达60 0亿元，年均需求75亿元。
一、松江区有轨电车的规划
根据松江有轨电车网络规划公示信息，不仅松江新城，整个松江区内的主要区域，如九亭镇、佘山镇、泗泾镇和松江老城，都在有轨电车网络的覆盖范围内。
2 0 16 年，先期建成的将是T 1线和T 2线。T 1线全长约15.6km，设站25座，可与轨道交通9号线、22号线换乘；利用既有的荣乐西、中、东路主干道，为老城区服务。T2线全长约15.3km，可在松江大学城站换乘轨道交通9号线，整体从松江新城穿过，带动新城地区发展。
从规划图上看，T1和T2线一期工程恰好形成了一个环形，集中为松江主城区提供服务。远期规划的T3、T4、T5线，则分别经过城区南部、洞泾镇、佘山旅游度假区，为这些地区与主城区的连结提供便利。此外，远期规划中还有一条从九亭镇到佘山的T6线。
T1至T5五条线路总长约64km，城区内设站90座，基本上每隔800米有一个站点。除轨道交通9号线松江大学城站、松江体育中心站和22号线新桥站外，有轨电车还将衔接9号线松江南站及22号线车墩站。
二、学院的专业设置
为了主动适应上海和全国城市轨道交通发展的需要，加快城市轨道交通专业人才的培养，落实科教兴国的伟大战略，上海工程技术大学和上海地铁运营有限公司(现上海申通地铁集团有限公司）充分发挥双方优势，建立产学研合联盟，共同成立上海工程技术大学城市轨道交通学院。学院现设有车辆工程（城市轨道交通车辆工程）、轨道交通信号与控制、交通运输（城市轨道交通运营管理）和交通工程4个本科专业和城市轨道交通技术（通信信号）、城市轨道交通运营管理2个专科专业。其中，车辆工程（城市轨道交通车辆工程）和轨道交通信号与控制、交通运输（城市轨道交通运营管理）3个本科专业分别为教育部第一批和第二批“卓越工程师培养计划”试点专业方向。
城市轨道交通车辆工程方向人才培养定位主要针对于城市轨道交通车辆，如地铁、轻轨、有轨电车的运营维护保障，现代故障诊断及检修等领域，同时可延伸至整个轨道交通领域等，以适应社会经济发展需要。本校城市轨道交通车辆工程专业与传统的铁道车辆专业人才培养定位有较大差异。面对蓬勃兴起的有轨电车交通，需要在原有的地铁车辆内容基础上添加有轨电车新内容，使专业建设与社会发展保持同步，培养的学生将会有更多的就业空间，得到更好的发展。
三、车辆工程系实践环节内容的更新
车辆工程课程体系共包括四大类课程：数学与自然科学类课程，工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程，工程实践与毕业设计，人文社会科学类通识教育课程。实践教学是整个大学教育中一个非常重要的环节，该专业的实践环节有多种形式，包括课内实验、课程设计、认证实习、岗位实习、生产实习、见习实习、毕业设计等。相较于理论教学，实践教学内容更新更快，因此在实践教学环节加入有轨电车的内容更容易。
1.课程设计中引入有轨电车
修订的《城市轨道交通车辆电气设备课程设计》的教学大纲在教学目标、教学要求、教学内容诸多方面都进行了梳理更新。
教学目标：以先修课程电气制图、数字电路、模拟电路、检测与转换技术、电力电子技术、车辆制动、车辆牵引与控制等理论课程为基础，让学生掌握电气控制系统的设计方法、电器元件和电气控制线路的安装过程、设计资料整理和电气绘图软件的使用方法。在此过程中培养从事城市轨道车辆电气设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为综合素质全面提高及增强工作适应能力打下坚实的基础。
教学要求：（1）理解电气线路的工作原理；（2）掌握常用电器元件的选用方法；（3）了解电气控制设备的图纸资料体系；（4）提高查阅图书资料、产品手册和工具书的能力；（5）提高综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。新加入课程设计题目有：有轨电车主回路过电压检测与故障示警电路设计，有轨电车牵引电路或辅助电路中温度检测与风扇控制以及故障示警设计，有轨电车主回路电流检测与过流故障处理方案设计，有轨电车牵引/制动控制电路设计，有轨电车受电弓及高速断路器控制电路设计，有轨电车车门控制电路设计。
完成每个题目规定为2.5周，具体要求是：（1）最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑。（2）在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济合理，不要盲目追求高指标，造成不必要的高投资。（3）妥善处理机械与电气关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维护等方面协调处理好二者关系。（4）正确合理地选用电器元件，以实用为原则。选用新型号电器可以提高可靠性，减小体积，尽可能不要选用旧型号电器。（5）确保电气设备安全性、可靠性高，兼顾设备使用和维护方便。
2.在毕业设计中引入有轨电车
毕业设计时间为16周，一人一题，对有轨电车的进行研究，这方面的课题很多，这里给出2个课题为例。
（1）超级电容在有轨电车上的应用研究
有轨电车在运行过程中，由于站与站之间的距离较短，电车需要频繁的启动和制动，会产生大量的制动能量。超级电容器作为一种新型的储能装置以其功率密度大、充放电时间迅速和循环寿命长等特点完全符合有轨电车制动能量回收装置的要求而得到广注。课题分析含车载超级电容的有轨电车运行系统的结构，设计一种适合有轨电车运行系统的非隔离式双向DC/DC变换器。研究超级电容的建模方法，分析单体电容的串并联均压问题，设计超级电容电流内环的控制策略。为了验证控制策略和选择参数的正确性，通过Mat l ab/S i mu l i n k对含车载超级电容的有轨电车运行系统进行仿真建模。
（2）有轨电车的交流永磁同步电机拖动性能分析
同步永磁电机直接驱动驱动有轨电车，是当前最先进的驱动技术。使用同步永磁电机直接驱动，转向架无传统的齿轮箱，体积小，传动效率高。电车的启动加速度快，而且运营可靠，维护费用低。永磁同步电机通常采用磁场定向(f i e ld or i e nt e d c ont r ol,FOC)控制算法实现最大效率控制。课题研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动及拖动原理，结合有轨电车驱动系统(包括永磁同步电机、逆变器和超级电容）模型，计算能量消耗情况，根据现有的有轨电车电气和机械耦合制动方案，对比分析常用的并联制动控制和串联制动控制的优缺点，优化有轨电车拖动和制动能量回馈控制策略。
四、结论
车辆工程系以实践环节为插入点，率先在本科教学中引入有轨电车内容，培养社会急需人才，为学生开辟了新的就业方向。学院建院十年来，在地铁人才培养方面取得了辉煌的成绩，有轨电车的兴起，学院又面临一个难得的发展机遇。学校如果在有轨电车师资培养、实验装备以及产学合作等方面给予更多的支持，城市轨道交通车辆工程系将得到更好的发展。
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参考文献
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作者简介
余朝刚，19 67年生，贵州普安县人，博士，副教授，主要从事电气自动化方面的教学和研究工作。