1.专业与年级要求

（1）学生应为车辆工程专业或偏向机车车辆方向的工科类专业，具体专业可以为：车辆工程、机械设计制造及自动化专业、机械电子工程专业、交通运输专业、电气工程专业、轨道交通信号与控制专业、自动化专业、测试技术与仪器专业、交通工程专业、载运工具运用专业等。

（2）学生以大三年级为佳。

2.基本知识和能力要求

（1）具备从事工程工作所需相关的数学、自然科学、经济学知识及相关的计算能力，具备宽厚的高铁与城市轨道车辆设计理论和技术知识，了解高铁与城市轨道车辆的发展现状和发展趋势。

（2）具备设计和实施工程基本实验的能力、具有进行试验结果分析的能力和创新能力。掌握与高铁与城市轨道车辆运行、列车制动等技术相关的实验设备的结构原理与使用方法，具备一定的识图、制图和设计能力。

（3）掌握高铁与城市轨道车辆工程的基础理论及技术，具有较强的实践能力和对基本问题的分析、解决能力。掌握高速列车的检修模式和运用检修中的基本问题，掌握高速列车的运行方式、乘务制度、检修制度和工艺流程。

高速铁路是一个国家铁路现代化水平的显著标志，也是国家软实力的重要组成部分；现代化的轨道交通，具有运载能力大、运行速度快、运行时间准确等特点，已成为解决城市交通问题的有效途径。徐州是全国重要的铁路枢纽，城轨交通发展迅速，加强车辆工程专业人才培养，是我校重要发展战略之一。

发展车辆工程类专业，实验资源的建设是提升学科专业水平，提高人才培养质量的重要手段。目前，高速铁路和城市车辆工程专业实验教学和实践培训存在如下问题：真实平台设备价格高昂，不适合开展多人多任务教学，难以实现多人的标准化实训和考核；对涉及不可及或不可逆的操作，极端的环境，不可控天气条件的运行状况难以进行真实教学和研究。因此，针对车辆工程专业虚拟仿真教学资源的开发势在必行。

目前，车辆工程专业（铁路机车方向）的课程体系均包含有：高速铁路概论、动车组总体与转向架、动车组运用与检修、动车组传动与控制、动车组牵引与制动等专业课程。其中，动车组运用与检修课程着重培养学生检修维护动车组和处理动车组突发故障的能力，以迎合铁路行业对动车组检修技术人员的强烈需求，因此，动车组运用与检修是车辆工程专业课程体系中的核心课程。动车组运用与检修课程的实践性较强，以我校为例，该课程的理论学时仅为24学时，而实验学时则达到了48学时。受限于实体设备价格昂贵，为模拟动车组各主要部件的检修工艺流程，动车组运用与检修课程的实验项目均通过虚拟仿真教学资源实现，其中转向架系统检修实验是实验项目体系中的重中之重。

我校车辆工程专业致力于培养具有较强实践能力的动车组车辆检修应用型人才。依托传统的书本授课、现场观摩等教学方式，学生很难在短时间内掌握转向架系统的检修工艺流程。若通过转向架实体教学则存在以下问题：

（1）转向架系统实体实验成本高昂

转向架系统实体价格极为高昂，以目前最新车型“复兴号”动车组为例，其动力转向架系统的价格近千万元；建立较完善的转向架系统检修实训室需配备众多的检修辅助设备，如带轨道桥的架空轨道系统、轮对快速更换设备、盘型制动装置试验台、转向架系统落成后的专用加载试验台等，这些检修辅助设备的购置费用和维护费用也极为高昂；另外，由于转向架系统实体重量近8吨，若想对其进行拆装检修作业，需提供行车、龙门吊车等大型起重设备，且必须配套专用厂房。而上述条件，在实际教学中是很难满足的。

（2）转向架系统实体实验教学效率低

若通过转向架系统实体进行实验教学，受设备数量限制，单次受训学生仅为4名/台，每次实训时间要超过8学时，实验效率很低；且由于转向架系统零部件之间配合精度极高，因此难以实现反复拆装训练。而通过对转向架系统虚拟仿真教学资源的在线共享，可突破时间和空间的限制，实现对学生大批量教学的目的，实验效率大幅提升。

（3）转向架系统实体实验不能模拟异常工况

转向架系统在实际运行中可能会出现轴承烧毁、制动盘破损等失效工况，此类工况虽极为少见，但在实际教学中却要求学生牢固掌握，单纯通过转向架系统实体实验教学难以模拟此类异常工况。而通过虚拟仿真技术，则可以生动再现转向架系统检修过程中各类失效工况，较之传统教学方法优势明显。

由此可见，借助虚拟仿真技术实现转向架系统检修课程的实验教学，是最佳的实验教学方式。

本项目的设计原则主要依托列车总体及转向架的基本知识、故障诊断及处理的基本知识以及转向架系统运用与检修的基本知识等，可概括如下：

动车组每个车体下安装有两个转向架系统，以8编组的CRH2型动车组为例，其采用的是4M4T的编组形式，其动车（M车）和拖车（T车）分别装用了动力转向架系统（SKMB-200）和拖车转向架系统（SKTB-200）。两种转向架系统的区别在于动力转向架系统配置有牵引电机和驱动装置，而拖车转向架系统则并未配置。

转向架系统作为高速动车组的核心部件之一，在动车组一级和二级检修中，须在编组状态下不解体对转向架系统各部分进行外观、安装状态及机械性能的检查，若发现有缺陷的情况要进行维修或更换；而在动车组三级检修中，则需要对转向架系统进行解体检修，由此可见三级检修是检修作业中的重点和难点。而本项目正是针对动车组转向架系统三级检修作业流程所进行的虚拟仿真训练。

借助虚拟仿真技术降低实验教学成本、提高实验教学效率、模拟检修过程的异常工况，使学生短时间内高效率地掌握动车组转向架系统复杂的结构原理和检修工艺流程。

（1）掌握动车组转向架系统的工作原理和组成结构

掌握转向架系统的任务、组成和分类，掌握转向架系统构架、弹簧装置及减振器、轮对轴箱装置、驱动装置、基础制动装置、牵引装置、车体连接装置的功能原理和技术参数。

（2）掌握动车组转向架系统的检修理论和各级修程的检修内容

掌握动车组的故障类型、维修制度、检修限度、维修组织等理论知识，以及转向架系统一级检修、二级检修、三级检修、临修和专项修的定义、内容、检修周期、检修工艺等技能知识。

（3）培养学生动车组转向架系统故障诊断处理及检修能力

掌握转向架系统各零件的禁止使用限度值、常见故障及其处理方法、转向架系统零件的检验技术和修复技术、转向架系统的分解与组装工艺流程、轮对的检修工艺、轴箱的检修工艺、构架及空气弹簧的检修工艺等，提高学生的工程实践能力。

以“动力转向架分解”项目为例：在动车组转向架检修工艺交互式虚拟仿真系统的“考核模式”界面中，动力转向架模型应呈现完全分解的状态。学生应检查出并修复好教师在实验前预先设置的所有故障点。由于申报书是以转向架系统中的轮对为例进行的故障预设，因此，具体修复结果要求见表1。

在进行转向架系统虚拟检修的过程中，学生应选取“考核模式”，并在规定时间内完成相应项目的检修内容；且单一项目出错次数不得超过5次，否则即判定考核不合格；若单一项目出错次数少于5次，系统会根据学生操作的完整度、流畅度以及故障处理正确率自动进行综合打分。