行车组织虚拟沙盘软件系统论证报告浙江师范大学室管理处.docx
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行车组织虚拟沙盘软件系统论证报告浙江师范大学室管理处
大型仪器设备购置论证报告
仪器设备名称
虚拟沙盘
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
李磊
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3—7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
虚拟沙盘
英文
规格型号
以杭州地铁1号线和2号线两条线路（包含正线和车辆段、停车场）为原型，构建独立的虚拟电子沙盘环境。
申购数量
2套
现行单价
人民币
55万元
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
1.线路和场景仿真原型
以杭州地铁1号线和2号线两条线路（包含正线和车辆段、停车场）为原型，构建独立的虚拟电子沙盘环境。
部署于虚拟三维行车图形工作站，用于显示车站、车辆段、停车场及其各部分之间相连的线路，并配有标志性建筑、河流、公路、山岭、花草等相应的自然景观，全三维展示完整的地铁线路，为学员提供了逼真的现场沉浸感。
2.轨旁
3D电子沙盘轨旁设备参照CBTC系统设备原型进行配置，对道岔、信号机、紧急停车按钮、发车表示器等信号，3D电子沙盘的每条线路按照相应线路的现场信号系统制式进行布置相应的信号机、道岔转辙机、发车表示器、紧急停车按钮，所有的信号设备均可接受相应线路的行车调度仿真软件的控制和监视。
3.列车
3D电子沙盘列车采用4节编组，A类车，共长96米（每节24米），实现双向运行。
列车模型能接受相应的行车调度仿真软件的控制和监视，实现停车、启动、加速、减速等运行过程。
4.系统功能
1）提供COCC、OCC、车站、区间、隧道、车辆段导航浏览认知；
2）能够模拟演示信号故障，演绎行车规则；
3）能够真实显示出列车运行等；
4）能反映城市轨道交通现场行车组织与相关设备之间的关联关系；
5）表现形式分为静态展示和动态演示两部分。
静态展示形象地表示地形地貌、场景绿化、城市建筑、高架桥梁、山形隧道和河流水系等基础设施；动态演示是指根据行车调度系统下达的计划，通过转化为控制系统指令，完成列车在系统载体上的调度运行控制，从而达到动态演示的目的；
6）电子沙盘同时支持二维和三维的显示，并且可以动态切换；
5.视图功能
1）全三维显示全线列车运行情况（空中俯瞰整个线路运行情景）；
2）全三维显示地面信号设备状态变化（道岔位置动作、信号机点灯、发车表示器倒计时、站台安全门动作等）；
3）可选定一列车从司机第一视角跟随；
4）可切换到车站站台，以乘客视角跟随；
5）沙盘可放大、缩小、平移、旋转；
6）可快速定位到各车站站台、各信号设备（以便观察设备状态变化）；
7）可定位显示列车车号；
8）可切换到COCC、OCC、车站、车辆段、区间隧道等三维虚拟场景进行认知浏览，并具有自动导航和自主导航两种模式；
9）具有线路视角的自动导航；
10）可切换显示不同车站进出站情形。
6.与其它系统联动功能
1）电子沙盘的信号设备模型接受相应线路的行车调度仿真软件的逻辑控制；
2）电子沙盘的列车模型接受相应线路的行车调度仿真软件（0CC）的逻辑控制，并返回列车模型实时位置。
3）电子沙盘中的虚拟车站的站台紧急停车按钮与相应线路的行车调度软件具有联动功能。
4）电子沙盘中的虚拟车站的站台屏蔽门PSL控制箱与相应线路的行车调度软件具有联动功能。
5）电子沙盘的列车模型能与11台B型车模拟驾驶台、仿真车驾驶台实现系统联动。
7.能提供相关数据
1）虚拟沙盘车站相关数据（如线路建模数据、站台建模数据、车辆、车站建模数据等数据）接口。
2）提供车站AFC，BAS,，FAS，ATS，CCTV，车站客流、屏蔽门、车辆设备（车门）等业务操作数据、状态数据。
3）可获取轨道线路（道岔、信号机、计轴等设备）数据。
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
220㎡
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：
系统通过三维技术构建出三维交互虚拟沙盘，为学员提供了逼真的环境沉浸感，从而提高实训效率。
系统将虚拟沙盘系统与行车值班员工作站、站务员工作站、车辆段工作站、车场工作站和OCC调度中心控制系统的行车调度员工作站进行联合，通过系统实训，能够使各岗位人员在掌握相关终端软件基本操作的同时，提高实际动手能力、故障处理能力，增强学员对列车运行安全正点、严肃认真的意识，提高学员的职业素养。
（1）车站级ATS系统：
本地许可（请求、取消、紧急本地控制）；进路模式（自动、人工）；折返模式（交叉渡线、单渡线折返模式）；车次号操作（更改目的地ID、删除ID、更改追踪号、运行等级、扣车、放行等）；站台操作（设置停站时间、跳停等）；道岔控制（道岔定位、反位、单锁、单解等）；信号控制（始端/终端选择、信号机封锁/解封、取消进路等）；轨道控制（轨道封锁、解封等）；列车运行图显示。
（2）虚拟三维行车系统
车站站型认知：
中间站、中间折返站、换乘站和终点站。
信号设备认知：
ZD6转辙机、道岔定反位、出站信号机、道岔防护信号机。
（3）车站级ISCS系统
火灾报警FAS：
监视FAS设备状态；
机电BAS：
大小系统、水系统、照明、电扶梯、给排水、隧道通风等。
广播PA：
录制广播、紧急广播等。
闭路电视CCTV：
摄像机时序控制、摄像机时序编辑。
乘客信息PIS：
实时信息、普通信息、紧急信息发布、区域选择。
屏蔽门PSD：
屏蔽门状态监视。
售检票AFC：
监视AFC设备状态。
（4）微机联锁系统（车辆段、车场）
进路办理实训：
列车、调车进路办理操作。
信号操作实训：
总取消、总人解、引导总锁、加封、解封操作。
道岔操作实训：
定操、反操、单锁、单解、封闭操作。
设备状态查看：
区段状态、信号状态、道岔状态显示。
适用学科范围：
交通运输。
购置必要性
一、所购产品的必要性
行车组织虚拟沙盘软件培训系统用于培训行车值班员、信号楼调度员及车场调度员为掌握城轨运营行车组织管理的相关内容而构建的有效培训系统。
系统通过三维技术构建全三维交互虚拟沙盘，为学员提供逼真的环境沉浸感，从而提高实训效率。
通过系统实训，能够使各岗位人员在掌握相关软件基本操作的同时，提高实际动手能力、故障处理能力，增强学员对列车运行安全正点、严肃认真的意识，提高学员的职业素养，其他培训形式均无法达到所需效果。
因此，该系统是构建城市轨道交通综合实训系统的必备部分。
二、所购产品的先进性
拟选用的该高性能计算机外观造型经典、结构形式可靠，带锁保护的安全门，前置USB接口、PS/2接口，大风量风扇，开门抽拉可拆换滤网，散热可靠、维护方便，特殊的抗震措施，保证机器在恶劣的工业环境中正常运行；工程投影仪采用变焦比镜头，安装更灵活，丰富节能选项，多种智能节能模式，三种增强型ECO模式和恒定亮度模式，光线传感器智能节能，磁感系统、光路全封闭设计，实现超强防尘，保证长期使用品质稳定、色彩精准、全新色轮定位磁感系统，长期使用稳定、色彩精准；融合机使图像采集速度更快，增加图像尺寸，画面的完整性，增加画面层次感，具有无缝优势；
硬质幕布入射光经屏幕的大角度散射，保证了融合带在各个角度观看的效果一致，支持主动立体三维效果，清晰度高、亮度足、视角大，超长使用寿命，且阻燃性高；运用先进的涂层处理，保证成像、增益、附着颗粒等光学材料与基材表面均匀融合；平整、防腐等处理确保屏幕亮度均匀、经久耐用；屏幕可达到超大面积无缝拼接，这些产品还能较好的满足用户的个性化要求，为客户制定从投影机的流明、到屏幕的角、增益、再到屏幕边框颜色、花色、宽高比等一整套的系统解决方案，并为每个系统建立服务档案，提供完整服务。
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，系统须采用分布式仿真系统计算任务的分配、协调和调度，具有行车组织虚拟沙盘软件系统软件著作权证书。
三、所购产品的适用性
1、在性能方面
虚拟三维行车视觉系统，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。
环境光吸收率80%以上，从任何一个角度观看屏幕，用户都不会感觉到屏幕亮度的变化，视角与增益与色彩的完美平衡，适合融合无缝拼接，适合高级会议系统、多通道景仿真、边缘融合等大型项目。
系统设计充分考虑实训环境的现场条件，充分考虑系统的可靠性、稳定性与安全性。
主要设备与部件的平均无故障时间大于30，000小时；整体平均无故障时间大于15，000小时。
系统可用率＞99％，计算公式如下：
年可用率=（365×24-不可用时间小时数）/（365×24）×100％。
2、用途和使用后的效益与风险分析
虚拟三维行车融合系统部署于虚拟三维行车图形工作站，配套融合机的应用，满足三通道投影拼接融合的需求，提供无缝视景。
虚拟三维行车场景系统部署于虚拟三维行车图形工作站，用于显示杭州地铁1号线和2号线车站、车辆段及其各部分之间相连的线路，并配有标志性建筑、公路、花草等相应的自然景观，全三维展示二条完整的地铁线路，为学员提供了逼真的现场沉浸感。
（1）视图控制：
标准视角包括8个标准视角，通过选择相应的视角，可以对虚拟沙盘标准视角的查看；跟随查看可以以司机的视角跟随列车观看前方线路场景或者以侧窗视角观看周边场景；局部观察可以快速的以不同的视角切换显示视景画面，快捷跳转到各车站、信号机、道岔等位置；自由观察可以实现对虚拟沙盘的自由漫游，可以对虚拟沙盘进行旋转、缩放、平移。
可以在飞行漫游模式和行走漫游模式中自由切换。
（2）天气设定：
可设置晴天、阴天、大雨等；此外还可以设置所处环境：
白天与黄昏。
（3）实现联动功能：
能够实现虚拟沙盘中的车站、区间内的道岔转换、信号机变化、列车运行情况按照其真实的逻辑关系发生变化。
虚拟沙盘可与OCC调度中心进行双向通信，接受控制中心ATS的远程监控管理和调度。
从效益上讲，节约了时间和经费；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虚拟沙盘系统体验环境，直观验证所设计产品的功能与结构。
车站行车组织虚拟沙盘软件培训系统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
车站行车组织虚拟沙盘软件培训系统，目前国内院校案例很多：
南通航运职业技术学院、北京凯英信业科技股份有限公司、深圳职业技术学院、黄河科技学院、郑州电子信息职业技术学院铁道学院、河北交通职业技术学院、武汉市财贸学校、南京交通职业技术学院、柳州铁道职业技术学院、河南交通职业技术学院、山西交通职业技术学院等，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
车站行车组织虚拟沙盘软件系统技术已经很成熟，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
虚拟三维行车融合系统部署于虚拟三维行车图形工作站，配套融合机的应用，满足三通道投影拼接融合的需求，提供无缝视景。
虚拟三维行车场景系统部署于虚拟三维行车图形工作站，用于显示杭州地铁1号线和2号线车站、车辆段及其各部分之间相连的线路，并配有标志性建筑、公路、花草等相应的自然景观，全三维展示二条完整的地铁线路，为学员提供了逼真的现场沉浸感。
（1）视图控制：
标准视角包括8个标准视角，通过选择相应的视角，可以对虚拟沙盘标准视角的查看；跟随查看可以以司机的视角跟随列车观看前方线路场景或者以侧窗视角观看周边场景；局部观察可以快速的以不同的视角切换显示视景画面，快捷跳转到各车站、信号机、道岔等位置；自由观察可以实现对虚拟沙盘的自由漫游，可以对虚拟沙盘进行旋转、缩放、平移。
可以在飞行漫游模式和行走漫游模式中自由切换。
（2）天气设定：
可设置晴天、阴天、大雨等；此外还可以设置所处环境：
白天与黄昏。
（3）实现联动功能：
能够实现虚拟沙盘中的车站、区间内的道岔转换、信号机变化、列车运行情况按照其真实的逻辑关系发生变化。
虚拟沙盘可与OCC调度中心进行双向通信，接受控制中心ATS的远程监控管理和调度。
从效益上讲，节约了时间和经费；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虚拟沙盘系统体验环境，直观验证所设计产品的功能与结构。
车站行车组织虚拟沙盘软件培训系统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站行车组织虚拟沙盘，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、该设备可单独共享使用。
本设备共享所需费用由本系统在城市轨道交通综合仿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准申请表》，经学校收费管理小组审核并报政府物价管理部门批准后执行。
4、收费数额按照如下计算公式确定：
收费数额=仪器设备折旧费+运行成本+管理服务费。
仪器设备折旧费的计算标准为：
仪器设备折旧费=仪器设备折旧费率×使用机时数。
其中仪器设备折旧费率=仪器设备账面价值÷折旧年限÷1080小时。
折旧年限：
10年。
运行成本：
包括水电费、耗材费、日常维护费等。
管理服务费：
包括仪器设备操作和咨询、分析、计算等服务性费用。
具体计算标准为：
管理服务费=（仪器设备折旧费+运行成本）×15%。
5、本设备对校外开放按收费标准执行。
对校内学生教学计划内的实验开放免收费，教学计划外实验开放按收费标准的25%执行；对其它校内开放按收费标准的50%执行。
6、本设备开放使用所收取的费用统一缴纳到校计划财务处，由学校统一管理和分配。
收费收入（税后）的30%作为学校运行管理费，70%下拨给大型仪器设备专管部门，可用作发展基金、设备维护和运行经费、技术服务费，其中技术服务费不得超过下拨给部门的20%。
项目负责人签字：
李磊
专
家
论
证
意
见
虚拟沙盘是城市轨道交通综合实训系统的核心组成部分；该系统可实现行车组织实训相关工作，能满足城市轨道交通综合实训系统的应用需求。
该设备在国内有成熟应用案例；该设备选型能满足系统需求，技术上有一定的前瞻性，能提高教学质量，完善的教学管理支撑；该实验系统的建设对提高学校的教学、科研水平具有重要的现实意义。
经专家组评定认为，该设备完全满足教学、科研使用要求，建议购买。
组长签字：
李晓村
2017年6月24日
专
家
组
成
员
姓名
职称或职务
单位
签名
吕春娟
高级工程师/总经理助理
杭州市地铁集团有限责任公司
陈兰云
院长/教授
金华职业技术学院
建筑工程学院
吴萌岭
教授
同济大学铁道与城市轨道交通研究院
李晓村
副院长/副教授
苏州大学城市轨道交通学院
刘运化
副总工程师/教授级高级工程师
金华市交通运输局
所
在
学
院
部
门
意
见
同意
负责人签字：
鄂世举单位盖章：
年月日
项
目
经
费
管
理
部
门
意
见
负责人签字：
单位盖章：
年月日
设
备
管
理
部
门
意
见
负责人签字：
单位盖章：
年月日
升级会员 