1.实验目的

  截止2017年底，中国高铁运营里程已达2.5万公里，将形成八纵八横运输网，高速动车组已开行2400列，急需大批高素质的动车组运用与检修技术人才。

  本实验项目根据高速铁路快速发展、“一带一路”和中国高铁“走出去”对高速动车组人才的需求，依托载运工具运用工程国家级重点学科，车辆工程国家级特色专业、国家首批卓越工程师计划专业、国家级专业综合改革示范点专业、通过了《华盛顿协议》专家观摩的工程教育认证专业，机械工程国家级实验教学示范中心，轨道车辆结构强度检测CNAS国家认证认可实验室、轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心，北京交通大学-青岛四方机车车辆股份公司国家级工程实践教育中心，北京交通大学-北京铁路局北京市高等学校市级校外人才培养基地，制定如下实验目的：

（1）对接“一带一路”和中国高铁“走出去”国家战略，以“互联网+”为驱动，培养“中国制造2025” 新工科轨道交通人才。

  2013年，国家主席习近平首次提出了共建 “一带一路”的重大倡议。5年多来，“一带一路”建设从无到有、由点及面，随着土耳其安伊高铁、亚吉铁路、蒙内铁路的开通运营，印尼雅万高铁、中老铁路已开工建设，吉隆坡至新加坡高铁、莫斯科至喀山高铁、中泰铁路等项目也在加快推进。中国高铁“走出去”正在成为中国推广“一带一路”战略的核心产业之一。

  “一带一路”和中国高铁“走出去”国家战略的实施，离不开我国具有自主知识产权的先进轨道交通装备的制造。先进轨道交通装备是“中国制造2025”十大重点领域之一，是国家公共交通和大宗运输的主要载体，是我国高端装备“走出去”的重要代表，其中，高速动车组是中国制造的靓丽名片。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略,2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，旨在培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。

  “互联网+”是依托互联网信息技术实现互联网与传统产业的联合，本实验项目充分发挥互联网的优势，将互联网与“中国制造2025”新工科人才培养的方式进行深入融合，升级改造传统实验教学方式，利用虚拟仿真实验来提升新工科人才培养质量，满足先进轨道交通装备制造对新工科人才的需求，最终实现对接与服务国家“一带一路”及中国高铁“走出去”战略。

（2）基于科教融合，构建“四位一体、虚实结合”实践平台，实现实验项目示范辐射与引领作用。

  本专业具有载运工具运用工程国家级重点学科，轨道车辆结构强度检测CNAS国家认证认可实验室、轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心，北京交通大学-青岛四方机车车辆股份公司国家级工程实践教育中心，依托机械工程国家级实验中心，构建了车辆工程专业课程体系和实践环节的 “四位一体、虚实结合”的实践平台。

  车辆工程专业课程体系及实践平台如图1所示，包括动车组设计、动车组制造、运用维修三大模块，共有9门课程支撑。为提高学生的工程实践能力和创新精神，构建了高速动车组虚拟仿真实验平台、自主开发的动车组综合实验系统、CNAS认证的校内“车辆结构强度及可靠性”科研平台、国家级校外实践基地“四位一体、虚实结合”的实践平台。

图1 车辆工程专业课程体系及实践平台

  本专业教师承担了上百项与高速动车组相关的国家级、省部级等科研项目，掌握了高速动车组9大关键技术相关理论，将科研成果转化为教学内容和实验项目，自主开发了“基于网络控制的动车组半实物综合实验系统”，实现科研反哺教学，被国内多所高校，如大连交通大学、江苏师范大学、北京建筑大学、兰州交通大学等采用。该实验系统与国家级CNAS认证实验室构成校内实践平台，同时在中车最大的动车组制造企业青岛四方建设了国家级校外实践基地，针对在以上实践平台无法实现的实验内容，开发了动车组虚拟仿真平台，构成了“四位一体、虚实结合”完整的实践平台。

  近两年，全国近90所高等院校新开设了高速动车组相关专业课程，但部分高校，特别是中西部高校由于师资力量薄弱、教学经费不足等问题，其实验设备与实验项目未能有效跟进与展现，从而造成人才培养质量参差不齐。本虚拟仿真实践平台包括国内从200公里速度级到400公里速度级的车型，动车组检修工艺涉及检修计划编制、工艺流程设计、不同检修规程制定等内容，采用了多项教师研究成果，内容丰富、技术先进。结合自主开发的实验系统，能在全国高校起到示范引领作用。

（3）秉承“知行”校训，构建多场景、多输入实验环境，培养学生解决复杂工程实践问题的能力。

  新工科建设强调培养学生实践能力、工程教育专业认证突出“以学生为中心、以产出为导向、持续改进”三大理念，关注培养学生解决复杂工程问题能力。本专业秉承“知行”校训，在培养拔尖创新人才方面做了大量有益探索与实践，《产出导向、产学联合，轨道交通行业卓越工程人才培养的探索与实践》先后获得国家教学成果奖一等奖和北京市高等教育教学成果奖特等奖。

  由于学校不具备采用高速动车组实体进行实验教学的条件，而学生在动车段实训具有危险性、现场只能参观、不能动手，并受到时间的约束，存在“做不好、做不上”的问题，因此，通过构建多场景、多输入的实验环境，仿真不同检修级别、不同车型、不同车况，可以使学生提升快速跟踪动车组关键技术发展和解决复杂工程问题的能力。通过本虚拟仿真实验项目，学生能够：

(1)具备分析不同类型动车组结构特点、关键部件工作原理的能力；

(2) 掌握高速动车组转向架系统构成，分析转向架系统检修工艺对运行稳定性和安全性的作用；

(3) 掌握动车组一级、二级、三级检修工艺流程的制订原理及内容；

(4) 掌握动车组检修工艺主要设备、功能及其工艺特点；

(5) 具备管理动车组各级检修中人员分工协作及安全防护的能力；

 具备在多学科背景下团队合作与沟通等可持续发展潜能及素质。