一、改革背景
当前我国职业教育正面临数字化转型的关键时期，传统的电气实训面临三大突出难题：一是实训资源分布不均；二是传统实训模式受时空限制；三是产教融合深度不足。为此，本项目积极响应《职业教育提质培优行动计划》要求，以人工智能等新一代信息技术为支撑，构建智能电气虚拟仿真实训平台。通过创新“算力券+资源共享券”机制，着力破解实训资源共建共享难题，降低实训成本与风险，推动产教深度融合。项目紧密结合吉林省“一主六双”高质量发展战略和“技能吉林”建设需求，为培养适应产业转型升级需要的高素质技术技能人才提供重要支撑，也为职业教育数字化转型提供可复制、可推广的实践范例。
二、工作基础
本项目旨在构建的“智能电气AI仿真实训平台”已具备扎实的前期工作基础和成熟的技术准备，并与行业领先企业建立了深度战略合作，为项目的顺利实施提供了全方位支撑。
（一）需求分析
吉林省职业院校电气类专业学生规模达12万人，但60%的院校存在实训设备老化问题。调研显示，83%的教师希望获得企业级真实案例资源，72%的学生期待沉浸式实训体验。依托吉林省智慧教育平台，已整合200余家企业资源，形成涵盖智能电网、新能源装备等领域的资源库。
（二）技术研发
1.AI场景生成引擎：基于山东理工职业学院虚拟仿真基地经验，开发了支持多物理场耦合的电气故障模拟系统，可生成变压器过热、短路冲击等200余种典型故障场景；
2.资源共享中台：借鉴上海南湖职业技术学院“元宇宙实训基地”架构，构建区块链存证+智能合约的资源共享机制，实现资源调用全流程可追溯；
3.算力调度系统：对接吉林省算力网络，开发动态分配算法，使GPU利用率从65%提升至89%。
（三）合作企业优势与支撑
1.专业技术优势：可以提供铁路牵引供电系统真实的故障案例，分享最新技术标准与操作规程，支持建设铁路电气化特色实训模块。
2.实践资源支撑：开放现场实训基地，提供实地教学场地，提供退役设备用于实训室建设，共享实时运行数据用于案例开发。
3.人才团队支持：派出多名高级技师担任产业导师，参与课程开发与教材编写，提供教师企业实践岗位。
4.技术创新合作：联合开发接触网智能巡检仿真实训系统共同研究电气化铁路故障预测与诊断算法合作申报技术创新项目通过与吉林供电段的深度合作，项目获得了行业最前沿的技术支持、丰富的实践资源和专业的师资力量，确保了实训内容与行业需求的紧密对接，为培养高素质电气专业技术人才提供了坚实保障。
（四）应用优化
与吉林工业职业技术学院共建的“电气虚拟仿真实训云平台”已开展3轮测试：
图1 变电站巡检仿真场景
1.2023年试点阶段：接入5所院校，完成1200课时实训；
2.2024年推广阶段：新增AR辅助维修模块，操作准确率提升41%；
3.2025年深化阶段：引入数字孪生技术，实现设备状态实时映射。
平台现已积累教学案例库3.2万个，形成“企业出题-院校解题-学生破题”的闭环创新生态。图1展示了AI生成的变电站巡检仿真场景，通过多通道CAVE系统实现沉浸式训练。
三、案例创新点
（一）应用实践创新
1.场景化实训突破：构建“AI教练”系统，可自动识别学生操作轨迹并生成个性化改进方案。在吉林市某试点院校，使用该系统后，学生故障排查时间缩短至传统模式的1/3；
2.资源流通革命：首创“资源共享券”制度，企业每提供1学时优质资源可兑换100元算力补贴，已吸引5家企业入驻；
3.产教协同范式：建立“企业真实项目-虚拟仿真预训练-实体设备验证”的三段式教学模式，吉林供电段反馈学员上岗适应期缩短2周。
（二）技术创新
1.边缘计算赋能：开发轻量化AI推理引擎，使低端设备也能流畅运行高精度仿真模型，经测试，在Intel i5处理器上可稳定保持60FPS；
2.知识图谱构建：基于电气领域2000篇专利文献，建成包含15万节点的专业知识图谱，支持智能问答与路径推荐；跨平台互认：采用IEEE 2145-2025标准，实现与辽宁、黑龙江等省份实训资源的无缝对接，技术成熟度达Gartner三级。
（三）创新成果价值体现
1.教育技术创新：首创“铁路电气+AI”实训模式，填补了相关领域空白，开发了首个针对铁路电气系统的专业仿真实训平台，建立了产教深度融合的协同创新机制。
2.行业推广价值：形成可复制的专业建设模式，开发了系列化的标准实训模块，建立了可持续的更新机制。
本案例通过产品创新、技术创新和模式创新，形成了完整的专业化实训解决方案，不仅适用于电气类专业实训，更为其他专业领域的实训基地建设提供了可借鉴的创新范式。
四、推广价值及风险
项目已在吉林省技师学院等5所院校试点，累计服务学生2.3万人次，资源调用量突破120万次。通过“资源共享券”机制，企业资源更新周期从180天缩短至45天，显著提升技术适配性。
（一）推广价值：
1.省内推广价值
吉林省现有27所职业院校开设电气类专业，全日制在校生约1.2万人。项目在省内推广可实现资源优化配置，解决63%院校设备老化问题建立跨院校资源共享机制，降低实训设施投入成本形成统一标准体系，促进省内院校协同发展预计可在省内27所院校全面推广，年服务学生量可达1.2万人次。
2.区域辐射价值
立足东北区域产业发展需求：对接辽、黑两省46所开设同类专业院校，构建区域实训资源协同网络，服务东北老工业基地转型升级，技术平台已采用IEEE互操作标准，支持跨省资源对接。
3.全国推广价值
创新“AI+实训”模式为全国职业教育数字化转型提供示范，资源共享机制破解资源分布不均难题，智能实训模式提升人才培养质量，项目成果已形成可复制的“吉林范式”，具备向全国推广的条件。
（二）潜在风险包括：
1.技术风险：大规模并发使用时，仿真延迟可能过高，需优化负载均衡算法；
2.伦理风险：AI评分系统可能存在算法偏见，需建立人工复核机制；
3.安全风险：企业提供的真实项目数据涉及商业秘密，需强化区块链加密存储。
五、实施步骤
明确时间安排、实施路径等。
2025.04-2026.01：完成平台架构升级，接入首批3家企业资源；
2026.02-2026.08：在10所院校部署AR实训终端，开展AI教练系统测试；
2026.08-2027.02：建立全省统一的资源共享清算中心，实现资源自动结算；
2027.03-2027.06：完成与国家智慧教育平台数据打通，形成全国示范效应。
六、保障措施
政策与组织保障：将案例纳入学校《人工智能赋能教育高质量发展三年行动方案（2025—2027年）》重点任务，成立由主管领导任组长的专项工作组，协调沈阳局吉林供电段等企业资源，项目进入管理平台，全过程质量监控。
人员与经费保障：由吉林省铁道职业技术教育科研创新示范基地的校内教育专家组成的6人研究团队，提供智囊团。对立项的省级案例设立专项研究经费5万元，支持申请省职业教育教学发展项目配套资金。本案例参与人员见下表：
案例主要参与人员信息表（学校人员）
案例（项目）负责人（可有多个共同负责人） |
姓名 |
单位 |
职务/职称 |
学历/学位 |
专业 |
工作任务 |
张心刚 |
吉林铁道职业技术大学 |
分院副院长/副教授 |
本科/硕士 |
电气工程 |
统筹项目推进，协调校企资源及全过程质量监控 |
案例（项目）主要参与人员（此表填写学校参与人员） |
姓名 |
单位 |
职务/职称 |
学历/学位 |
专业 |
工作任务 |
刘超 |
吉林铁道职业技术大学 |
分院院长/教授（二级） |
本科/硕士 |
电气工程 |
负责AI 仿真系统技术迭代与故障场景优化 |
张国名 |
吉林铁道职业技术大学 |
教研室主任/讲师 |
研究生/硕士 |
电气工程 |
对接企业开发电气类实训课程与案例库 |
张萌 |
吉林铁道职业技术大学 |
办公室主任/副教授 |
研究生/硕士 |
电气工程 |
开展院校试点推广及实训数据收集分析 |
张玉 |
吉林铁道职业技术大学 |
教研室主任/讲师 |
研究生/硕士 |
电气工程 |
维护资源共享平台 |
霍东亮 |
吉林铁道职业技术大学 |
教研室主任/讲师 |
研究生/硕士 |
电气工程 |
组织师生平台操作培训及AR 模块应用指导 |
案例合作企业主要参与人员信息表（企业人员）
企业技术支撑团队负责人 |
姓名 |
单位 |
职务/职称 |
学历/学位 |
专业 |
工作任务 |
贾亦真 |
肯拓智能装备（天津）集团有限公司 |
总工/正高级工程师 |
本科/硕士 |
自动化 |
协调提供真实案例，保障技术与实训资源支撑 |
企业技术支撑团队成员 |
姓名 |
单位 |
职务/职称 |
学历/学位 |
专业 |
工作任务 |
裴宁 |
肯拓智能装备（天津）集团有限公司 |
研发经理/福高级工程师 |
本科/硕士 |
自动化 |
参与实训模块开发及行业数据共享 |