一种ATP车载设备模拟机的制作方法

本实用新型涉及一种动车组模拟驾驶设备，具体涉及一种ATP车载设备模拟机。

背景技术：

随着我国铁路列车运行速度的不断提高以及列车运行密度的进一步加大，铁路运输对行车安全设备的功能、可靠性及安全性等方面的要求越来越高，同样对机车乘务员的要求也越来越高。如果机车乘务员的驾驶技术不成熟，在列车行驶过程中就可能出现操作失误，这不仅会影响到铁路的正常运输秩序，而且还会对列车的安全运行带来隐患。

同时，由于ATP车载信号设备种类繁多，对机车乘务员而言，需要熟练掌握多种车载信号设备的使用方法，学习的难度较大，因此各铁路局都非常重视对机车乘务员的培训工作。

目前市场上对于机车乘务员的培训形式主要以板书与教材相结合的方法，使得乘务员学员缺乏实际动手操作的能力，培训方法单一，学习效果不尽人意。为缩短培训周期和提高培训效果，应用现代高科技手段，实现教学与操作的直观、形象的讲解，改善教学质量，设计一种简单方便的集现代教学设备与现场操作培训为一体的模拟机是非常有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种ATP车载设备模拟机，用于解决上述由于机车乘务员驾驶技术不熟练而可能产生的运输效率和安全问题。

一种ATP车载设备模拟机，包括底座和人机交互单元；

所述底座上设有模拟操纵模块，并在底座内部设有主板；

所述模拟操纵模块与主板连接，用于识别用户的操作信息，并把操作信息处理后发送给主板；

所述人机交互单元包括面膜按键模块和显示模块，所述面膜按键模块和显示模块均与底座内部的主板通信连接；

所述面膜按键模块包括功能按键和色灯按键，功能按键用于向主板输入数据和操作命令，色灯按键包括选择功能的按键和用于模拟机车信号的按键；

所述显示模块包括液晶屏及其驱动电路，用于显示机车运行状态及相关的操作。

进一步的，所述面膜按键模块通过USB接口连接主板。

进一步的，所述模拟操纵模块包括牵引手柄、制动手柄、运行速度设定手柄、方向按钮和模拟操控板，所述牵引手柄、制动手柄和运行速度分别用于对列车牵引、制动和匀速运行控制的模拟，方向按钮用于模拟控制机车的前进、零位或者倒车。

进一步的，所述模拟操控板上设有连接件、模拟操控处理器和信号转换电路；连接件连接方向按钮、操纵手柄和模拟操控处理器，信号转换电路连接微处理器和底座中的主板；连接件将操纵手柄和方向按钮的动作信息传送给模拟操控处理器，模拟操控处理器将动作信息进行处理后通过信号转换电路发送给主板。

进一步的，所述信号转换电路为RS232转换电路。

进一步的，所述底座内部还设有与主板相连的音频板模块；所述音频板模块包括音频板、喇叭和多路USB接口，音频板上设有MIC信号采集电路、功放电路和USB扩展电路，MIC信号采集电路采集MIC信号并发送给主板；功放电路与喇叭相连，接收主板的语音信号后进行处理，然后通过喇叭播放；USB扩展电路连接主板的USB接口和多路USB接口，将主板的一路USB接口扩展为多路USB接口。

进一步的，所述功能按键包括固定功能按键和扩展功能按键；所述扩展功能按键位于显示器的右侧，固定功能按键位于显示器的正下方；所述固定功能按键用于输入数字、字母和文字，扩展功能按键根据操作步骤的不同而具有不同的功能。

本实用新型提供的一种ATP车载设备模拟机，是实现全程模拟机车行驶的硬件基础。本实用新型提供的ATP车载设备模拟机配置相应的软件，能够全程模拟机车的行驶状况，在培训机车乘务员时，所有的操作、显示界面与实际设备相同，给机车乘务员一个直观、形象的学习模式，加强了培训效果，大大降低由于机车乘务员操作不熟练而可能导致的行车安全问题。同时，通过对模拟操控记录的分析，可优化乘务员操控列车的方式，为提高行车效率奠定技术基础。

将面膜按键、显示模块、模拟操纵模块和音频板模块化设置，当所述ATP车载模拟机的某部分出现故障时只需对相应的模块进行维修即可，并且当需要扩展所述ATP车载设备模拟机时，只需替换或者增设相应的模块即可，增强了所述ATP车载设备模拟机的适用性。

附图说明

图1为实施例中ATP车载设备模拟机的硬件结构框图；

图2为实施例中ATP车载设备模拟机音频板模块的硬件原理框图；

图3为实施例中ATP车载设备模拟机模拟操纵模块的硬件原理框图；

图4为实施例中ATP车载设备模拟机面膜按键模块的硬件原理框图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种ATP车载设备模拟机，可全程模拟车载ATP车载设备的运行情况，为机车乘务员快速熟悉并掌握ATP车载设备的使用提供了培训平台。下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实施例提供的一种ATP车载设备模拟机的硬件结构如图1所示，包括底座和人机交互单元，底座包括主板、模拟操纵模块、音频板模块和ATX电源，人机交互单元包括面膜按键模块和显示模块，用于提供人机交互操作界面。其中ATX电源与主板相连，为主板供电。

显示模块用于显示机车运行状态及其相关操作，包括液晶屏、显示驱动板和升压板。显示驱动板是液晶屏的驱动电路，与底座内部的主板相连；升压板为液晶屏提供背光电源。

面膜按键模块包括面膜按键和键盘驱动板，如图2所示，所述键盘驱动板与底座内部的主板通信相连，包括按键采集电路和按键处理器，按键采集电路连接面膜按键和按键处理器，按键处理器通过USB接口连接主板。所述面膜按键包括色灯按键和功能按键。色灯按键有20个，包括16个用于显示机车信号的按键和4个用于选择“数据”、“故障”、“向前”或“功能”的按键。功能按键包括11个固定功能按键和8个扩展功能按键，用于输入数据和操作命令；其中11个固定功能按键位于显示屏的正下方，用于输入数字、字母或文字，8个扩展功能按键位于显示屏的右侧，其功能根据机车操作步骤的不同变化。所述面膜按键根据ATP车载设备型号的不同也有所差异。

模拟操控模块包括操纵手柄、方向按钮和模拟操控板，如图3所示，所述操纵手柄包括牵引手柄、制动手柄和运行速度设定手柄，分别用于对列车牵引、制动和匀速运行控制的模拟；所述方向按钮，用于模拟控制机车的前进、零位或倒车；所述模拟操控板上设有连接件、模拟操控处理器和RS232转换电路；所述连接件连接操纵手柄、方向按钮和模拟操控处理器，RS232转换电路连接模拟操控处理器和主板。当用户对操纵手柄或方向按钮进行操作时，模拟操控处理器通过连接件获取操纵手柄和方向按钮的动作信息，处理后经过RS232转换电路发送给主板，从而实现对机车操纵功能的模拟。

音频板模块包括音频板，音频板与主板相连，其原理图如图4所示，包括MIC信号采集电路、功放电路和USB扩展电路，其中MIC信号采集电路采集MIC信号并发送给主板，功放电路接收主板的语音信号，并通过喇叭播放，USB扩展电路将1路USB接口扩展为4路USB接口。音频板、喇叭和4路USB接口组成音频模块，用于模拟机车的音频功能。

在本实施例中，转换电路为RS232转换电路；作为其他实施方式，转换电路可以是其他具有转发数据功能的电路，如RJ45转换电路等。

在本实施例中，面膜按键模块通过USB接口连接主板；作为其他实施方式，面膜按键模块可以采用其他方式连接主板，如采用蓝牙或网络接口等。

以上给出了本实用新型涉及的具体实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。