一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统的制作方法

本发明涉及车务培训系统领域。更具体地，涉及一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统。

背景技术：

目前我国高速铁路新建车站或者改造旧站不断增多，使用分散自律调度集中系统(ctc)的车站数量大幅增加，随着ctc陆续投入使用，做好车站的操作培训就越来越重要。目前作业人员培训主要靠书面教材、视频教材、课堂讲授等方式进行，考虑到安全因素，现场设备无法用于职工培训，作业人员无法保证在上岗前接受长时间的实操训练，只能在上岗后在作业的过程中摸索学习，导致培训效果不理想。为了使操作人员尽快熟练掌握ctc的相关技术，同时熟悉本站段的作业细则和作业方法，需要开发一套与实际车站功能和操作平台一致的、成本低廉的车务培训系统。

目前基于ctc的车务培训系统大部分是针对常规中间站的通用站型进行车务培训。通用站型的车站股道、道岔数量少，车站结构简单，相应的操作难度也大幅降低。作业人员在实际操作大型车站时会遇到模拟操作通用站型无法遇到的问题，其中最明显的就是列车、调车进路在车站咽喉区的交叉，进路交叉会无法按时排列进路，最终导致列车晚点。同时，由于系统与作业的实际站型不一致或系统设置不同造成一些按钮及操作方法也不尽相同，由于不同制式的设备并存，存在培训系统针对性不强的问题，致使很多车务人员对系统的操作难以掌握。此外，现有的车务培训系统多是进行单个车站的模拟操作，既不能实现区段内多站联合操作，也不能实现与调度指挥系统的连接，即使采用为某些车站单独研发的培训软件，各站间的联锁关系及操作方式上与实际生产设备也会存在一定差异，现场实用性不强，站段推广使用不普遍而且价格昂贵，这就使得车站值班员操作培训不能完全到位。在实际作业中遇到非正常情况时，有的车站值班员、信号员不能正确处理，即使错误操作也不能够及时处置，近年来多次出现由于操作不当而延误列车的事故。

因此，需要提供一种基于ctc的车务培训系统，采用与实际ctc一致的模拟仿真系统对操作人员进行培训，同时可适用于各种站型的车站，并实现多个车站协同、多种控制模式操作、多项模拟场景下的实操培训，提高对铁路车务人员的培训效率和培训质量。

技术实现要素：

本发明要解决的一个技术问题是提供一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统，采用与铁路现场实际使用的分散自律调度集中系统在用户界面、操作方式和联锁关系等方面高度一致的培训系统对操作人员进行培训，同时适用于各种站型的车站，并实现多个车站协同、多种控制模式操作、多项模拟场景下的实操培训。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统，其特征在于，所述系统包括：

一台教师机；以及

一台或多台学员机；

每台学员机用于接收所述教师机的任务信息，并根据学员的操作信息完成列车行车作业；

所述教师机用于监控每台学员机，并向每台学员机传送任务信息。

优选地，每台学员机模拟列车线路区段上的一个车站，各学员机按照其对应的车站在线路区段上的位置顺序先后接入车务培训系统。

优选地，每台学员机包括人机会话模块、逻辑运算模块和监控模块；

所述人机会话模块用于加载车站平面图基础参数文件，显示与车站ctc一致的车站平面图，接收学员的输入信息将所述输入信息传输至所述逻辑运算模块，并接收逻辑运算模块传输的列车行车作业状态和系统设备运行状态；

所述逻辑运算模块用于接收并处理所述人机会话模块传输的输入信息和所述监控模块传输的列车行车作业状态和系统设备运行状态得到输出信息，将所述输出信息传输至所述监控模块并向所述人机会话模块发送刷新站场图指令；

所述监控模块用于接收所述逻辑运算模块的所述输出信息，并根据所述输出信息改变列车行车作业状态和系统设备运行状态，并对列车行车作业状态和系统设备运行状态进行监控。

优选地，所述人机会话模块包括站场图管理子模块、界面显示子模块和操作处理子模块；

所述站场图管理子模块用于车站平面图数据和车站平面图基础参数文件；所述界面显示子模块用于显示车站平面图、行车日志、进路序列、系统运行状态、提示信息和为学员提供信息输入平台；

所述操作处理子模块用于接收学员的输入信息，将所述输入信息传输至所述逻辑运算模块。

优选地，

所述车站平面图数据包括车站设备样式、设备位置、信号设备联锁关系和进路信息；

所述车站平面图基础参数文件包含车站序列、区间序列、站场图按钮、变通进路、用户信息、通信连接地址。

优选地，所述逻辑运算模块包括数据管理子模块、通信管理子模块、消息管理子模块和联锁关系运算子模块；

所述数据管理子模块用于车站数据管理、联锁数据管理、用户信息管理、网络数据管理和仿真数据管理；

所述通信管理子模块用于根据通信协议与其他学员机或教师机进行通信；

所述消息管理子模块用于管理调度命令、阶段计划和邻站操作；

所述联锁关系运算子模块用于站内信号设备的联锁关系运算、区间低频码运算和进路自动触发。

优选地，所述逻辑运算模块进一步包括独立功能模块；

所述独立功能模块用于进行语音提醒、处理系统消息以及连接状态。

优选地，所述教师机包括

学员机监控模块和作业任务模块；

所述监控模块用于监控各台学员机的任务完成情况；

所述作业任务模块用于向各台学员机下发任务信息。

优选地，所述任务信息包括阶段计划、调度命令和故障情况。

优选地，所述车务培训系统进一步包括站场图绘制模块，所述站场图绘制模块用于通过设置车站平面图中各类设备的参数生成相应的车站平面图，并自动生成联锁关系数据。

本发明的有益效果如下：

本发明可以根据铁路车站的实际环境建立车务培训的模拟仿真环境，通过对车站数据、线路数据和列车运行参数进行设置，快速刷新和变换站场图，可以模拟多条线路和多种车站的列车行车作业，通用性强，能够提高操作人员的岗前培训质量和效果。且通过设置多台互相连接的学员机可以进行车站联合操作，设置一台教师机与多台学员机连接，可以模拟调度台下发阶段计划和调度命令，同时教师机可以进行故障设置，实现对操作人员的多方面培训，提高操作人员的应急处理能力。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统的示意图。

图2示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统学员机的功能架构示意图。

图3示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统学员机的主功能流程图。

图4示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统学员机的主线控流程图。

图5示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统学员机的站场图刷新流程图。

图6示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统学员机的基础参数文件。

图7示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统进路自动触发工作流程。

图8示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统教师机的工作流程。

图9示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统学员机主界面图。

图10示出一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统教师机主界面图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，为本发明公开的一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统的一个具体实施例，所述系统包括：一台教师机以及一台或多台学员机。每台学员机用于接收所述教师机的任务信息，并根据学员的操作信息完成列车行车作业，所述教师机用于监控每台学员机，并向每台学员机传送任务信息。系统采用通用模式，每台学员机可模拟对应线路区段上的一个车站，各学员机按照其对应的车站在线路区段上的位置顺序先后接入培训系统，所述每台学员机在构建对应车站时，读取该站的车站平面图和车站平面图基础参数文件，无需修改程序即可快速构建不同的车站平面图，所述教师机可与所有学员机分别连接，对所有学员机进行监控。

如图4所示，每个学员机可包括人机会话模块、逻辑运算模块和监控模块。所述人机会话模块即铁路调度集中系统的车务终端，现场设置于车站值班室。所述人机会话模块可用于加载车站平面图基础参数文件，显示与车站ctc一致的车站平面图，接收学员的输入信息，将所述输入信息传输至所述逻辑运算模块，并接收逻辑运算模块传输的列车行车作业状态和系统设备运行状态。

所述人机会话模块可包括站场图管理子模块、界面显示子模块和操作处理子模块，所述站场图管理子模块可用于存储车站平面图数据和车站平面图基础参数文件，所述车站平面图数据可包含车站设备样式、设备位置、信号设备联锁关系和基本进路信息等要素，所述车站平面图基础参数文件可包含车站序列、区间序列、站场图按钮、变通进路、用户信息和通信连接地址等要素。所述界面显示子模块可用于显示车站平面图、行车日志、进路序列、系统运行状态、提示信息等信息以及为学员提供信息输入平台。所述操作处理子模块可用于接收学员的输入信息，将所述输入信息传输至所述逻辑运算模块。所述人机会话模块优选的以站场静态数据还原车站平面图、以动态数据显示站场各信号设备状态、处理操作人员操作、显示各种提示信息。

所述逻辑运算模块是铁路调度集中系统的核心。所述逻辑运算模块用于接收并处理所述人机会话模块传输的所述输入信息和所述监控模块传输的列车行车作业状态及信号机、轨道电路等设备信息，得到输出信息，即信号、道岔控制命令等，将所述输出信息传输至所述监控模块进行执行并向所述人机会话模块发送刷新站场图指令。

所述逻辑运算模块可包括数据管理子模块、通信管理子模块、消息管理子模块和联锁关系运算子模块。

其中，所述数据管理子模块可用于车站数据管理、联锁数据管理、用户信息管理、网络数据管理和仿真数据管理。

所述通信管理子模块可用于根据通信协议与其他学员机或教师机进行通信。

所述消息管理子模块可用于管理调度命令、阶段计划和邻站操作。

所述联锁关系运算子模块可用于站内信号设备的联锁关系运算、区间低频码运算和进路自动触发。

所述逻辑运算模块进一步还可包括独立功能模块，所述独立功能模块可用于进行语音提醒、处理系统消息及连接状态，可分别设为语音提醒模块、系统消息模块和连接状态模块。

所述监控模块用于接收所述逻辑运算模块的所述输出信息，并根据所述输出信息改变列车行车作业状态和系统设备运行状态，并对列车行车作业状态和系统设备运行状态进行监控，向所述逻辑运算模块传输轨道电路信息、道岔状态信息和信号状态信息等系统设备状态和列车行车状态。

所述教师机可包括学员机监控模块和作业任务模块。所述监控模块可用于监控各台学员机的任务完成情况。所述作业任务模块可用于向各台学员机下发任务信息，所述任务信息可包括阶段计划、调度命令和故障情况等。所述教师机也可设置具有学员机的功能，当作学员机或教师机进行使用，实现一机多用。本实施例中的一种基于分散自律调度集中系统的车务培训系统中，一台学员机模拟一个真实车站的操作，多台学员机按照区段车站定位的先后顺序进行计算机联网，可以模拟整个区段的车务日常作业流程，教师机不仅可以模拟调度员下发调度命令和阶段计划，还可以针对个别车站设置故障并监控学员机操作。

如图3所示，学员机在成功启动后，主线程开始循环，首先获取各接口的通信数据并进行储存，人机会话模块将学员的操作信息发送至逻辑运算模块，综合设备状态和行车作业状态处理输入信息，得到行车作业指令，驱动道岔转换和改变信号状态，实时刷新故障报警信息和站场图显示。进行各站场设备的状态检测后重新获取各接口的通信数据并储存，在循环过程中如果检测到终止状态则结束主线程循环，释放系统资源后退出系统。具体的，如图4所示，学员机启动后，检测是否收到退出指令，若收到退出指令时，结束退出学员机，当没有收到退出指令时，检测本学员机是否为单机状态，当处于单机状态时，学员机的列车管理模块自动创建邻站列车，模拟本学员机的邻站的操作从而进行行车作业任务，当学员机不是单机状态时，直接进行本站的行车作业任务，接收ctc系统自律机信息，进行区间低频码和车站信号显示计算，更新设备状态，进行列车自动报点、延时操作、更新车站的提示信号灯状态、设备闪烁显示状态，在不连接教师机的情况下，系统自动进行列车行车作业，模拟列车走行，进行列车的自动添加和进路触发，实时刷新站场图显示、列车行车日志、进路序列和系统报警状态，当学员机连接到教师机时，首先向教师机发送本站的状态数据以及邻站操作信息，并接收教师机传送的阶段计划、调度命令和故障设置等情景任务，结合邻站操作信息进行列车行车作业，当完成列车行车作业任务后，退出学员机。

本发明进一步包括站场图绘制模块，可利用车站平面图cad系统完成不同车站站场图的绘制，同时会生成各站场设备之间的逻辑关系，通过更换站场图的方式实现针对不同车站的实操培训。站场图的刷新过程如图5所示，在系统的主框架初始化之后，当不是第一次识别站场图时直接进入下一步，若是第一次识别站场图时，则首先需要读取车站平面图文件和基础参数文件以及记录各种设备信息并进行处理。然后进入下一步，即计算站场图缩放比例和起点坐标，由各种设备的实际坐标计算得出显示的屏幕坐标，最后识别道岔、股道、信号机等设备，根据各项设备的状态绘制站场图。其中，基础参数文件包含车站序列、区间序列、站场图按钮、变通进路、用户信息、通信连接地址等，如图6所示。

如图7所示，系统在自动触发进路时需要进行一系列的逻辑判定，选择列车序列中第一列列车进行进路自动触发时，首先判断列车是否为列车自动触发的时间，如果是列车自动触发的时间，则直接进行道岔故障判断，如果不是则需判断列车是否运行到指定位置，如果已经到达指定位置，则进行系统状态显示，如果没有到达指定位置，则进行否有道岔故障、道岔能否转动、是否存在设备封锁、是否存在敌对进路状态、是否存在同一咽喉同时办理的进路、是否存在分路不良未确认空闲、是否反向进路、是否办理客运作业的客车有站台和通过列车股道为正线逻辑判定，当通过逻辑判定后进路开始触发，关联道岔转换完毕后进路锁闭并开放进路信号。未能通过逻辑判定后系统进行报警并给出语音提示，30秒后重新进行判定。本发明在设计时参照我国高速铁路中实际使用的调度集中系统，设计一个用户界面、操作方式、联锁关系完全相同的实训系统，更好地应用到日常铁路车务职工培训和考核中。

如图8所示，当学员机连接教师机后，教师机可接收调度系统信息，可以选择查看任意学员机的站场图，了解学员进行的每一步操作，接收设备状态信息并显示。通过综合各学员机车站信息，教师机可以对任意车站设备进行故障设置、下发调度命令和阶段计划，用来模拟铁路现场常见的非正常情况，提高学员应对非正常情况下处理故障和接发车的能力。教师机也是整个系统的通信服务器，实现教师机与学员机通信的同时，实时处理学员机之间的信息传递。同时教师机可以下发阶段计划和调度命令，模拟车站值班员和调度员之间的交互操作。

如图9所示，为本实施例学员机的系统界面图，学员机主界面图包含系统菜单栏、主工具条、签收栏、车站平面图、ctc功能按钮和浮动窗口共6个界面模块，所述浮动窗口包含进路序列窗口、系统消息窗口、密码输入窗口、车次号输入窗口等。在车站平面图中可以动态显示道岔、区间线路、区间低频码、信号机、信号按钮、车站状态显示灯、功能按钮和改方按钮等一系列图形元素和相关文字提示信息。

如图10所示，为本实施例教师机的系统界面图，教师机主界面图包含功能按钮、车站平面图和信息提示窗口3个界面模块。

所述学员机既可以单独使用，也可以与其他学员机或教师机联合操作。

单独使用学员机可以模拟车站值班员的操作，但涉及到邻站及调度员联合操作的功能无法进行，同时需要读取列车时刻表文件用于模拟接发列车作业。当学员机与教师机进行联合操作时，可以实现调度命令下达、阶段计划下达、故障设置等功能，学员机无需读取列车时刻表文件即可模拟接发车作业。当多个学员机与教师机进行联系联合操作时，按照区段线路上车站的顺序依次置入相应车站的站场平面图，学员机之间可以实现列车预告、同意发车、辅助改方等需要邻站配合的操作。

本发明使得高铁车务工作人员可以直观地在与实际联锁系统显示界面和操作方法完全一致的机器上进行仿真操作，不受时间、地点和现场设备情况的限制，方便了对车务人员进行长时间的培训教学工作。车务培训系统提供记录分析功能可以让职教人员跟踪查看学员的练习、测试轨迹，了解掌握监督车务人员的学习状态，还可以查看出错率较高的操作，找出大家学习的难点，进行针对性的讲解和训练。同时可以利用本系统进行职工考核和技术比武，使管理者充分掌握作业人员的技术水平。同时，车务培训系统的采用使车务人员的培训工作不必针对每个站台分别建立实体模型，通过采用参数设置的方式即可更换站场图，使用户操作界面、操作方式和联锁关系与铁路现场使用的ctc一致，且可普遍适用于多种车站的操作，具有高度真实性，通过教师机的设置，采用网络通信的方式，既可实现单站操作也可实现多站联合操作，并可进行多种任务模拟和故障设置的情景模拟培训，提高车务人员的培训效率和培训质量，同时本发明可实现ctc的进路自动触发，保证列车运行的安全、正点和可靠。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。