铁路起重机驾驶模拟实训系统的制作方法

本发明涉及模拟技术，具体的说是涉及一种铁路起重机驾驶模拟实训系统。

背景技术：

随着我国铁路运输事业的高速发展，铁路运输线路规模不断扩大，客货运输车辆的运行速度，密集程度越来越大，对铁路事故应急救援工作提出了更高的要求。长期以来，我国铁路救援起重机驾驶人员的培训是通过书本学习和在演练线上实际操作的方式进行。由于演练线的地形地貌、起吊对象通常固定不变，很难根据不同情况进行有针对性的预案训练，实际救援过程中经常会出现驾驶人员紧张慌乱、不知所措，甚至引发救援事故的局面。利用起重机驾驶模拟器培训驾驶，人员不会受到地形、起吊对象等条件的限制，是国际公认的高效、节能、安全的培训方式。近年来，国内外在起重机仿真培训技术方面做了很多基础性的研究，并成功开发了一些起重机模拟驾驶训练系统。

但已有模拟技术面临以下问题：

(1)已有模拟技术主要集中在较为通用的港口起重机方面，关于铁路救援起重机驾驶模拟器的研究鲜有报道；

(2)已有的关于铁路起重机模拟驾驶的研究比较片面，单纯研究其可视系统或逻辑仿真系统，没有对铁路起重机驾驶模拟实训装置进行系统设计；

(3)多个模拟驾驶器同时培训时，不同模拟驾驶器之间声音相互干扰。

技术实现要素：

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种铁路起重机驾驶模拟实训系统，其具有有效提高模拟仿真效果，同时有效解决驾驶器之间声音相互干扰的缺陷。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种铁路起重机驾驶模拟实训系统，其特征在于，包括：

置于操作台前方、用以实时显示模拟操作图像数据的拼接显示器；

两个分别置于所述拼接屏首尾两侧的定向音响；

操作台；

以及与所述操作台相连接的操作主机；

所述操作主机至少具有：

对操作者操作动作进行考核统计的培训考核系统，

为操作者提供理论学习以及操作技能视频教学的教学系统，

以及为操作者提供多种模拟训练模式以使得操作者按照相应的模式进行操作动作训练的模拟驾驶系统。

基于上述方案，进一步优选的

所述模拟驾驶系统至少具有：

环境模式选择模块，其用以提供多种天气状况数据以供操作者选择调用；

以及工况模式选择模块，其用以提供多种工况状况数据以供操作者选择调用。

基于上述方案，进一步优选的

所述培训考核系统通过操作台所反馈的操作信号以及预置的考核数据库进行比对评分并输出相应的操作评价数据。

基于上述方案，进一步优选的

所述培训考核系统还包括用户管理模块，其用以对登录用户的合法身份进行验证管理以及对每一用户训练过程中所涉及的全部的操作训练数据以及考核统计数据进行存储管理。

基于上述方案，进一步优选的

所述教学系统至少具有：

理论学习模块，其用以提供基础铁路起重机驾驶数据以供操作者选择学习；

以及操作技能视频教学模块，其用以提供多种工况所对应的不同天气状况下的操作视频数据以供操作者选择学习。

基于上述方案，进一步优选的

所述拼接显示器通过若干相互拼接的显示屏构成环状拼接显示屏。

基于上述方案，进一步优选的

所述显示屏为led显示屏。

基于上述方案，进一步优选的

所述定向音响至少包括：

定向喇叭以及置于所述定向喇叭两侧的定向隔音片。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的结构布局紧凑，操作简单方便，特别是在该装置进行培训时音响声音可以定向传播使其具有较强的沉浸感，能够使人获得身临其境的感觉，进而提高模拟仿真效果；同时基于起重机操作过程所涉及的全部操作训练要求配置了多种训练模式进行同步训练及考核，提高了操作者的模拟训练效果。

附图说明

图1为本发明所述铁路起重机驾驶模拟实训装置对应的结构示意图；

图2为所述实例对应的定向音响的结构示意图；

图3为所述实例对应的定向隔音片的布设示意图；

图4为本发明所述操作主机对应的结构原理示意图。

图中：1、拼接显示器，11、显示屏，2、定向音响，21、定向喇叭，22、定向隔音片，3、操作台，4、操作主机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，铁路起重机驾驶模拟实训系统，其特征在于，包括：

置于操作台3前方、用以实时显示模拟操作图像数据的拼接显示器1，所述模拟操作图像数据至少包括模拟操作画面图像以及模拟操作参数数据；两个分别置于所述拼接屏首尾两侧的定向音响2；用以实现用户进行模拟操作练习的操作台3为正常主流使用的铁路起重机操纵台；以及与所述操作台3相连接的操作主机4；所述操作主机至少具有：对操作者操作动作进行考核统计的培训考核系统，为操作者提供理论学习以及操作技能视频教学的教学系统，以及为操作者提供多种模拟训练模式以使得操作者按照相应的模式进行操作动作训练的模拟驾驶系统。

基于上述方案，进一步优选例1，所述拼接显示器通过若干首尾依次拼接的显示屏构成环状拼接显示屏11。

基于上述优选例1，进一步优选例2，各所述显示屏均采用led显示屏，通过相互拼接构成环状拼接显示屏。

基于上述优选例2，进一步优选例3，如图2-图3所示，所述定向音响2数量为两个，其分别置于所述拼接显示器的左右两侧，以使得定向音响能实现定向传播功能即其所发出的声波呈扇形覆盖驾驶员所在位置，避免了对其他学员的打扰，具体的，所述定向音响至少包括：定向喇叭21以及置于所述定向喇叭21两侧的定向隔音片22，所述定向隔音片在实现对声音的定向聚拢功能的同时能部分阻隔来自其他定向音响的干扰噪音，提高模拟仿真效果；两个所述定向隔音片之间所构成的钝角具体依据实验室内的各铁路起重机驾驶模拟实训装置的数量以及方位排布具体设置。

基于上述优选例3，进一步优选例4，操作台3通过i/o接口把动作信号转换为电信号并传递给控制主机4，控制主机根据相应动作信号触发预存储于主机中的操作脚本程序，以实现对起重机的模拟操作，如吊钩升降、变幅、吊臂伸缩、回转、摆动、配重移动和支腿运动等动作。

基于上述优选例4，进一步优选例5，如图4，所述模拟驾驶系统至少具有：

环境模式选择模块，其用以提供多种天气状况数据以供操作者选择调用，所述天气状况数据至少包括晴天、雨天、雪天、大雾等数据；

以及工况模式选择模块，其用以提供多种工况状况数据以供操作者选择调用。所述模拟驾驶系统可依据操作技能视频教学模块中的天气及工况所对应的视频数据配置天气状况数据以及工况数据，学员通过控制操纵台，进行操作，如吊臂的变幅和二节臂、三节臂的伸缩，吊索的上升、下降，负载的绑定、卸载，以及配重的水平伸缩、上下移动和支腿的旋转等技能练习。

基于上述优选例5，进一步优选例6，

所述培训考核系统通过操作台所反馈的操作信号以及预置的考核数据库进行比对评分并输出相应的操作评价数据。

基于上述优选例6，进一步优选例7，

所述培训考核系统还包括用户管理模块，其用以对登录用户的合法身份进行验证管理以及对每一用户训练过程中所涉及的全部的操作训练数据以及考核统计数据进行存储管理。如学员进入培训考核系统后，首先进行人员登录，进入登录界面后设定考核内容，考核完成后，系统进行操作评价输出相应的操作评价数据；或者学员在操作过程中系统自动进行录屏，学员可选择是否进行操作回放，最后对学员表现进行综合评分。

基于上述优选例7，进一步优选例8，

所述教学系统至少具有：

理论学习模块，其用以提供基础铁路起重机驾驶数据以供操作者选择学习；所述理论学习模块至少包括下述内容：

(1)起重机的基本技术参数,包括额定起重量、额定工作速度、起升高度、额定起重力矩、幅度等；

(2)起重机的基本构造与组成,包括起重机金属结构、工作机构和电气设备及其控制等；

(3)起重机主要零部件的安全技术要求,包括吊钩、钢丝绳、制动器、车轮、减速器和卷筒等零部件的安全技术要求；

(4)各自起重机的安全技术要求,包括起升机构、金属结构及电气设备的安全技术要求；

(5)各自起重机的安全技术操作规程；

(6)各自起重机常见故障的判断与排除方法,包括起重机不能启动,溜钩、溜车,制动器打不开闸,车轮啃轨咬道,安全装置不灵或失效等；

(7)各自起重机的维护与保养常识；

(8)掌握起重机易损件的报废标准,易损件主要包括吊钩、制动轮、制动瓦衬、钢丝绳、滑轮、车轮、卷筒等；

(9)各自起重机的安全防护装置的结构、性能和工作原理；

(10)有关电气安全、登高作业安全及防火常识；

(11)电学基本知识、液压传动基本知识、力学基本知识等；

以及操作技能视频教学模块，其用以提供多种工况所对应的不同天气状况下的操作视频数据以供操作者选择学习；学员可以通过该模块掌握不同工况的操作要领。

下述以具体实例对本发明所述铁路起重机驾驶模拟实训装置做以说明：

其采用如图1所示装置结构，包括：位于铁路起重机驾驶模拟实训装置的最前方的采用三星原装面板环状拼接的拼接显示器；两个分别置于所述拼接屏首尾两侧的定向音响；铁路起重机操纵台以及与所述铁路起重机操纵台相连接的操作主机，其位于铁路起重机操纵台附近一侧。所述三星原装面板具体规格参数为：55寸led背光ms-55hn07，亮度500cd/m2分辨率1920x1080；所述定向音响中的定向喇叭采用有源扬声器，其定向隔音片采用如聚氨酯吸声泡沫材料等制作，两者之间的角度可以为150°；所述操纵台配置有操作吊钩升降、变幅、吊臂伸缩、回转、摆动、配重移动和支腿运动等动作的操作按钮、急停控制按钮、视角切换按钮以及基础的启动关闭按钮等；所述操作主机内除了配置有各操作对应的控制脚本程序，还可以设置有身份信息扫描功能以及成绩分析功能以及打印功能等功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。