一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统及结构的制作方法

本发明属于市域铁路列车运行仿真培训领域，具体涉及一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统及结构。

背景技术：

为了适应和推动行业的发展，市域铁路作为一种新型交通方式孕育而生。相应的，市域铁路建设的快速发展对市域车辆的安全提出了全新的要求。市域铁路的建设需要一大批经验丰富、技术过硬的驾驶司机、车站值班员、行车调度员来确保市域动车组安全、准点运行。这些人员需要具有较高理论水平和实际动手操作能力，能灵活处置险情，技能全面、适应性强。

驾驶司机、车站值班员、行车调度员传统的培训以课堂理论知识学习为主，采用导师带徒、跟车实习的形式，学员边工边学，培训缺乏体系性和统一标准，周期长、效率低、效果差,运维人员的培训模式落后。

此外，传统“师傅带徒弟”的培养模式需要占用运营设备和线路，人员和设备存在安全风险，针对市域动车组故障和运行过程突发事件的训练更是难以实现，且存在着占用运营线路、培训时间不足、成本高、组织困难、内容有限、环境差、安全风险等局限性，且在一定程度上限制了市域铁路的飞速发展。

基于目前市域铁路培训特点和培训现状，迫切需求高质量、高效率的市域铁路列车人才培训系统及方法。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，为了提高市域铁路驾驶司机、车站值班员、行车调度员的培训效率，进而保证市域铁路运行安全，本发明提出一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统及布置方式，可有效解决市域铁路车职业技能培训要求高、缺口大、效率低的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统，其特征在于：包括列车驾驶仿真培训系统、occ调度中心仿真培训系统、车站作业仿真培训系统；

所述列车驾驶仿真培训系统包括驾驶仿真器、教员系统、观摩系统；

所述驾驶仿真器具有六自由度运动平台，模拟列车的真实加减速和冲击极限，为模拟驾驶的受训人员提供真实的动感效果；所述教员系统供教员编制与维护对受训人员的课程或考核内容，进行课程运行监控，以及输出受训报告；所述观摩系统为观摩学员提供对当前训练过程同步的视听观摩；

所述occ调度中心仿真培训系统用于调度员的培训，包括辅助调度仿真系统、运行图仿真系统、显示系统；

所述辅助调度仿真系统完成管辖调度区段的列车进路的人工遥控办理；所述运行图仿真系统用于列车运行图自动铺画与人机交互调整的仿真；所述显示系统展示所述辅助调度仿真系统中的相关信息；

所述车站作业仿真培训系统模拟市域车站值班员的操作环境和控制设备，对车站值班员进行使用培训，包括车控室仿真系统、车站值班员培训系统；

所述车控室仿真系统培训车站值班员对列车及站台的操作控制；所述车站值班员培训系统包括通讯系统，教员能通过通讯系统提示或指导学员的操作。

优选地，所述驾驶仿真器包括车载信号仿真系统；

所述车载信号仿真系统采用mvc框架，用于列控系统的仿真，并且用于基于课程的信号切换，模拟正侧线接发车、反向行驶、非正常故障。

优选地，所述驾驶仿真器还包括车辆屏仿真系统；

所述车辆屏仿真系统采用cgi成像技术，使用图形工作站作为视景生成设备，支持fsaa全屏反走样。

优选地，所述驾驶仿真器还包括列车运行仿真系统；

所述列车运行仿真系统对主电路逻辑、牵引传动逻辑、制动系统逻辑、门逻辑进行仿真。

优选地，所述驾驶仿真器还包括声音仿真系统；

所述声音仿真系统模拟驾驶设备对司机操纵动作能做出声效反应，采用数字录音设备来进行声音采集，以标准音频文件格式保存；

和/或，

所述驾驶仿真器还包括视景仿真系统；

所述视景仿真系统应用cgi技术实现单通道或多通道视景显示，以满足原尺寸、无闪烁的列车运行线路和周围场景的显示，并应用边缘融合和曲面校正技术实现线路三维地形表面模型的实时可视化场景驱动。

优选地，所述驾驶仿真器还包括数据采集与控制系统；

所述数据采集与控制系统从不同维度以图形、报表形式显示，为仿真执行者和管理者提供直观的实训反馈和改进参考，以成绩单的形式呈现受训者的训练数据。

优选地，所述驾驶仿真器还包括故障仿真系统；

所述故障仿真系统在市域列车组故障发生时，全面正确模拟市域列车组的故障信息显示功能。

优选地，所述教员系统包括教员子系统、数字监控子系统、教员数据库；

所述教员子系统包括一个控制台，是驾驶仿真系统教员的工作场所，教员通过控制台完成课程或考核内容的编制与维护；

所述数字监控子系统用于进行课程运行监控，对驾驶仿真器的运行进行全面的监控，包括仿真驾驶室的显示灯、仪表显示的状态和受训司机的所有操作；

所述教员数据库用于生成详细的报告，显示正常培训后和考试后的详细仿真情况和培训效果，生成并输出相应的报告。

优选地，所述车控室仿真系统包括lats系统、ibp盘仿真系统、监控探头仿真系统；

所述lats系统用于实现列车进路自动、人工控制，培训车站值班员掌握进路自动控制与人工控制切换操作流程，培训车站值班员掌握信号设备的显示状态、状态含义以及出现时机，培训车站值班员掌握包括道岔、信号机在内的信号设备的操作功能以及操作流程；

所述ibp盘仿真系统用于仿真ibp控制及报警盘面，仿真车站公共区的正常模式的监控操作，仿真电扶梯、站台门、自动售检票联动；

所述监控探头仿真系统的监视内容与辅助调度仿真系统中的列车停靠站台的场景相对应，监视列车客室车门、站台门的动作状况。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统的结构，其特征在于：

包括依次邻接的仿真运行间、并列的教员间与设备间、简易模拟间、学员观摩间、occ仿真间、车站仿真间；

所述驾驶仿真器设置在所述仿真运行间中，

所述教员系统设置在所述教员间中，

观摩系统设置在所述简易模拟间和学员观摩间中，

辅助调度仿真系统、运行图仿真系统和显示系统设置在所述occ仿真间中，

所述车控室仿真系统、车站值班员培训系统设置在所述车站仿真间中；

其中，所述仿真运行间与教员间之间、所述简易模拟间与学员观摩间之间，均设玻璃隔断。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的市域铁路列车运行综合仿真培训系统，设置列车驾驶仿真培训系统、occ调度中心仿真培训系统、车站作业仿真培训系统，既能够用于进行市域线网交通列车驾驶、调度指挥站作业等相关专业的独立培训，又能够用于调度、司机和车站相关工种作业的联合演练，是一座集观摩培训、实操培训和综合培训于一体的现代化培训系统。

2、本发明的市域铁路列车运行综合仿真培训系统，可大大降低培训所消耗的成本，避免占用列车正常运营时间和区间，以及因误操作等人为原因造成的设备磨损和安全事故，确保运营服务质量，同时可为其他市域铁路列车运行综合仿真培训系统的设置起到指导与借鉴作用。

附图说明

图1是本发明实施例的市域铁路列车运行综合仿真培训系统的组成示意图；

图2是本发明实施例的车载信号仿真系统的原理示意图；

图3是本发明实施例的视景仿真系统原理示意图；

图4是本发明实施例的数据采集与分析流程的示意图；

图5是本发明实施例的教员系统的示意图；

图6是本发明实施例的occ调度中心仿真培训系统架构图；

图7是本发明实施例的市域铁路列车运行综合仿真培训系统的结构示意图。

图8是本发明实施例的驾驶仿真器基础预埋剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1所示，本发明提供一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统，主要由列车驾驶仿真培训系统、occ调度中心仿真培训系统、车站作业仿真培训系统组成。

其中，列车驾驶仿真培训系统主要包括驾驶仿真器1、教员系统2、观摩系统3。列车驾驶仿真培训系统采用基于以太网的分布式实时交互仿真技术，将系统的各种仿真功能分配到相应各子系统中。在计算机局域网内利用tcp/ip数据交换协议实现各种仿真功能的同步、协调及控制，由多台计算机及相关设备共同组成一个构成的人在回路中的半实物仿真系统。

其中，驾驶仿真器1包括车载信号仿真系统、车辆屏仿真系统、列车运行仿真系统、声音仿真系统、视景仿真系统、数据采集与控制系统、故障仿真系统。驾驶仿真器1配备六自由度运动平台，为模拟驾驶的受训人员提供真实的动感效果，并能在视景系统的配合下，满足列车真实加减速和冲击极限的模拟要求。通过主控计算机统一发布的运行数据，运动平台能够保持与视景和声音系统协调同步。其中，如图2所示，车载信号仿真系统采用典型的mvc框架，实现多种列控系统的仿真，并且能够实现基于课程的信号切换功能，具备模拟正侧线接发车、反向行驶、各种非正常故障等功能；其中，车辆屏仿真系统采用cgi成像技术，使用高性能的专业图形工作站作为视景生成设备，支持fsaa全屏反走样，可提供高质量的视觉画面输出；其中，列车运行仿真系统对主电路逻辑、牵引传动逻辑、制动系统逻辑、门逻辑等进行仿真，保证了列车逻辑的可靠性；其中，声音仿真系统模拟驾驶设备对司机操纵动作能做出迅速的声效反应，采用频响宽，动态大，信噪比高，失真小的采样品质高的数字录音设备来进行声音采集，经过对这些声源进行处理，使得每个声音文件以标准音频文件格式保存，以便声音仿真软件能够快捷地调用声音文件；其中，如图3所示，视景仿真系统应用cgi技术实现单通道或多通道视景显示，以满足原尺寸、无闪烁的列车运行线路和周围场景的显示。应用边缘融合和曲面校正技术，实现线路三维地形表面模型的实时可视化场景驱动，场景模型精度高、显示细节丰富；其中，如图4所示，数据采集与控制系统从不同维度以图形、报表形式显示，从而为仿真执行者和管理者提供直观的实训反馈和改进参考，以成绩单的形式呈现受训者的训练数据；其中，故障仿真系统在市域列车组故障发生时，各子系统按照真实逻辑控制关系响应并正确表现该故障。能全面正确模拟市域列车组的故障信息显示功能，故障的激活与表现须满足模拟驾驶训练的需要，司机进行故障处理后能维持运行.

如图5所述，其中，教员系统2主要包括教员子系统、数字监控子系统、教员数据库。其中，教员子系统包括一个控制台，是驾驶仿真系统教员的工作场所，教员通过控制台完成课程或考核内容的编制与维护；其中，数字监控子系统可用于进行课程运行监控，对驾驶仿真器1的运行进行全面的监控，仿真驾驶室的各种显示灯、仪表显示的状态和受训司机的所有操作都可以在数字监控子系统上显示；其中，教员数据库能够生成详细的报告，显示正常培训后和考试后的详细仿真情况和培训效果，自动生成并输出相应的报告。

其中，观摩系统3由一定数量的观摩终端组成，观摩终端通过与驾驶仿真器1串联，将驾驶仿真器1上的视景效果、声音效果同步到观摩终端，为观摩学员提供对当前训练过程同步的视听观摩效果。

如图6所述，其中，occ调度中心仿真培训系统包括辅助调度仿真系统4、运行图仿真系统5、显示系统6。occ调度中心仿真培训系统，为调度员提供一个逼真的培训环境，以达到既不影响市域铁路实际运营系统的运行而又培训调度员的目的，培训了调度员在正常状态下的操作能力和事故状态下的快速反应能力，也可用做调度运行人员分析市域铁路运行的工具。其中，辅助调度仿真系统4完成管辖调度区段的列车进路的人工遥控办理。车站联锁控制台上的所有命令均可以在辅助调度仿真系统4办理；其中，运行图仿真系统5可实现列车运行图自动铺画与人机交互调整仿真的功能，主要用于列车运行图的优化编制及人机交互调整的仿真，系统可以自动生成列车运行线，提供良好的运行图显示界面并在列车运行图编制过程中的各个环节为编图人员提供多方面的人机交互手段；其中，显示系统6为大屏幕，将辅助调度仿真系统4中的相关信息通过大屏幕系统展示出来。

其中，车站作业仿真培训系统包括车控室仿真系统7、车站值班员培训系统8。车站作业仿真培训系统能模拟市域车站值班员的操作环境和相关控制设备，对车站值班员进行使用培训。其中，车控室仿真系统7包括lats系统、ibp盘仿真系统、cctv(closedcircuittelevision监控探头或闭路电视)仿真系统。其中，lats系统能够实现列车进路自动、人工控制，培训车站值班员掌握进路自动控制与人工控制切换操作流程，培训车站值班员掌握信号设备的各种显示状态、状态含义以及出现时机，培训车站值班员掌握道岔、信号机等各种信号设备具体的操作功能以及操作流程，提高业务技能；其中，ibp盘仿真系统能够仿真ibp控制及报警盘面，仿真车站公共区的正常模式的监控操作，仿真电扶梯、站台门、自动售检票联动；其中，cctv仿真系统的监视内容与辅助调度仿真系统4中的列车停靠站台的场景相对应，监视列车客室车门、站台门的动作状况。

其中，车站值班员培训系统8包括通讯系统。其中通讯系统为通讯终端，具备有线、无线语音通讯功能，在训练过程中，教员能通过通讯系统提示或指导学员的操作。

如图7所示，本发明还提供了一种市域铁路列车运行综合仿真培训系统的结构，包括依次邻接的仿真运行间、并列的教员间与设备间、简易模拟间、学员观摩间、occ仿真间、车站仿真间；每个区间设最大尺寸长7800mm，宽9000mm房间。

所述驾驶仿真器1设置在所述仿真运行间中，如图8所示为驾驶仿真器1基础预埋剖面图；所述教员系统2设置在所述教员间中，观摩系统3设置在所述简易模拟间和学员观摩间中，辅助调度仿真系统4、运行图仿真系统5和显示系统6设置在所述occ仿真间中，所述车控室仿真系统7、车站值班员培训系统8设置在所述车站仿真间中。

其中，所述仿真运行间与教员间之间、所述简易模拟间与学员观摩间之间，均设玻璃隔断9，满足各区间相互联络观望，玻璃隔断9采用12mm双层中空玻璃隔断，玻璃为完全钢化玻璃。

其中，仿真运行间预留4.5米宽、4米高的运输通道，运输通道处设置运输通道卷帘门10，待设备进入后封墙壁。

其中，仿真运行间室地面要求水平度+0.00，承载力不低于150kpa。驾驶仿真运行间安装地板后，室内净空高度不低于7.0米。

其中，仿真运行间采用铺设地砖或地板胶。

其中，教员间地面要求水平度+0.00，承载力不低于80kpa。安装防静电地砖，防静电地砖高度250mm。

其中，设备间地面要求水平度+0.00，承载力不低于100kpa。

其中，学员观摩间地面要求水平度+0.00，承载力不低于80kpa。

其中，occ仿真间地面要求水平度+0.00，承载力不低于80kpa。

综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：

本发明的市域铁路列车运行综合仿真培训系统，设置列车驾驶仿真培训系统、occ调度中心仿真培训系统、车站作业仿真培训系统，既能够用于进行市域线网交通列车驾驶、调度指挥站作业等相关专业的独立培训，又能够用于调度、司机和车站相关工种作业的联合演练，是一座集观摩培训、实操培训和综合培训于一体的现代化培训系统。

本发明的市域铁路列车运行综合仿真培训系统，可大大降低培训所消耗的成本，避免占用列车正常运营时间和区间，以及因误操作等人为原因造成的设备磨损和安全事故，确保运营服务质量，同时可为其他市域铁路列车运行综合仿真培训系统的设置起到指导与借鉴作用。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。