模块2、列车控制及防护模块3、仿真模块4和显示模块5;
[0042] 其中，驾驶台1包括台体和设置在所述台体上的触控模块11及司机控制器12,触控 模块11用于模拟运行不同型号列车的驾驶操作界面，司机控制器12可拆卸地设置在所述台 体上，且所述台体能够更换不同型号列车的司机控制器；
[0043] 信号转换模块2用于将司机控制器12的输出信号转换为数字信号后发送给列车控 制及防护模块3;
[0044] 列车控制及防护模块3用于根据转换后的所述数字信号、触控模块11的输出信号 和仿真模块4的输出信号，确定列车运行方式和控制命令，并发送给仿真模块4;
[0045] 仿真模块4用于利用自身预存的列车及线路基础数据、触控模块11的输出信号、和 列车控制及防护模块3确定的列车运行方式和控制命令建立列车运行仿真模型，输出列车 运行信息；
[0046] 显示模块5用于根据所述列车运行信息显示列车运行的虚拟场景，根据列车速度 和位置进行场景变化。
[0047] 本发明所提供的通用型列车模拟驾驶系统只有司机控制器为实物，其他按钮和开 关等均通过触控模块采用软件模拟实现。为了进一步满足通用性要求，司机控制器也可W 采用软件模拟实现。所述通用型列车模拟驾驶系统采用全虚拟操作界面和可更换的司机控 制器，能够便捷操作并适应多种列车型号，在满足司机操作习惯的同时设计出更利于升级 改造的适应型辅助驾驶台，有效提高了系统的使用性能，拓宽了系统的应用场景。
[004引通过人机交互界面的虚拟场景，由列车驾驶员体验列车的模拟驾驶，能真实地感 受列车在运行过程中周围环境的变化，同时通过完成计算机提出的各项任务，在模拟驾驶 过程中达到培训教学目的。
[0049] 本发明中的触控模块11的位置可W根据不同型号列车的需求进行调整，W适应不 同列车的驾驶台1的空间布局。通常，触控模块11运行的模拟界面包括模拟按钮、模拟开关 和人机交互界面(MMI)等，并将触控信息输出给列车控制及防护模块3及仿真模块4。
[0050] 驾驶台1上的司机控制器12为实际列车所使用的型号，驾驶台1的台体设计支持各 种不同型号的司机控制器。本发明可在仿真模块4中预存不同列车和线路的基础数据和模 拟场景，通过软件设置即可实现不同列车在不同场景下的模拟驾驶。
[0051] 图2是本发明所提供的通用型列车模拟驾驶系统的操作流程图。首先，根据需要选 择列车型号并安装司机控制器，然后通过触控模块选择列车型号并切换到相应的驾驶界 面，之后仿真模块进行列车及运行环境参数的配置，上述设置完成后，即可启动模拟驾驶系 统。
[0052] 在模拟驾驶过程中，当司机控制器或者驾驶台上的触控模块操作变化时，更新列 车的牵引/制动等相关操作，并更新列车的运行状态，然后通过显示模块更新场景显示，完 成模拟驾驶过程。
[0053] 优选地，如图3所示，信号转换模块2包括电气转换单元21和可编程逻辑控制单元 22,电气转换单元21用于将司机控制器12输出的电压信号转换为电流信号，并发送给可编 程逻辑控制单元22，可编程逻辑控制单元22用于将所述电流信号从模拟信号转换为数字信 号，并发送给列车控制及防护模块3;
[0054] 或者，信号转换模块2将司机控制器12输出的编码器信号转换为数字信号，并发送 给列车控制及防护模块3。
[0055] 具体地，仿真模块4根据W下公式建立列车运行仿真模型：
[0化6]
[0057]其中，m为列车质量，ΔΤ为采样间隔，V化)为k时刻的列车运行速度，vA+l)为k+1 时刻的列车运行速度，X化)为k时刻的列车运行位置，F化)为k时刻的列车牵引力，r [ V化）] 为k时刻的列车运行基本阻力，G[x化)]为k时刻的坡道重力分量。
[005引进一步地，仿真模块4根据自身预存的列车及线路基础数据计算k时刻的列车运行 基本阻力r[v化)]，并根据W下公式计算k时刻的坡道重力分量G[x化)]:
[0059] G[x化）]=m · g · i
[0060] 其中，m为列车质量，g为重力常数，i为坡度千分数值。
[0061] 所述列车及线路基础数据包括车站名称、线路长度、坡度、曲线半径、列车编组、列 车长度、自重、载重、牵引特性参数、制动特性参数、基本阻力参数和附加阻力参数。
[0062] V化)和X化)通常可W取任意时刻的值，也可W从零时刻算起。也就是说，运两个量 是已知的，那么根据上述公式即可算出k+1时刻的列车运行速度V化+1)，根据列车线路基础 数据可得出k+1时刻的列车运行位置X化+1)，从而建立列车运行仿真模型。
[0063] 需要说明的是，列车动力学模型还可W考虑其他列车阻力，包括曲线轨道阻力和 隧道阻力等。仿真模块4根据列车运行仿真模型计算列车速度和位置信息，建立列车运行场 景Ξ维模型，通过显示模块5控制场景的动态显示。
[0064] 在本发明中，显示模块5可W采用Ξ维虚拟仿真软件实现列车运行的虚拟场景的 显示。
[0065] 进一步地，列车控制及防护模块3具有列车速度防护功能。该模块定时更新列车速 度防护曲线，根据列车当前速度判断列车是否超速，如果超速则实施报警和紧急制动。
[0066] 由于不同列车的控制模式设置也不同，列车控制及防护模块3可W根据不同车型 实现不同控制模式的转换。当列车具有自动驾驶功能时，列车控制及防护模块3可调用列车 控制算法实现列车速度自动追踪。
[0067] 列车控制及防护模块3可W采用工业控制忍片的Ξ取二冗余结构设计，并通过串 行接口连接至仿真模块4。
[0068] 作为本发明的一种实施方式，如图3所示，触控模块可W包括多个触控一体机11a， 多个触控一体机11a分别设置在司机控制器12的周围，并通过网络交换机11b实现数据传 输。
[0069] 本发明还提供了一种通用型列车模拟驾驶方法，该方法包括W下步骤：
[0070] 定时获取司机控制器的输出信号，并传送给信号转换模块；
[0071] 所述信号转换模块将获得所述司机控制器的输出信号转化为数字信号并发送给 列车控制及防护模块；
[0072] 所述列车控制及防护模块根据转换后的数字信号、触控模块的输出信号和仿真模 块的输出信号，确定列车运行方式和控制命令，并发送给所述仿真模块；
[0073] 所述仿真模块利用自身预存的列车及线路基础数据、所述触控模块的输出信号、 和所述列车控制及防护模块确定的列车运行方式和控制命令建立列车运行仿真模型，输出 列车运行信息；
[0074] 显示模块根据所述列车运行信息显示列车运行的虚拟场景。
[0075] 本发明解决了驾驶台的通用性问题，同一个驾驶台体可W实现不同型号列车虚拟 驾驶的仿真。本发明中的触控模块可适应不同驾驶台功能需求，通过改变驾驶台界面操作 就可W实现不同驾驶台的功能模拟。同时，驾驶台的台体支持不同型号的司机控制器，W适 应不同型号列车模拟驾驶需求。本发明中的列车控制及防护模块是一个开放的模块，使用 者可W在该模块中测试不同的列车控制算法。
[0076] 下面结合图3对本发明的具体实施过程进行详细的阐述。
[0077] 所述通用型列车模拟驾驶系统的驾驶台1由一个HXD2型的司机控制器12和五个触 控一体机11a组成。其中，司机控制器12安装在中间偏右的位置，与列车实际安装位置保持 一致，并且，司机控制器12安装在一个可拆卸的方形台板内。当需要安装不同型号的司机控 制器时，只需更改台板尺寸即可。
[0078] 位于司机控制器12左边的触控一体机为32英寸触控一体机，该触控一体机的位置 可小范围内调整，且可W覆盖司机控制器左侧的大部分空间，W便模拟司机控