KR20230065522A - Miniature Model of the Personal Type Simulator for the Electric Multiple Unit - Google Patents

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KR20230065522A KR1020210151183A KR20210151183A KR20230065522A KR 20230065522 A KR20230065522 A KR 20230065522A KR 1020210151183 A KR1020210151183 A KR 1020210151183A KR 20210151183 A KR20210151183 A KR 20210151183A KR 20230065522 A KR20230065522 A KR 20230065522A
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Abstract

본 발명의 일측면에 따르면, 전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 소프트웨어 서버; 및 가상으로 나타나는 상기 전동차의 운행을 제어할 수 있는 역동 및 제동 제어대를 포함하고, 상기 역동 및 제동 제어대는, 사용자가 양 손으로 파지할 수 있는 2개의 조작부를 포함하는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a software server capable of virtually replicating the operating conditions of a train; and a dynamic and braking control table capable of controlling the operation of the train that appears virtually, and the dynamic and braking control table is a miniaturized train personal simulator including two control units that a user can hold with both hands. can be provided.

Description

소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터 {Miniature Model of the Personal Type Simulator for the Electric Multiple Unit }Miniature Train Personal Simulator {Miniature Model of the Personal Type Simulator for the Electric Multiple Unit}

본 발명은 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터에 관한 것이다. The present invention relates to a personal simulator for miniaturized electric trains.

과거의 열차 운전 훈련은 실제의 노선에서 이론교육을 이수한 초급운전자가 승객을 태운 상태에서 지도기관사의동승을 통하여 수행되었다. 이러한 훈련방법은 기관사 양성시 많은 시간을 소요할 뿐만 아니라, 사고의 위험성과 숙련시간의 지연으로 인한 비용 상승 등의 문제점을 내포하고 있었다. 최근 과학기술의 발달로 다른 운송수단들과 마찬가지로 철도차량 운전면허 교육기관은 열차 주행에 대한 동역학 모델링(dynamics modeling)을 이용한 철도차량 모의훈련연습기(training simulator)를 도입하였다. 이 연습기는 신규와 재직자 철도기관사를 대상으로 모의 선로조건와 운전 다이아에 준하여 숙련도를 향상하기 위하여 도입된 장비이다. 그리고 국내 철도차량 모의훈련연습기는 총 6종으로 구분되며, 철도안전법 시행령에 따라 신규 면허취득에 필수적인 장비이다. 그러나 이 장비는 실질적인 차량 운전실 환경과 흡사한 하드웨어와 실사 배경화면의 소프트웨어로 인하여 매우 고가이다. 또한, 이 장비는 지정된 교육기관에서만 접근가능하므로 신규 교육생은 다양한 이례상황하에 대응조치에 대한 숙련도의 향상에 제한적일 수밖에 없다. 뿐만 아니라, 실용적/보급적인 측면에서 열차 운전을 경험하고 싶은 일반인에게도 다소 적합하지 않다.Train driving training in the past was carried out by a guide engineer riding with a novice driver who had completed theoretical training on an actual route carrying a passenger. This training method not only takes a lot of time to train engineers, but also has problems such as the risk of accidents and the increase in cost due to the delay in training time. With the recent development of science and technology, like other means of transportation, train driver's license education institutions have introduced a train simulator using dynamics modeling for train driving. This training machine was introduced to improve proficiency for new and incumbent railway engineers in accordance with simulated track conditions and driving diamonds. Domestic railroad vehicle simulation training machines are classified into a total of 6 types, and are essential equipment for obtaining a new license in accordance with the Enforcement Decree of the Railroad Safety Act. However, this equipment is very expensive due to the hardware similar to the actual vehicle cab environment and the software of the actual background screen. In addition, since this equipment is accessible only to designated educational institutions, new trainees have no choice but to be limited in improving their proficiency in countermeasures under various unusual situations. In addition, it is somewhat unsuitable for ordinary people who want to experience train driving in terms of practicality/popularity.

따라서 기존 모의훈련연습기의 한계를 극복하기 위해서는 범용적인 철도차량 운전실에 대한 축소 모형의 개발이 중요하다. Therefore, in order to overcome the limitations of the existing training simulator, it is important to develop a scale model for a general-purpose railway vehicle cab.

철도차량 모의운전연습기의 각 장치들은 운전감각을 고려하여 외형, 각종 장치를 모두 실차와 동일한 제품으로 사용하지만, 일부는 컴퓨터 제어방식으로 개조하거나, 컴퓨터 그래픽에 의한 고해상도 동영상으로 대체한다. 훈련생의 조작 기기 취급정보는 제어컴퓨터 내에서 열차 운영알고리즘을 이용하여 모의 연산결과에 따라 선로 영상, 영상 효과, 음향 효과, 경고/표시등 및 경보기으로 표출한다. 그리고 열차 플랫폼 진입시 훈련생의 정위치 정차에 대한 훈련생의 숙련도를 향상하기 위해서는 운전감각에 직접적인 영향을 미치는 추진/제동 제어대를 활용한 오랜 운전 연습시간이 필요하다.Each device of the railroad vehicle simulation simulator uses the same product as the actual vehicle in appearance and various devices in consideration of the driving sense, but some are modified by computer control method or replaced with high-resolution video by computer graphics. The trainee's operating device handling information is expressed as track images, video effects, sound effects, warning/indicators, and alarms according to the simulation calculation results using the train operation algorithm in the control computer. In addition, in order to improve the trainee's proficiency in stopping in the right position when entering the train platform, long driving practice time using the propulsion/braking control panel that directly affects the driving sensation is required.

국내 철도차량 모의훈련연습기에 관한 연구는 기존에 제작된 철도차량 시뮬레이터를 활용한 소프웨어적 관점의 연구가 주로 진행되어 왔다. 일례로서, 최소의 에너지 소비를 위한 열차속도 프로파일 결정, 철도건널목에서 안전장치들의 안전 운전 효과분석, 무선통신 기반 열차제어시스템 ATP 열차간격 제어 시뮬레이터 개발 및 철도차량 유지보수 훈련용 추진제어 시뮬레이터에 대하여 연구를 수행하였다. 최근 서은영 등은 현재 운용 중인 철도차량 모의운전 훈련연습기 보완장치로서 철도 교육용 VR 시뮬레이터의 대체 교육 효과를 연구하였다. 그러나 이상의 연구는 소프트웨어 관점에서 유지보수와 교육훈련 기능 향상에 국한된 것으로서, 소프트웨어/하드웨어적으로 저렴하면서 소형화하려는 노력은 아직 미비한 실정이다. Studies on the domestic railway vehicle simulation training machine have been mainly conducted from the software point of view using the previously manufactured railway vehicle simulator. As an example, determination of train speed profile for minimum energy consumption, analysis of safe driving effect of safety devices at railroad crossings, development of ATP train spacing control simulator for wireless communication-based train control system, and research on propulsion control simulator for maintenance and training of rolling stock was performed. Recently, Seo Eun-young and others studied the alternative training effect of VR simulator for railroad education as a complementary device to the train driving simulator currently in operation. However, the above studies are limited to maintenance and improvement of education and training functions from a software point of view, and efforts to miniaturize while being inexpensive in terms of software/hardware are still insignificant.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 저렴하면서도 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터를 제공하고자 한다. The present invention is to solve the above problems, and to provide an inexpensive and miniaturized electric train personal simulator.

또한, 실제 전동차의 운전과 동일하거나 유사한 조건을 구현할 수 있는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터를 제공하고자 한다. In addition, it is intended to provide a miniaturized train personal simulator capable of realizing the same or similar conditions as the actual driving of the train.

또한, 1대의 컴퓨터(소프트웨어 서버(10))만으로 각종 제어기와 교육훈련용 소프트웨어를 구현하고자 한다. In addition, it is intended to implement various controllers and training software only with one computer (software server 10).

또한, 빠른 데이터 처리능력을 갖는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)를 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a miniaturized train personal simulator 1 having fast data processing capability.

본 발명의 일측면에 따르면, 전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 소프트웨어 서버(10); 및 가상으로 나타나는 상기 전동차의 운행을 제어할 수 있는 역동 및 제동 제어대(20)를 포함하고, 상기 역동 및 제동 제어대(20)는, 사용자가 양 손으로 파지할 수 있는 2개의 조작부(210)를 포함하는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the software server 10 that can virtually simulate the operating conditions of the train; and a dynamic and braking control table 20 capable of controlling the operation of the train that appears virtually, and the dynamic and braking control table 20 includes two control units 210 that a user can hold with both hands. ) A miniaturized electric car personal simulator including a may be provided.

또한, 상기 소프트웨어 서버(10)는, 전동차의 선로 영상 및 플랫폼 영상을 구현할 수 있는 3D모델링모듈(110); 상기 선로를 주행하는 전동차의 주행 경로를 설정할 수 있는 주행경로 설정모듈(120); 상기 전동차의 주행에 따른 전동차 운전석의 주행상태를 나타낼 수 있는 계기 구현 모듈(130); 및 상기 역동 및 제동 제어대(20)의 조작부(210)의 조작상태에 따라 상기 영상으로 나타나는 전동차의 주행을 제어할 수 있는 제어 모듈(140)을 포함하는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터가 제공될 수 있다.In addition, the software server 10 includes a 3D modeling module 110 capable of implementing a track image and a platform image of a train; A travel path setting module 120 capable of setting a travel path of the train traveling on the track; An instrument realization module 130 capable of indicating a driving state of the driver's seat of the train according to the running of the train; and a control module 140 capable of controlling the driving of the train shown in the image according to the operation state of the control unit 210 of the dynamic and braking control table 20. A miniaturized personal trainer for trains may be provided. .

또한, 상기 조작부(210)는, 사용자가 한손으로 파지하여 전동차를 조작할 수 있는 제1 조작부(212); 및 사용자가 다른 한손으로 파지하여 전동차를 조작할 수 있는 제2 조작부(214)를 포함하는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터가 제공될 수 있다.In addition, the control unit 210 includes a first control unit 212 that allows the user to operate the train by holding it with one hand; and a second control unit 214 that allows the user to manipulate the train by holding it with the other hand.

또한, 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터가 제공될 수 있다.In addition, a miniaturized train personal simulator may be provided.

또한, 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터가 제공될 수 있다.In addition, a miniaturized train personal simulator may be provided.

본 발명의 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터는 저렴하고 소형화로 제공될 수 있다. The miniaturized train personal simulator of the present invention can be provided inexpensively and miniaturized.

또한, 실제 전동차의 운전과 동일하거나 유사한 조건을 구현할 수 있다. In addition, the same or similar conditions as the actual operation of the train can be implemented.

또한, 1대의 컴퓨터(소프트웨어 서버(10))만으로 각종 제어기와 교육훈련용 소프트웨어를 구현할 수 있다. In addition, various controllers and software for education and training can be implemented only with one computer (software server 10).

또한, 빠른 데이터 처리능력을 갖는 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)를 구현할 수 있다. In addition, it is possible to implement a miniaturized train personal simulator 1 having fast data processing capability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 역동 및 제동 제어대(20) 및 출력장치(30)를 나타내는 도면이다.
도 3의 본 실시예의 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)를 이용해 사용자가 전동차 운행 훈련을 하는 사진이다.
도 4는 도 1의 소프트웨어 서버(10)의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 소프트웨어 서버(10)와 역동 및 제동 제어대(20)와 출력장치(30)가 서로 연동되어 작동하는 것을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 출력장치(30)에서 작동상태화면간의 입출력 데이터 및 이미지가 동작하는 흐름도를 나타낸다.
도 7은 제어 모듈(140)에 의해 제작된 선로, ATC신호, 현위치정보와 주변환경을 나타내는 도면이다.
도 8의 (a) 내지 (d)는 3D모델링모듈(110)에 의해 구현된 각각 교육시작 화면, 준비 점검/ 운전기동 화면, ATS/ATC 신호 조치화면 및 운전실 후면 배전판 화면이다.
1 is a diagram conceptually showing a miniaturized electric train personal simulator 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the dynamic and braking control table 20 and the output device 30 of FIG. 1 .
3 is a picture in which a user trains to operate a train using the miniaturized train personal simulator 1 of the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the software server 10 of FIG. 1 .
5 is a diagram conceptually showing that the software server 10, the dynamic and braking control unit 20, and the output device 30 operate in conjunction with each other.
FIG. 6 shows a flow chart in which input/output data and images operate between operating state screens in the output device 30. As shown in FIG.
7 is a diagram showing a line produced by the control module 140, an ATC signal, current location information, and a surrounding environment.
8(a) to (d) show a training start screen, a preparation check/start-up screen, an ATS/ATC signal action screen, and a screen of a power distribution board at the rear of the driver's cab implemented by the 3D modeling module 110, respectively.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)는, 전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 소프트웨어 서버(10); 및 가상으로 나타나는 상기 전동차의 운행을 제어할 수 있는 역동 및 제동 제어대(20)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 8 , a miniaturized train personal simulator 1 according to an embodiment of the present invention includes a software server 10 capable of virtually replicating operating conditions of a train; and a dynamic and braking control table 20 capable of controlling the operation of the virtual train.

여기서, 역동 및 제동 제어대(20)는, 사용자가 양 손으로 파지할 수 있는 2개의 조작부(210)를 포함할 수 있다. Here, the dynamic and braking control table 20 may include two control units 210 that the user can hold with both hands.

소프트웨어 서버(10)는 전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 알고리즘을 실행할 수 있다. The software server 10 may execute an algorithm capable of virtually replicating the operating conditions of an electric train.

소프트웨어 서버(10)는 전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 알고리즘을 실행할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있다. The software server 10 may include a processor capable of executing an algorithm capable of virtually replicating the operating conditions of an electric train.

소프트웨어 서버(10)의 프로세서는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리 또는 통신 모듈로부터 프로세서로 제공될 수 있다. 그 외에 명령은 소프트웨어 서버(10)를 구성하는 각각의 구성요소들 간의 통신 채널을 통해 프로세서로 제공될 수 있다.The processor of the software server 10 may be configured to process commands of a computer program by performing basic arithmetic, logic, and input/output operations. Instructions may be provided to the processor from a memory or communication module. In addition, commands may be provided to the processor through a communication channel between respective components constituting the software server 10 .

예를 들어, 소프트웨어 서버(10)의 프로세서는 3D모델링모듈(110), 주행경로 설정모듈(120), 계기 구현 모듈(130) 및 제어 모듈(140)을 포함할 수 있다. For example, the processor of the software server 10 may include a 3D modeling module 110 , a driving route setting module 120 , an instrument implementation module 130 and a control module 140 .

3D모델링모듈(110)은 전동차의 선로 영상 및 플랫폼 영상을 구현할 수 있다.The 3D modeling module 110 may implement a track image and a platform image of the train.

주행경로 설정모듈(120)은 선로를 주행하는 전동차의 주행 경로를 설정할 수 있다. The driving route setting module 120 may set a driving route of an electric train running on a track.

계기 구현 모듈(130)은 전동차의 주행에 따른 전동차 운전석의 주행상태를 나타낼 수 있다. The instrument realization module 130 may indicate the driving state of the driver's seat of the train according to the running of the train.

제어 모듈(140)은 역동 및 제동 제어대(20)의 조작부(210)의 조작상태에 따라 영상으로 나타나는 전동차의 주행을 제어할 수 있다. The control module 140 can control the driving of the train displayed as an image according to the operation state of the control unit 210 of the dynamic and braking control table 20.

제어 모듈(140)은 각각의 모듈( 예를 들어, 3D모델링모듈(110), 주행경로 설정모듈(120), 계기 구현 모듈(130))을 단일 컴퓨팅하면서 메모리 점유 분삭 방식으로 통합할 수 있다. The control module 140 can integrate each module (eg, the 3D modeling module 110, the driving route setting module 120, and the instrument realization module 130) in a memory occupation division method while performing single computing.

출력장치(30)에서 작동상태화면간의 입출력 데이터 및 이미지는 도 6의 흐름도에 따라 동작할 수 있다.The input/output data and images between operation state screens in the output device 30 may be operated according to the flowchart of FIG. 6 .

예를 들어, 3D모델링모듈(110)에 의해 기본 리소스(예를 들어, 전동차, 선로 영상 및 선로 및 플랫폼 영상) 및 화면 GUI를 초기화 한다.For example, basic resources (eg, images of trains, tracks, and images of tracks and platforms) and screen GUI are initialized by the 3D modeling module 110 .

전동차의 모의 주행훈련은 사용자의 요청과 함께 연결을 시도하고 평가 시작 요청을 받는다. The simulation driving training of the train tries to connect with the user's request and receives a request to start the evaluation.

이후 동작은 전동차의 주행 경로와 주변 환경의 영상을 받아 배치하고, 전동차의 주행 경로를 설정한후에 열차를 배치한다. 여기서, 선로 영상은 실제 촬영한 선로영상과 배치정보 데이이터베이스로부터 각각의 단위선로에 고유 아이디를 부여하고, 이전/이후 선로의 관계를 지정한 후에 3ds-Max script로부터 연속적인 선로를 배치함으로써 생성될 수 있다. In the subsequent operation, the driving route of the train and the image of the surrounding environment are received and arranged, and the train is placed after setting the driving route of the train. Here, the track image is generated by assigning a unique ID to each unit line from the actual captured track image and the layout information database, and designating the relationship between the previous and subsequent lines, and then arranging continuous lines from the 3ds-Max script. can

그리고 제어 모듈(140)은 선로 주변 인프라를 그래픽이미지(3D CGI)로 동영상으로 구현하고 전동차의 주행동안 날씨와 신호제어와 같은 각종 이벤트를 구현할 수 있다. In addition, the control module 140 can implement the infrastructure around the track as a graphic image (3D CGI) as a video and implement various events such as weather and signal control while the train is running.

도 7은 제어 모듈(140)에 의해 제작된 선로, ATC신호, 현위치정보와 주변환경을 나타내는 도면이다. 7 is a diagram showing a line produced by the control module 140, an ATC signal, current location information, and a surrounding environment.

도 8의 (a) 내지 (d)는 3D모델링모듈(110)에 의해 구현된 각각 교육시작 화면, 준비 점검/ 운전기동 화면, ATS/ATC 신호 조치화면 및 운전실 후면 배전판 화면이다.8 (a) to (d) show a training start screen, a preparation check/start-up screen, an ATS/ATC signal action screen, and a screen of a power distribution board at the back of the driver's cab, implemented by the 3D modeling module 110, respectively.

종래의 개인용 시뮬레이터(personal type simulator, PTS)는 응용프그램 크기는 4대 이상의 제어컴퓨터 구동으로 총 407MB이지만, 본 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)의 경우에는 소프트웨어 서버(10)를 통해 중복되는 영상을 소거하고 단일컴퓨팅함으로서 22MB까지 줄일 수 있다.The conventional personal type simulator (PTS) has a total application size of 407MB by driving more than four control computers, but in the case of this miniaturized train personal simulator (1), images are overlapped through the software server (10). It can be reduced to 22 MB by erasing and single-computing.

역동 및 제동 제어대(20)는 출력장치(30)에 나타나는 가상의 전동차를 제어할 수 있는 2개의 조작부(210)를 포함할 수 있다. The dynamic and braking control table 20 may include two control units 210 capable of controlling a virtual electric train appearing on the output device 30 .

역동 및 제동 제어대(20)에 의해 소프트웨어 서버(10)와 출력장치(30)가 연결될 수 있다. 이 때, 역동 및 제동 제어대(20)와 소프트웨어 서버(10) 및 역동 및 제동 제어대(20)와 출력장치(30) 사이는 유선 또는 무선 통신으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 역동 및 제동 제어대(20)와 소프트웨어 서버(10) 및 역동 및 제동 제어대(20)와 출력장치(30)가 USB를 통해 연결되는 것을 예로 들어 설명한다. The software server 10 and the output device 30 may be connected by the dynamic and braking control unit 20 . At this time, the dynamic and braking control unit 20 and the software server 10 and the dynamic and braking control unit 20 and the output device 30 may be connected through wired or wireless communication. In this embodiment, the dynamic and braking control unit 20 and the software server 10 and the dynamic and braking control unit 20 and the output device 30 are connected through USB as an example.

도 5는 소프트웨어 서버(10)와 역동 및 제동 제어대(20)와 출력장치(30)가 서로 연동되어 작동하는 것을 개념적으로 나타낸다. 5 conceptually shows that the software server 10, the dynamic and braking control unit 20, and the output device 30 operate in conjunction with each other.

역동 및 제동 제어대(20)의 조작부(210)는 사용자가 한손으로 파지하여 전동차를 조작할 수 있는 제1 조작부(212); 및 사용자가 다른 한손으로 파지하여 전동차를 조작할 수 있는 제2 조작부(214)를 포함할 수 있다. The operation unit 210 of the dynamic and braking control table 20 includes a first operation unit 212 that allows the user to operate the train by holding it with one hand; and a second control unit 214 that allows the user to operate the train by holding it with the other hand.

본 실시예의 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)는 종래의 시뮬레이터보다 기기를 소형화 시켰으나 실제 전동차의 운전실의 제어대와 동일한 외형으로 구현시켰다. The miniaturized train personal simulator 1 of this embodiment has a smaller device than the conventional simulator, but has the same appearance as the control panel of the operator's cab of the actual train.

본 실시예의 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)는 종래의 4대 이상의 제어컴퓨터로 작동하는 시뮬레이터에 비해 1대의 컴퓨터(소프트웨어 서버(10))만으로 각종 제어기와 소프트웨어 서버(10)의 세부 구성을 실행할 수 있다. The miniaturized train personal simulator 1 of this embodiment can execute various controllers and detailed configurations of the software server 10 with only one computer (software server 10) compared to the conventional simulator operated by four or more control computers. there is.

한편, 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)에 나타나는 전동차는 전동차의 출발, 주행 및 제동성능을 현장감 있게 모델링 되어야 하며, 선로 영상의 시각과 모의음향청각효과를 정확하게 동기시킬 수 있다. On the other hand, trains appearing in the miniaturized train personal simulator 1 must be realistically modeled for starting, driving and braking performance of the train, and the visuals of the track images and the simulated acoustic and auditory effects can be accurately synchronized.

소프트웨어 서버(10)에 의해 사용자(훈련생)의 조작부(210)에서 입력되는 명령으로부터 전동차의 추진력을 산출하여 동적거동을 시뮬레이션할 수 있다.Dynamic behavior can be simulated by calculating the driving force of the train from the command input from the control unit 210 of the user (trainee) by the software server 10 .

소프트웨어 서버(10)의 제어 모듈(140)은 하기와 같은 전동차의 추진력을 연산할 수 있다. The control module 140 of the software server 10 may calculate the driving force of the train as follows.

Figure pat00001
식(1)
Figure pat00001
Equation (1)

여기서

Figure pat00002
는 추진력(N),
Figure pat00003
는 추진장치에 의한 견인력,
Figure pat00004
은 제동장치에 의한 제동력이며,
Figure pat00005
는 열차 저항이다. 차량 견인을 담당하는 견인력은 주간제어기의 명령신호로부터 식(2)에 의하여 구동한다. here
Figure pat00002
is the driving force (N),
Figure pat00003
is the traction force by the propulsion device,
Figure pat00004
is the braking force by the braking device,
Figure pat00005
is the train resistance. The traction force responsible for vehicle traction is driven by Equation (2) from the command signal of the main controller.

Figure pat00006
식(2)
Figure pat00006
Equation (2)

여기서, N은 주전동기 수량, T는 주전동기 토크, r은 기어비 및 D는 차륜 지름이다. 식(3.1)의 제동력(

Figure pat00007
)은 제동핸들의 명령신호에 따라 식(3.2)의 회생제동력(regenerative braking force,
Figure pat00008
)과 식(3.3)의 공기제동력(air braking force,
Figure pat00009
)으로부터 차량을 감속/정지한다.Here, N is the number of main motors, T is the main motor torque, r is the gear ratio, and D is the wheel diameter. The braking force of Equation (3.1) (
Figure pat00007
) is the regenerative braking force of Equation (3.2) according to the command signal of the braking handle.
Figure pat00008
) and the air braking force of Equation (3.3),
Figure pat00009
) to decelerate/stop the vehicle.

Figure pat00010
식(3.1)
Figure pat00010
Equation (3.1)

Figure pat00011
식(3.2)
Figure pat00011
Equation (3.2)

Figure pat00012
식(3.3)
Figure pat00012
Equation (3.3)

여기서 W(M)은 차량 관성 중량이고,

Figure pat00013
은 점착계수,
Figure pat00014
는 마찰계수이며,
Figure pat00015
는 제륜자 압력이다. where W(M) is the inertial weight of the vehicle,
Figure pat00013
is the adhesion coefficient of silver,
Figure pat00014
is the coefficient of friction,
Figure pat00015
is the wheel pressure.

또한 열차저항(train resistance,

Figure pat00016
)은 식(4)와 같이 주행저항, 터널저항, 구배저항 및 터널저항의 합으로써, 속도와 주행 조건에 따라 차량 진행방향에 반대방향으로 작용한다.Also train resistance,
Figure pat00016
) is the sum of driving resistance, tunnel resistance, gradient resistance, and tunnel resistance, as shown in Equation (4), and acts in the opposite direction to the vehicle traveling direction depending on the speed and driving conditions.

Figure pat00017
식(4)
Figure pat00017
Equation (4)

여기서

Figure pat00018
는 주행저항,
Figure pat00019
는 터널저항,
Figure pat00020
는 곡선 저항 및
Figure pat00021
는 구배 저항 이다.here
Figure pat00018
is the running resistance,
Figure pat00019
is the tunnel resistance,
Figure pat00020
is the curve resistance and
Figure pat00021
is the gradient resistance.

이하에서는 상술한 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)의 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, the effects of the miniaturized train personal simulator 1 described above will be described.

종래의 시뮬레이터의 소프트웨어는 총 4종 모듈로 구성되었으며, 각 모듈에 개별적으로 컴퓨팅하면서 구현한다. 이에 반하여 본 실시예의 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)는 메모리 점유 분산 방식의 프로그래밍을 통하여 단일 모듈로 통합할 수 있다. The software of the conventional simulator consists of a total of 4 types of modules, and each module is individually computed and implemented. In contrast, the miniaturized train personal simulator 1 of the present embodiment can be integrated into a single module through memory occupancy distribution method programming.

또한, 종래의 시뮬레이터는 총 4대이상의 제어 컴퓨터를 사용하지만, 본 실시예의 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)는 1대의 컴퓨터(소프트웨어 서버(10))만으로 각종 제어기와 교육훈련용 소프트웨어를 탑재하고, 별도의 역동 및 제동 제어대(20)를 구현할 수 있다. In addition, the conventional simulator uses a total of 4 or more control computers, but the miniaturized train personal simulator 1 of this embodiment is equipped with various controllers and software for education and training with only one computer (software server 10), A separate dynamic and braking control unit 20 may be implemented.

또한 기존 시뮬레이터의 응용프로그램과 RAM메모리는 총 4종의 컴퓨터를 사용하여 각각 총 407MB와 11.8/55GB이지만, 본 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)은 1대의 컴퓨터에 각각 22MB와 3.9/7.9GB로 줄일 수 있다. In addition, the application program and RAM memory of the existing simulator are 407MB and 11.8/55GB in total using 4 types of computers, respectively, but this miniaturized train personal simulator (1) reduces them to 22MB and 3.9/7.9GB in 1 computer, respectively. can

또한, 기존 시뮬레이터의 통신/제어방식은 UDP 와 PLC방식에 의한 모듈별 독립 연산방식이지만, 본 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)은 소형화와 함께 빠른 데이터 처리능력을 갖춘 DDE 와 UART방식을 구현할 수 있다.In addition, the communication/control method of the existing simulator is an independent operation method for each module by UDP and PLC method, but this miniaturized train personal simulator (1) can implement DDE and UART method with fast data processing capability along with miniaturization. .

사용자(훈련생)는 본 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)로부터 기존 시뮬레이터와 유사 성능을 체험하면서 컴팩트한 하드웨어/화면을 제공받을 수 있다.The user (trainee) can receive a compact hardware/screen while experiencing performance similar to that of the existing simulator from the miniaturized train personal simulator 1.

이상 본 발명의 실시예에 따른 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터(1)을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시 형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 실시 형태를 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다. Although the miniaturized electric train personal simulator 1 according to the embodiment of the present invention has been described as a specific embodiment, this is only an example and the present invention is not limited thereto, and the widest range according to the basic idea disclosed in this specification should be interpreted as having A person skilled in the art may implement an embodiment that is not indicated by combining or substituting the disclosed embodiments, but this also does not deviate from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on this specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

1 : 소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터
10 : 소프트웨어 서버
110 : 3D모델링모듈
120 : 주행경로 설정모듈
130 : 계기 구현 모듈
140 : 제어 모듈
20 : 역동 및 제동 제어대
210 : 조작부
212 : 제1 조작부
214 : 제2 조작부
30 : 출력장치
1: Personal simulator for miniaturized trains
10: Software Server
110: 3D modeling module
120: driving route setting module
130: instrument implementation module
140: control module
20: Dynamic and braking control table
210: control panel
212: first control unit
214: second control unit
30: output device

Claims (3)

전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 소프트웨어 서버; 및
가상으로 나타나는 상기 전동차의 운행을 제어할 수 있는 역동 및 제동 제어대를 포함하고,
상기 역동 및 제동 제어대는,
사용자가 양 손으로 파지전동차의 운행조건을 가상으로 모사할 수 있는 소프트웨어 서버; 및
가상으로 나타나는 상기 전동차의 운행을 제어할 수 있는 역동 및 제동 제어대를 포함하고,
상기 역동 및 제동 제어대는,
사용자가 양 손으로 파지할 수 있는 2개의 조작부를 포함하는
소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터.
A software server that can virtually simulate the operating conditions of a train; and
Including a dynamic and braking control table capable of controlling the operation of the virtual train,
The dynamic and braking control unit,
A software server that allows the user to virtually simulate the operating conditions of the gripped electric vehicle with both hands; and
Including a dynamic and braking control table capable of controlling the operation of the virtual train,
The dynamic and braking control unit,
Including two control parts that the user can grip with both hands
Personal simulator for miniaturized trains.
제1 항에 있어서,
상기 소프트웨어 서버는,
전동차의 선로 영상 및 플랫폼 영상을 구현할 수 있는 3D모델링모듈;
상기 선로를 주행하는 전동차의 주행 경로를 설정할 수 있는 주행경로 설정모듈;
상기 전동차의 주행에 따른 전동차 운전석의 주행상태를 나타낼 수 있는 계기 구현 모듈; 및
상기 역동 및 제동 제어대의 조작부의 조작상태에 따라 상기 영상으로 나타나는 전동차의 주행을 제어할 수 있는 제어 모듈을 포함하는
소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터.
According to claim 1,
The software server,
A 3D modeling module capable of realizing a train track image and a platform image;
A travel path setting module capable of setting a travel path of the train traveling on the track;
an instrument realization module capable of indicating a driving state of a driver's seat of the train according to the running of the train; and
Including a control module capable of controlling the driving of the train shown in the image according to the operating state of the control unit of the dynamic and braking control table
Personal simulator for miniaturized trains.
제1 항에 있어서,
상기 조작부는,
사용자가 한손으로 파지하여 전동차를 조작할 수 있는 제1 조작부; 및
사용자가 다른 한손으로 파지하여 전동차를 조작할 수 있는 제2 조작부를 포함하는
소형화된 전동차 개인용 시뮬레이터.

According to claim 1,
The control unit,
A first control unit that allows the user to operate the train by holding it with one hand; and
Including a second control unit that allows the user to operate the train by holding it with the other hand
Personal simulator for miniaturized trains.

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