CN103473965B - 轨道交通仿真培训方法及轨道交通仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通仿真培训方法及轨道交通仿真培训系统。本发明中，根据控制对象生成仿真控制命令；通过组态软件构建各控制对象的仿真培训管理信息，与用于存储控制对象的组态配置信息的培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息，按照组态配置信息运行，并上传组态配置信息对应的控制反馈结果；存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的控制反馈结果，并将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的控制反馈结果输出至学员机；接收仿真控制命令对应的控制反馈结果，进行显示。应用本发明，可以降低仿真培训成本。

Description

轨道交通仿真培训方法及轨道交通仿真培训系统

技术领域

本发明涉及轨道交通仿真技术，尤其涉及一种轨道交通仿真培训方法及轨道交通仿真培训系统。

背景技术

随着国内城市轨道交通的迅速发展，对轨道交通监控系统的安全性、稳定性要求也越来也高。由于轨道交通监控系统构成复杂，包含了多个监控子系统，且每个监控子系统均具有专业性较强的控制业务逻辑，因而，需要调度人员具有较高的技能。否则，可能造成在轨道交通事故中，由于调度人员对于轨道交通监控系统的不熟悉，导致人为操作失败，从而可能导致更严重的后果。

为了减少甚至避免这类不熟悉轨道交通监控系统的因素，需要在地铁调度人员上岗之前，对调度人员进行充分的操作培训，以仿真各监控子系统的控制业务逻辑，以及监控子系统之间的联动，从而仿真各种轨道交通事故的发生，提供给调度人员进行处理，以达到增强调度人员的专业技能，提高处理轨道交通事故能力的目的，使之在一定程度上减少轨道交通事故的发生。

目前，为了仿真各监控子系统的控制业务逻辑，以及监控子系统之间的联动，仿真各种轨道交通事故场景，一般通过搭建轨道交通缩微模型，采用录制现场运行数据的方式，然后通过编写运行脚本，将录制的现场运行数据录入轨道交通缩微模型，从而实现轨道交通的现场仿真教学模式。但搭建的仿真培训系统，需要通过搭建轨道交通缩微模型、部署实际物理设备，以获取大量接近真实场景的数据，这使得仿真过程非常耗费人力和物力，仿真培训成本高。

发明内容

本发明的实施例提供一种轨道交通仿真培训方法，降低仿真培训成本。

本发明的实施例还提供一种轨道交通仿真培训系统，降低仿真培训成本。

为达到上述目的，本发明实施例提供的一种轨道交通仿真培训系统，该系统包括：仿真培训实时数据库、学员机、教师机、培训数据库、仿真培训组态平台以及仿真培训运行子系统，其中，

学员机，用于根据用户选择的控制对象生成仿真控制命令，并通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统；将接收的仿真控制命令对应的控制反馈结果进行显示；

仿真培训实时数据库，用于存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的控制反馈结果，并将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的控制反馈结果输出至学员机；

仿真培训组态平台，用于通过组态软件构建各控制对象的仿真培训组态配置管理信息，与培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；

仿真培训运行子系统，用于接收学员机下发的仿真控制命令，从培训数据库中读取对应的配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

接收教师机发送的查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机；

接收教师机发送的修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，并将修改结果发送到培训数据库；

接收教师机发送的触发场景控制指令或模式控制指令，从培训数据库中读取对应的配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

教师机，用于向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，将接收的查询结果进行显示；向仿真培训运行子系统下发修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令；向仿真培训运行子系统下发触发场景控制指令或模式控制指令，接收触发场景控制指令或模式控制指令对应的控制反馈结果，进行显示；

培训数据库，用于存储控制对象的组态配置信息以供仿真培训运行子系统以及仿真培训组态平台使用。

较佳地，所述控制反馈结果包括：控制对象实时运行数据信息以及仿真培训运行子系统运行报警数据信息。

较佳地，所述组态配置包括：控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置以及时间表配置。

较佳地，所述学员机为一台或多台，所述教师机为一台或多台。

较佳地，所述仿真培训组态平台包括：输入输出IO通信模块、数据点管理模块、闭锁管理模块、控制响应管理模块、场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块，其中，

IO通信模块，用于配置轨道交通仿真培训系统与外部系统的通讯方式，并保存配置数据；

数据点管理模块，用于导入控制对象的数据点信息，导入数据点信息后，供闭锁管理模块、控制响应管理模块、场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块使用；

闭锁管理模块，用于接收仿真控制命令，如果确定需要进行闭锁控制点检查，配置仿真控制命令对应的控制对象的闭锁命令类型和闭锁条件；

控制响应管理模块，用于在闭锁管理模块确定不进行闭锁控制点检查或允许闭锁控制时，判断是否需要进行控制响应处理检查，如果是，向模式管理模块输出触发信息，否则，向时间表管理模块输出触发信息；

模式管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，进行模式处理，否则，向场景管理模块输出触发信息；

场景管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，进行场景处理后，返回控制正确信息；否则，按预先设置进行场景处理，如果执行正确，返回控制正确信息，如果执行不正确，返回控制错误信息；

时间表管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，保存时间表，返回控制正确信息，如果否，进行默认控制处理，返回控制正确信息。

较佳地，所述仿真培训运行子系统与培训数据库交互包括：

培训数据库按照组态的仿真配置，进行控制对象状态、控制对象闭锁、控制对象控制响应以及场景、模式、时间表的条件判断，对于符合条件的仿真配置，进行单控制对象逻辑行为执行以及多个控制对象逻辑行为执行的联动。

一种轨道交通仿真培训方法，该方法包括：

学员机根据用户选择的控制对象生成仿真控制命令，并通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统；

仿真培训组态平台通过组态软件构建各控制对象的仿真培训组态配置管理信息，与用于存储控制对象的组态配置信息的培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；

仿真培训运行子系统接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息，按照组态配置信息运行，并上传组态配置信息对应的控制反馈结果；

仿真培训实时数据库存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的控制反馈结果，并将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的控制反馈结果输出至学员机；

学员机接收仿真控制命令对应的控制反馈结果，进行显示。

其中，所述方法进一步包括：

教师机向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令；

仿真培训运行子系统接收查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机进行显示。

其中，所述方法进一步包括：

教师机向仿真培训运行子系统下发触发场景控制指令或模式控制指令；

仿真培训运行子系统接收触发场景控制指令或模式控制指令，从培训数据库中读取对应的组态配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

教师机接收控制反馈结果，进行显示。

其中，所述仿真培训组态配置管理包括：闭锁管理、控制响应管理、场景管理、模式管理以及时间表管理，所述仿真培训运行子系统接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息包括：

A11，接收仿真控制命令，根据获取的历史控制反馈结果以及预先存储的控制对象对应的仿真培训管理信息，如果确定需要进行闭锁控制点检查，配置仿真控制命令对应的控制对象的闭锁命令类型和闭锁条件；

A12，在确定不进行闭锁控制点检查或允许闭锁控制时，判断是否需要进行控制响应处理检查，如果是，执行步骤A13，否则，执行步骤A15；

A13，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，进行模式处理，否则，执行步骤A14；

A14，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，进行场景处理后，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息；否则，按预先设置进行场景处理，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，监测到控制对象执行正确，返回控制正确信息，如果执行不正确，返回控制错误信息；

A15，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，保存时间表，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息，如果否，进行默认控制处理，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息。

由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种轨道交通仿真培训方法及轨道交通仿真培训系统，采用组态的方式构建轨道交通仿真培训系统，并可提供轨道交通综合监控领域多子系统、多设备间的仿真培训管理联动仿真场景，从而避免搭建轨道交通缩微模型等实际物理设备，降低仿真培训成本；同时，由于无需编写复杂的脚本运行程序，可以提升轨道交通仿真培训的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明实施例轨道交通仿真培训系统结构示意图。

图2为本发明实施例轨道交通仿真培训系统信息交互示意图。

图3为本发明实施例仿真培训组态平台结构示意图。

图4为本发明实施例轨道交通仿真培训方法流程示意图。

图5为本发明实施例轨道交通仿真培训方法的具体流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

现有的轨道交通仿真培训系统，为了仿真各种轨道交通事故场景，需要通过搭建轨道交通缩微模型，采集现场运行数据，然后将现场运行数据录入轨道交通缩微模型，达到实现轨道交通现场仿真的目的，使得仿真过程非常耗费人力和物力，仿真培训成本高；进一步地，需要编写程序，例如，BASIC、C、FORTRAN等来实现的仿真测试，编写程序不但工作量大、周期长，而且容易出现编程错误，降低了轨道交通仿真培训的可靠性。

组态（Configuration）软件，又称组态监控系统软件，是针对数据采集与过程控制的专用软件。由于组态软件处在控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，可以使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。也就是说，可根据组态软件中提供的工具、方法，完成工程中的某一具体任务，而不需要通过编写程序完成特定的应用。

本发明实施例中，考虑采用组态的方式构建轨道交通仿真培训系统，从而避免搭建轨道交通缩微模型等实际物理设备，降低仿真培训成本；同时，由于无需编写复杂的脚本运行程序，降低了编写程序的工作量，也避免了编程错误，从而可以提升轨道交通仿真培训的可靠性。

图1为本发明实施例轨道交通仿真培训系统结构示意图。参见图1，该轨道交通仿真培训系统包括：仿真培训实时数据库、学员机、教师机、培训数据库、仿真培训组态平台以及仿真培训运行子系统，其中，

学员机，用于根据用户选择的控制对象生成仿真控制命令，并通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统；接收仿真控制命令对应的控制反馈结果，进行显示；

仿真培训实时数据库，用于存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的控制反馈结果，将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的控制反馈结果输出至学员机；

本发明实施例中，控制反馈结果包括：控制对象实时运行数据信息以及仿真培训运行子系统运行报警数据信息。也就是说，仿真培训实时数据库用于负责仿真培训系统中各控制对象的实时数据、历史数据、报警数据的管理和分发。

仿真培训组态平台，用于通过组态软件构建各控制对象的仿真培训组态配置管理信息，与培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；

本发明实施例中，仿真培训管理包括：闭锁管理、控制响应管理、场景管理、模式管理以及时间表管理。仿真培训组态平台根据获取的历史控制反馈结果以及仿真培训管理设置，对控制对象的状态仿真、闭锁仿真、控制响应仿真，场景仿真、模式仿真、时间表仿真进行组态配置，生成组态配置信息，从而可以使得仿真培训运行子系统根据组态配置信息，对控制对象的运行状态进行控制。关于仿真培训管理，后续再进行详细描述。

仿真培训运行子系统，用于接收学员机下发的仿真控制命令，从培训数据库中读取对应的配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

接收教师机发送的查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机；

接收教师机发送的修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，并将修改结果发送到培训数据库；

接收教师机发送的触发场景控制指令或模式控制指令，从培训数据库中读取对应的配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

教师机，用于向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，将接收的查询结果进行显示；向仿真培训运行子系统下发修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令；向仿真培训运行子系统下发触发场景控制指令或模式控制指令，接收触发场景控制指令或模式控制指令对应的控制反馈结果，进行显示；

培训数据库，用于存储控制对象的组态配置信息以供仿真培训运行子系统以及仿真培训组态平台使用。

本发明实施例中，教师机可对仿真培训运行子系统进行控制。例如，向仿真培训运行子系统下发触发场景仿真控制命令或模式仿真控制命令，以使仿真培训运行子系统通过与培训数据库的交互，对控制对象进行场景组态配置或模式组态配置，并将相关信息输出至仿真培训实时数据库，仿真培训实时数据库再将接收的信息输出至教师机。

当然，实际应用中，教师机也可以向仿真培训运行子系统下发查询指令、和/或，更新指令，仿真培训运行子系统接收查询指令、和/或，更新指令，与仿真培训实时数据库以及仿真培训组态平台交互，获取相应的查询指令响应、和/或，更新指令响应，并将查询指令响应、和/或，更新指令响应输出至教师机。具体来说，

教师机向仿真培训运行子系统下发查询指令，仿真培训运行子系统接收查询指令，从培训数据库中获取查询指令对应的信息，封装获取的查询指令对应的信息为查询指令响应，输出至教师机。或者，

教师机向仿真培训运行子系统下发更新指令，仿真培训运行子系统接收更新指令，与培训数据交互，获取更新指令对应的组态配置信息，封装为更新指令响应，并按照更新指令响应进行控制对象的仿真运行，将更新指令响应输出至教师机。

本发明实施例中，查询指令和更新指令对应于仿真培训管理，更新指令包括：闭锁管理更新指令、控制响应管理更新指令、场景管理更新指令、模式管理更新指令以及时间表管理更新指令等。

仿真培训运行子系统接收教师机下发的更新指令，并与培训数据库交互，按照更新生成的组态配置信息进行控制对象的状态仿真、闭锁管理仿真、控制响应管理仿真，场景管理仿真、模式管理仿真、时间表管理仿真的逻辑行为执行。

本发明实施例中，学员机可以设置为一台或多台，教师机可以设置为一台或多台。学员机、教师机采用人机接口界面（HMI，HumanMachineInterface），仿真培训运行子系统中设置有仿真培训运行程序，仿真培训组态平台中设置有仿真培训组态程序，仿真培训实时数据库中设置有教学管理系统（TMS，TeachingManagementSystem）实时数据库（RTDB，RealTimeDataBase）。

本发明实施例中，仿真控制命令包括：单点控制命令、模式控制命令以及时间表控制命令。

图2为本发明实施例轨道交通仿真培训系统信息交互示意图。参见图2，学员机向仿真培训实时数据库中的TMSRTDB下发仿真控制命令，仿真培训实时数据库将接收的仿真控制命令下发至仿真培训运行子系统，仿真培训运行子系统将实时数据、报警数据以及历史数据上传至仿真培训实时数据库，仿真培训实时数据库将接收的实时数据、报警数据以及历史数据上传至学员机；教师机可向仿真培训运行子系统下发触发场景仿真控制命令、和/或，模式仿真控制命令，仿真培训运行子系统接收触发场景仿真控制命令、和/或，模式仿真控制命令，从培训数据库中读取触发场景仿真控制命令、和/或，模式仿真控制命令对应的组态配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果通过仿真培训实时数据库分别输出至学员机和教师机；同时，教师机还可以与仿真培训运行子系统、培训数据库进行交互，查询、修改控制点闭锁、控制点响应、场景、模式以及时间表配置。具体来说，教师机向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，仿真培训运行子系统接收教师机发送的查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机，教师机将接收的查询结果进行显示；教师机向仿真培训运行子系统下发修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，仿真培训运行子系统接收教师机发送的修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，并将修改结果发送到培训数据库。

本发明实施例中，仿真培训运行子系统根据接收到的仿真控制命令，进行仿真处理；同时支持定时的触发指定的仿真场景，向教师机发送查询、修改指令，查询、修改控制对象闭锁管理配置、控制响应管理配置、场景管理配置、模式管理配置以及时间表管理配置等。

本发明实施例中，根据接收到的仿真控制命令，进行仿真处理是指在接收到仿真控制命令后，按照组态的仿真配置，进行控制对象状态、控制对象闭锁、控制对象控制响应以及场景、模式、时间表的条件判断，对于符合条件的仿真配置，仿真控制命令下发后，可以进行单控制对象逻辑行为执行以及多个控制对象逻辑行为执行的联动。

本发明实施例中，仿真培训组态平台按照目标监控系统（轨道交通仿真培训系统）的设计，进行需要仿真功能的数据、脚本配置，即通过组态软件构建各控制对象的仿真培训管理信息。

本发明实施例中，教师机用于可视化的查看、修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置，以及，可手动触发指定的场景控制、模式控制指令。培训仿真组态平台主要便于用户便捷的进行设备的状态模拟、设备闭锁模拟、设备控制响应模拟，场景模拟、模式模拟、时间表模拟的组态配置。

所应说明的是，本发明实施例的轨道交通仿真培训系统，预先设置并存储各控制对象对应的仿真培训管理信息，以及，触发控制对象按照组态配置信息运行为公知技术，在此略去详述。

图3为本发明实施例仿真培训组态平台结构示意图。参见图3，该仿真培训组态平台包括：输入输出（IO）通信模块、数据点管理模块、闭锁管理模块、控制响应管理模块、场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块，其中，

IO通信模块，用于配置轨道交通仿真培训系统与外部系统的通讯方式，并保存配置数据；

本发明实施例中，IO通信模块负责配置仿真培训组态平台与轨道交通仿真培训系统中其它平台的通信方式，包含：通道管理、协议管理以及设备（控制对象）管理。例如，通信通道的建立，通信通道、通信协议的数据配置以及管理。

数据点管理模块，用于导入控制对象的数据点信息，导入数据点信息后，供闭锁管理模块、控制响应管理模块、场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块使用；

本发明实施例中，数据点管理模块通过培训数据库导入需要仿真的数据点（控制对象）信息，导入数据点信息后，为闭锁管理模块、控制响应管理模块，场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块提供管理数据。

较佳地，在轨道交通领域，每一控制对象抽象为一数据点，数据点信息按照车站、子系统两个维度进行划分，包括车站管理、子系统管理以及数据点管理。数据点信息是对于真实监控系统中设备的状态和控制行为的抽象，可以分为：仿真量信息、开关量信息、字符串量信息、整形量信息、电度量信息等。例如，对于空调子系统，可以抽象为一个包含温度、流量以及以字符串表示的制冷或制热信息。这样，通过监测空调子系统的运行温度，与空调子系统运行的目标温度进行比较，就可以控制和调节空调子系统。

闭锁管理模块，用于接收仿真控制命令，如果确定需要进行闭锁控制点检查，配置仿真控制命令对应的控制对象的闭锁命令类型和闭锁条件；

本发明实施例中，闭锁管理模块根据预先存储的控制对象对应的仿真培训管理信息，负责配置指定控制对象集合的闭锁命令类型和闭锁条件。包括：控制对象、（闭锁）命令类型以及闭锁条件，其中，

闭锁命令是指在对控制对象下发仿真控制命令后，控制对象在接收到仿真控制命令后，需要检查自身及其相关设备的当前状态是否可以执行下发的控制命令。

闭锁命令类型包括：控制选择命令和控制执行命令。

闭锁条件是一段结合控制执行命令编写的一段脚本。例如：对于某一车站的电力监控（PSCADA，PowerSupervisoryControlAndDataAcquisition）系统的开关刀闸下发“合闸”的控制执行命令，对于该“合闸”的控制执行命令，控制对象开关刀闸需要判断其上行开关状态是否为“开”，以及其自身的状态是否为可控状态。该情景的闭锁命令类型（下发的控制命令）为：控制执行命令，闭锁条件对应的配置脚本可类似于：上行开关.状态&&本开关.是否可控。

控制响应管理模块，用于在闭锁管理模块确定不进行闭锁控制点检查或允许闭锁控制时，判断是否需要进行控制响应处理检查，如果是，向模式管理模块输出触发信息，否则，向时间表管理模块输出触发信息；

本发明实施例中，控制响应管理模块负责配置控制对象的闭锁命令类型的响应方式，即进行控制响应处理检查，包括：控制对象、（闭锁）命令类型以及响应方式。

模式管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，进行模式处理，否则，向场景管理模块输出触发信息；

本发明实施例中，模式管理模块用于按照目标系统的设计模式，配置模式的工艺、模式号以及每个模式需要控制的各设备（控制对象）状态，即进行模式处理检查，也就是模式工艺、模式号以及模式内容。例如，模式可以包括：照明、通风、给排水、屏蔽门、自动扶梯等模式管理，模式处理包括：配置模式的工艺、配置模式号以及配置每个模式需要控制的各控制对象状态。

场景管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，进行场景处理后，返回控制正确信息；否则，按预先设置进行场景处理，如果执行正确，返回控制正确信息，如果执行不正确，返回控制错误信息；

本发明实施例中，场景管理模块由场景条件、场景内容以及定时场景组成，用于进行场景处理，例如，火灾报警、水消防、气体灭火、防排烟、乘客疏散、救灾等场景处理，即进行场景处理具体包括：按照控制对象的场景设计，配置场景的前置触发条件以及前置触发条件对应的控制对象目标状态；对于需要定时触发的场景，配置定时触发的规则。例如，对于轨道交通领域的站台模式中的拥挤场景，前置条件可以配置为：平均客流量>1000。这样，在平均客流量超过1000后，前置触发条件对应的控制对象目标状态可以设置如下：

闸机全开；

广播系统播放提示语音信息；

乘客信息系统在展厅、站台的引导屏提示文字信息。

定时场景触发处理流程包括：

检查是否满足定时场景，

如果是，检查是否满足前置触发条件，如果是，进行场景处理后结束流程；

如果否，结束流程。

关于配置管理，也可以通过组态软件模式实现。

时间表管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，保存时间表，返回控制正确信息，如果否，进行默认控制处理，返回控制正确信息。

本发明实施例中，时间表管理模块可以按照目标系统时间表规则，配置需要触发的今日时间表、明日时间表。例如，对于通风模式，时间表可以设置为：早间通风，50%开；中午全通风，100%开；晚上弱通风，20%开。

本发明实施例中，在返回控制正确信息后，触发仿真培训运行子系统按照相应闭锁点检查、控制响应检查、场景管理检查、模式管理检查以及时间表检查后的信息运行。

由上述可见，本发明实施例的轨道交通仿真培训系统，采用组态软件仿真的方式进行场景仿真、模式仿真、闭锁仿真、时间表仿真、控制响应仿真，可以有效避免搭建轨道交通缩微模型等实际物理设备，并进行设备的状态、闭锁、控制响应的仿真操作，并可提供轨道交通综合监控领域多子系统、多设备间的联动仿真场景，降低了仿真培训成本；同时，由于无需编写复杂的脚本运行程序，降低了编写程序的工作量，也避免了编程错误，从而可以提升轨道交通仿真培训的可靠性；而且，采用组态软件构建的轨道交通仿真培训系统，具有良好的可移植性、灵活性、兼容性、真实性，可以与真实系统服务器隔离，保证真实系统的安全性；此外，解决在没有真实设备的情况下，可以让地铁监控人员（教师机）直观、有效进行监控系统的仿真操作。

图4为本发明实施例轨道交通仿真培训方法流程示意图。参见图4，该流程包括：

步骤101，学员机根据用户选择的控制对象生成仿真控制命令，并通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统；

步骤102，仿真培训组态平台通过组态软件构建各控制对象的仿真培训组态配置管理信息，与用于存储控制对象的组态配置信息的培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；

步骤103，仿真培训运行子系统接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息，按照组态配置信息运行；

步骤104，仿真培训运行子系统上传组态配置信息对应的控制反馈结果（运行结果信息）；

步骤105，仿真培训实时数据库存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的运行结果信息，并将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的运行结果信息输出至学员机；

步骤106，学员机接收仿真控制命令对应的运行结果信息，进行显示。

本发明实施例中，较佳地，该方法还可以进一步包括：

教师机向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令；

仿真培训运行子系统接收查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机进行显示。

实际应用中，该方法还可以进一步包括：

教师机向仿真培训运行子系统下发触发场景控制指令或模式控制指令；

仿真培训运行子系统接收触发场景控制指令或模式控制指令，从培训数据库中读取对应的组态配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

教师机接收控制反馈结果，进行显示。

仿真培训管理包括：闭锁管理、控制响应管理、场景管理、模式管理以及时间表管理。

仿真培训运行子系统接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息包括：

A11，接收仿真控制命令，根据获取的历史运行结果信息以及预先存储的控制对象对应的仿真培训管理信息，如果确定需要进行闭锁控制点检查，配置仿真控制命令对应的控制对象的闭锁命令类型和闭锁条件；

A12，在确定不进行闭锁控制点检查或允许闭锁控制时，判断是否需要进行控制响应处理检查，如果是，执行步骤A13，否则，执行步骤A15；

A13，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，进行模式处理，否则，执行步骤A14；

A14，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，进行场景处理后，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息；否则，按预先设置进行场景处理，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，监测到控制对象执行正确，返回控制正确信息，如果执行不正确，返回控制错误信息；

A15，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，保存时间表，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息，如果否，进行默认控制处理，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息。

图5为本发明实施例轨道交通仿真培训方法的具体流程示意图。参见图5，该流程包括：

步骤201，接收仿真控制命令；

本步骤中，调度人员根据需要进行的仿真培训内容（控制对象），通过人机接口界面输入仿真培训内容信息，学员机根据调度人员的输入生成仿真控制命令，通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统。

步骤202，判断是否需要进行闭锁控制点检查，如果需要，执行步骤203，否则，执行步骤204；

本步骤中，根据接收的仿真控制命令，从培训数据库中查询预先存储的仿真控制命令与闭锁控制点的映射关系，从而确定接收的仿真控制命令映射的闭锁控制点是否需要进行检查。例如，对于合闸仿真控制命令，如果该合闸仿真控制命令映射的闭锁控制点包含多级，则需进行检查。举例来说，如果对三级子系统进行合闸，则必须检查三级子系统对应的上级子系统（二级子系统）是否已合闸，只有在二级子系统已合闸的情况下，才能进行三级子系统的合闸。

实际应用中，通过闭锁管理模块进行闭锁控制点检查，读取闭锁控制配置表，检查仿真控制命令对应的闭锁控制点是否存在，如存在，则进行闭锁控制点检查。

步骤203，进行闭锁判断，是否允许控制，如果是，执行步骤204，否则，执行步骤211；

本步骤中，在进行闭锁控制点检查的情况下，检查是否允许进行闭锁控制。例如，如上所述，如果二级子系统已合闸，则允许进行闭锁控制；如果二级子系统还未合闸，则不允许进行闭锁控制。

实际应用中，可以根据预设的闭锁判断表，判断执行是否允许进行闭锁控制。

步骤204，判断是否需要进行控制点响应处理检查，如果是，执行步骤205，否则，执行步骤212；

本步骤中，根据实际需要，设置控制点响应处理检查，例如，设置控制点加载成功、加载失败或加载超时的响应。当然，也可以通过读取预设的控制响应配置表，检查配置的测点是否需要处理。

步骤205，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，执行步骤206，否则，执行步骤207；

本步骤中，在闭锁控制下，轨道交通设置有不同的模式。例如，根据车站和模式号，执行模式表中测点设定。

步骤206，执行模式处理，然后执行步骤215；

步骤207，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，执行步骤208，否则，执行步骤209；

本步骤中，场景处理检查与模式处理检查相类似。本发明实施例中，场景处理检查可以涉及多个子系统的联动。可以通过读取场景处理配置表，检查测点是否需要处理。

步骤208，执行场景处理，然后执行步骤215；

步骤209，按照预先设置的处理策略进行处理；

步骤210，判断执行是否正确，如果是，执行步骤215，否则，执行步骤211；

步骤211，返回控制错误信息；

步骤212，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，执行步骤213，否则，执行步骤214；

本步骤中，可以在不同的时间段，分别设置同一子系统对应的运行状态。例如，对于夏季的空调子系统，在早10点至下午3点，设置开度为100%，在下午3点至晚上8点，设置开度为50%；在其他时间段，设置开度为0%，从而形成时间表测点。当然，实际应用中，也可以通过读取时间表配置表，检查测点是否需要处理。

步骤213，保存时间表，然后执行步骤215；

步骤214，按照默认控制进行处理；

本步骤中，默认控制处理包括：

接收到控制选择、控制执行指令，直接反馈成功；或，

接收到控制选择、控制执行指令，直接反馈失败；或，

接收到控制执行指令，直接写回控制值。例如，在接收到将仿真量A设为99的控制执行指令后，直接将仿真量A设为99。

步骤215，返回控制正确信息；

步骤216，流程结束。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种轨道交通仿真培训系统，其特征在于，该系统包括：仿真培训实时数据库、学员机、教师机、培训数据库、仿真培训组态平台以及仿真培训运行子系统，其中，

学员机，用于根据用户选择的控制对象生成仿真控制命令，并通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统；将接收的仿真控制命令对应的控制反馈结果进行显示；

仿真培训实时数据库，用于存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的控制反馈结果，并将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的控制反馈结果输出至学员机；

仿真培训组态平台，用于通过组态软件构建各控制对象的仿真培训组态配置管理信息，与培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；

仿真培训运行子系统，用于接收学员机下发的仿真控制命令，从培训数据库中读取对应的配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

接收教师机发送的查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机；

接收教师机发送的修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，并将修改结果发送到培训数据库；

接收教师机发送的触发场景控制指令或模式控制指令，从培训数据库中读取对应的配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

教师机，用于向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，将接收的查询结果进行显示；向仿真培训运行子系统下发修改控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令；向仿真培训运行子系统下发触发场景控制指令或模式控制指令，接收触发场景控制指令或模式控制指令对应的控制反馈结果，进行显示；

培训数据库，用于存储控制对象的组态配置信息以供仿真培训运行子系统以及仿真培训组态平台使用。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制反馈结果包括：控制对象实时运行数据信息以及仿真培训运行子系统运行报警数据信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述组态配置包括：控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置以及时间表配置。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述学员机为一台或多台，所述教师机为一台或多台。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述仿真培训组态平台包括：输入输出IO通信模块、数据点管理模块、闭锁管理模块、控制响应管理模块、场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块，其中，

IO通信模块，用于配置轨道交通仿真培训系统与外部系统的通讯方式，并保存配置数据；

数据点管理模块，用于导入控制对象的数据点信息，导入数据点信息后，供闭锁管理模块、控制响应管理模块、场景管理模块、模式管理模块以及时间表管理模块使用；

闭锁管理模块，用于接收仿真控制命令，如果确定需要进行闭锁控制点检查，配置仿真控制命令对应的控制对象的闭锁命令类型和闭锁条件；

控制响应管理模块，用于在闭锁管理模块确定不进行闭锁控制点检查或允许闭锁控制时，判断是否需要进行控制响应处理检查，如果是，向模式管理模块输出触发信息，否则，向时间表管理模块输出触发信息；

模式管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，进行模式处理，否则，向场景管理模块输出触发信息；

场景管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，进行场景处理后，返回控制正确信息；否则，按预先设置进行场景处理，如果执行正确，返回控制正确信息，如果执行不正确，返回控制错误信息；

时间表管理模块，用于接收触发信息，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，保存时间表，返回控制正确信息，如果否，进行默认控制处理，返回控制正确信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述仿真培训运行子系统与培训数据库交互包括：

培训数据库按照组态的仿真配置，进行控制对象状态、控制对象闭锁、控制对象控制响应以及场景、模式、时间表的条件判断，对于符合条件的仿真配置，进行单控制对象逻辑行为执行以及多个控制对象逻辑行为执行的联动。

7.一种轨道交通仿真培训方法，该方法包括：

学员机根据用户选择的控制对象生成仿真控制命令，并通过仿真培训实时数据库下发至仿真培训运行子系统；

仿真培训组态平台通过组态软件构建各控制对象的仿真培训组态配置管理信息，与用于存储控制对象的组态配置信息的培训数据库交互，对培训数据库中的控制对象进行组态配置；

仿真培训运行子系统接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息，按照组态配置信息运行，并上传组态配置信息对应的控制反馈结果；

仿真培训实时数据库存储仿真培训运行子系统根据仿真控制命令运行上传的控制反馈结果，并将存储仿真培训运行子系统上传的仿真控制命令对应的控制反馈结果输出至学员机；

学员机接收仿真控制命令对应的控制反馈结果，进行显示。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

教师机向仿真培训运行子系统下发查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令；

仿真培训运行子系统接收查询控制点闭锁配置、控制点响应配置、场景配置、模式配置、时间表配置命令，与培训数据库交互，获取查询结果输出至教师机进行显示。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

教师机向仿真培训运行子系统下发触发场景控制指令或模式控制指令；

仿真培训运行子系统接收触发场景控制指令或模式控制指令，从培训数据库中读取对应的组态配置信息，根据配置信息计算控制反馈结果，并将控制反馈结果上传到仿真培训实时数据库，由仿真培训实时数据库转发给学员机和教师机；

教师机接收控制反馈结果，进行显示。

10.根据权利要求7或8或9所述的方法，其中，所述仿真培训组态配置管理包括：闭锁管理、控制响应管理、场景管理、模式管理以及时间表管理，所述仿真培训运行子系统接收仿真控制命令，与培训数据库交互，获取与仿真控制命令对应的组态配置信息包括：

A11，接收仿真控制命令，根据获取的历史控制反馈结果以及预先存储的控制对象对应的仿真培训管理信息，如果确定需要进行闭锁控制点检查，配置仿真控制命令对应的控制对象的闭锁命令类型和闭锁条件；

A12，在确定不进行闭锁控制点检查或允许闭锁控制时，判断是否需要进行控制响应处理检查，如果是，执行步骤A13，否则，执行步骤A15；

A13，判断是否需要进行模式处理检查，如果是，进行模式处理，否则，执行步骤A14；

A14，判断是否需要进行场景处理检查，如果是，进行场景处理后，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息；否则，按预先设置进行场景处理，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，监测到控制对象执行正确，返回控制正确信息，如果执行不正确，返回控制错误信息；

A15，判断是否需要进行时间表测点检查，如果是，保存时间表，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息，如果否，进行默认控制处理，生成对控制对象进行组态配置的组态配置信息，返回控制正确信息。