CN103745624A - 轨道交通模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通模拟系统，该系统包括ATC仿真系统11，列车驾驶仿真系统12，调度仿真系统13；ATC仿真系统11与列车驾驶仿真系统12连接，用于根据第一数学模型复现真实列车的控制和运行规律结合三维视景动态演示，对司机进行驾驶培训；ATC仿真系统11通过网关计算机与调度仿真系统13连接，根据第二数学模型，复现真实ATS的控制和运行规律，结合司机行为仿真的互动操作，对调度人员进行调度培训。本发明实施例整合列车自动控制ATC仿真系统、列车驾驶仿真系统及调度仿真系统，实现列车驾驶培训与调度培训结合，以提高仿真程度，从而增强培训效果。

Description

轨道交通模拟系统

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别涉及一种轨道交通模拟系统。

背景技术

在现实地铁行车环境中，司机驾驶和OCC（控制中心）培训系统是两个结合的很紧密的环节，调度员根据运营要求及实际运营情况来指导司机行车，遇到突发情况时，调度员会根据情况调整运营策略，并将指令下达给司机。

由于地铁规模扩大，合格的地铁操作人员急缺问题日益突出。整体分析我国地铁人员培训的现状，还没有形成比较完善、科学、先进的培训体制和手段，基本难以满足如今地铁发展的巨大需求，常此以往，人员培训问题必将成为制约我国地铁发展的重要因素之一。

现有的列车驾驶培训与调度培训独立，仿真程度较低，影响培训效果。

发明内容

本发明实施例提供一种轨道交通模拟系统，实现列车驾驶培训与调度培训结合，提高仿真程度，从而增强培训效果。

本发明实施例采用如下技术方案：

一种轨道交通模拟系统，所述系统包括列车自动控制信号仿真系统ATC仿真系统，列车驾驶仿真系统，调度仿真系统；

所述ATC仿真系统与所述列车驾驶仿真系统连接，用于根据第一数学模型复现真实列车的控制和运行规律，结合三维视景动态演示对司机进行驾驶培训；

所述ATC仿真系统通过网关计算机与所述调度仿真系统连接，根据第二数学模型，复现真实ATS的控制和运行规律，结合司机行为仿真的互动操作，对调度人员进行调度培训。

可选的，所述ATC仿真系统包括：区域控制器ZC仿真器；

所述ZC仿真器用于，模拟实际区域控制器子系统，实现与仿真数据存储单元/实际之间的上电确认逻辑，对仿真/实际车载控制器进行移动授权MA设置，向仿真/实际联锁报告逻辑区段的占用信息、报告闭塞分区即正常闭塞分区ARB状态信息、通信车跨压信号机状态信息和信号机强制命令；

所述ZC仿真器还用于对实际数据存储单元、实际车载控制器、实际联锁进行功能测试；

所述ZC仿真器具备以下至少一种功能：

计算列车安全位置，更新轨道占用状态，列车排序，数据库版本号比较，管理临时限速信息，生成信号机强制命令，基于通信的列车控制系统CBTC级别下计算移动授权，列车注销，通信状态监测。

可选的，所述ATC仿真系统包括：计算机联锁子系统CI仿真器；

所述CI仿真器用于，模拟实际联锁子系统，仿真联锁通过分析轨旁设备的实时状态，逻辑区段的空闲信息，信号机状态和强制命令，ARB状态，停稳信息，设置轨旁设备的状态，对仿真环境中的进路、信号机和道岔的集中控制；

所述CI仿真器具备以下至少一种功能：

设备表示功能，轨道空闲处理，道岔控制，安全门控制，进路控制，信号机控制，自动排路功能，封锁轨道区段，禁止排列进路，列车换向，取消运营停车点，锁闭道岔、禁止转换，转换道岔，封锁道岔、禁止排列进路，信号机封锁，信号机的自动进路排列，实现线路设备的仿真，线路段编号、线路段长度信息、线路段公里标信息、线路段限速信息，信号设备仿真，道岔设备仿真，进路监控，输入或输出设备命令，操作模式转换。

可选的，所述ATC仿真系统包括：车载控制器VOBC仿真器；

所述VOBC仿真器用于模拟实际VOBC子系统，实现列车点式、CBTC级别的行车，模拟真实列车的AM/CM驾驶模式切换，列车进站停车，车门与屏蔽门联动中的至少一种功能；

所述VOBC仿真器具备以下至少一种功能：

列车位置测定，超速防护，列车车门监控与控制，列车完整性监督，零速检测，列车折返，退行防护，驾驶模式管理，红灯误触发防护，列车注册，跳停扣车管理，故障注入。

可选的，所述ATC仿真系统包括：轨旁设备仿真器；

所述轨旁设备仿真器通过读取数据库中各设备的描述信息，在轨旁界面上按数据库中描述的位置和类型显示轨旁设备，并且在设备表示图案的附近显示设备的编号和名称信息；

所述轨旁设备仿真器具备如下至少一种功能：

轨旁设备状态显示，轨旁设备的控制及故障注入，报文转发。

可选的，所述列车驾驶仿真系统包括的驾驶台系统、人机交互系统、三维视景系统，所述驾驶台系统与三维视景系统连接；

所述ATC仿真系统与所述驾驶台系统、所述人机交互系统、所述三维视景系统连接；

所述三维视景系统根据列车的行车位置变化场景，实时显示线路、线路周围视景以及轨旁设备的状态，根据列车运行速度刷新周围视景的显示；

所述列车驾驶仿真系统具有以下至少一种功能：

常规列车驾驶，信号控制下驾驶，列车追踪驾驶、按计划行车及考核、运营间隔调整控制、列车跳停或扣车控制、配合调度中心或车站的应急处理演练、故障注入。

可选的，所述调度仿真系统用于显示模拟列车移动和轨旁设备的状态变化而产生的模拟数据，响应接收的自动控制请求，响应调度员控制台发出的控制指令；

所述调度仿真系统具有如下至少一种功能：

行车信息显示，列车进路控制，列车运行控制，列车运行追踪，列车运行描述，运行图/时刻表的管理，列车运行调整，列车运行查询，列车自动监控，站台信息显示与查询，发车计时器显示，临时限速，列车运行统计，车辆段服务功能，车辆运行监视，出入库预告，故障报警，历史回放。

可选的，所述VOBC仿真器同时以串口方式与所述人机交互系统进行连接；

所述VOBC仿真器将通过司机操纵情况根据列车运行动力学模型算出列车的速度传输到人机交互系统中并显示；所述VOBC仿真器接收所述三维视景系统的列车位置信息修正当前列车位置。

可选的，所述ATC仿真系统显示所述VOCB仿真器模拟列车移动和轨旁设备仿真器设备的状态变化而产生的模拟数据；

所述ATC仿真系统能够模拟轨旁信号、根据列车运行状态为列车计算移动授权，并将设备状态及列车占压区段信息通过网关发送给工作站；接收所述工作站通过网关发送的控制命令。

可选的，所述ATC仿真系统可以注入以下至少一种故障：

道岔故障，计轴区段故障，屏蔽门故障，信号机故障，应答器故障。

基于上述技术方案，本发明实施例的轨道交通模拟系统整合ATC仿真系统、列车驾驶仿真系统及调度仿真系统，实现列车驾驶培训与调度培训结合，以提高仿真程度，从而增强培训效果。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种轨道交通模拟系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种ATC仿真系统的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种列车驾驶仿真系统的结构示意图；

图4为本发明实施例2提供的一种ATC仿真系统与列车驾驶仿真系统的连接示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种ATC仿真系统与调度仿真系统的连接示意图；

图6为本发明实施例2提供的一种ATC仿真系统与其他设备的连接示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，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。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种轨道交通模拟系统，该系统包括ATC（信号仿真系统）仿真系统11，列车驾驶仿真系统12，调度仿真系统13；

ATC仿真系统11与列车驾驶仿真系统12连接，用于根据第一数学模型复现真实列车的控制和运行规律结合三维视景动态演示，对司机进行驾驶培训；

ATC仿真系统11通过网关计算机与调度仿真系统13连接，根据第二数学模型，复现真实ATS的控制和运行规律，结合司机行为仿真的互动操作，对调度人员进行调度培训。

可选的，如图2所示，ATC仿真系统11包括：ZC（区域控制器）仿真器111；

ZC仿真器111用于，模拟实际区域控制器子系统，实现与仿真数据存储单元/实际之间的上电确认逻辑，对仿真/实际车载控制器进行MA（移动授权）设置，向仿真/实际联锁报告逻辑区段的占用信息、ARB（报告闭塞分区即正常闭塞分区）状态信息、通信车跨压信号机状态信息和信号机强制命令；

ZC仿真器111还用于对实际数据存储单元、实际车载控制器、实际联锁进行功能测试；

ZC仿真器111具备以下至少一种功能：

计算列车安全位置，更新轨道占用状态，列车排序，数据库版本号比较，管理临时限速信息，生成信号机强制命令，CBTC（基于通信的列车控制系统）级别下计算移动授权，列车注销，通信状态监测。

可选的，如图2所示，ATC仿真系统11包括：CI（计算机联锁子系统）仿真器112；

CI仿真器112用于，模拟实际联锁子系统，仿真联锁通过分析轨旁设备的实时状态，逻辑区段的空闲信息，信号机状态和强制命令，ARB状态，停稳信息，设置轨旁设备的状态，对仿真环境中的进路、信号机和道岔的集中控制；

CI仿真器112具备以下至少一种功能：

设备表示功能，轨道空闲处理，道岔控制，安全门控制，进路控制，信号机控制，自动排路功能，封锁轨道区段，禁止排列进路，列车换向，取消运营停车点，锁闭道岔、禁止转换，转换道岔，封锁道岔、禁止排列进路，信号机封锁，信号机的自动进路排列，实现线路设备的仿真，线路段编号、线路段长度信息、线路段公里标信息、线路段限速信息，信号设备仿真，道岔设备仿真，进路监控，输入或输出设备命令，操作模式转换。

可选的，如图2所示，ATC仿真系统11包括：VOBC（车载控制器）仿真器113；

VOBC仿真器113用于模拟实际VOBC子系统，实现列车点式、CBTC级别的行车，模拟真实列车的AM/CM驾驶模式切换，列车进站停车，车门与屏蔽门联动中的至少一种功能；

VOBC仿真器113具备以下至少一种功能：

列车位置测定，超速防护，列车车门监控与控制，列车完整性监督，零速检测，列车折返，退行防护，驾驶模式管理，红灯误触发防护，列车注册，跳停扣车管理，故障注入。

可选的，如图2所示，ATC仿真系统11包括：轨旁设备仿真器114；

轨旁设备仿真器114通过读取数据库中各设备的描述信息，在轨旁界面上按数据库中描述的位置和类型显示轨旁设备，并且在设备表示图案的附近显示设备的编号和名称信息；

轨旁设备仿真器114具备如下至少一种功能：

轨旁设备状态显示，轨旁设备的控制及故障注入，报文转发。

可选的，如图3所示，列车驾驶仿真系统12包括的驾驶台系统121、人机交互系统122、三维视景系统123，驾驶台系统121与三维视景系统123连接；

ATC仿真系统11与驾驶台系统121、人机交互系统122、三维视景系统123连接；

三维视景系统123根据列车的行车位置变化场景，实时显示线路、线路周围视景以及轨旁设备的状态，根据列车运行速度刷新周围视景的显示；

列车驾驶仿真系统12具有以下至少一种功能：

常规列车驾驶，信号控制下驾驶，列车追踪驾驶、按计划行车及考核、运营间隔调整控制、列车跳停或扣车控制、配合调度中心或车站的应急处理演练、故障注入。

可选的，调度仿真系统13用于显示模拟列车移动和轨旁设备的状态变化而产生的模拟数据，响应接收的自动控制请求，响应调度员控制台发出的控制指令；

调度仿真系统13具有如下至少一种功能：

行车信息显示，列车进路控制，列车运行控制，列车运行追踪，列车运行描述，运行图/时刻表的管理，列车运行调整，列车运行查询，列车自动监控，站台信息显示与查询，发车计时器显示，临时限速，列车运行统计，车辆段服务功能，车辆运行监视，出入库预告，故障报警，历史回放。

可选的，VOBC仿真器113同时以串口方式与人机交互系统122进行连接；

VOBC仿真器113将通过司机操纵情况根据列车运行动力学模型算出列车的速度传输到人机交互系统122中并显示；VOBC仿真器113接收三维视景系统123的列车位置信息修正当前列车位置。

可选的，ATC仿真系统11显示VOCB仿真器113模拟列车移动和轨旁设备仿真器设备114的状态变化而产生的模拟数据；

ATC仿真系统11能够模拟轨旁信号、根据列车运行状态为列车计算移动授权，并将设备状态及列车占压区段信息通过网关发送给工作站；接收工作站通过网关发送的控制命令。

可选的，ATC仿真系统11可以注入以下至少一种故障：

道岔故障，计轴区段故障，屏蔽门故障，信号机故障，应答器故障。

本实施例的轨道交通模拟系统，整合列车自动控制ATC仿真系统、列车驾驶仿真系统及调度仿真系统，实现列车驾驶培训与调度培训结合，以提高仿真程度，从而增强培训效果。

实施例2

如图1所示，本实施例提供的提供一种轨道交通模拟系统将ATC仿真系统11、列车驾驶仿真系统12（司机模拟驾驶器）和调度仿真系统13（OCC的ATS培训系统），集成在一起组成完整的培训系统。如果ATC仿真系统配置了真实设备，也可以对维护人员进行培训。

本实施例中，独立培训与联机培训都各自含有一套独立的网络环境，在进行培训的过程中，可按照培训要求在两个网络中进行随时切换。

当进行调度仿真独立教学时可按需进行线路中集中站的配置，可分集中站区域进行分别教学，每个学员可单独针对一个集中站进行常规调度操作培训，可让学员熟悉基本操作流程。

在进行司机驾驶独立培训时，三维模拟驾驶会呈现实际线路场景，模拟列车的数量可按照培训要求进行配置，每位参加培训的司机可在线路中驾驶一辆模拟列车，驾驶台可实现与真实列车相同的驾驶功能，让学员熟悉列车的基本驾驶操作。

在进行联机教学时，司机驾驶与OCC培训会通过ATC仿真系统联机到同一套运营环境中来，三维模拟驾驶的列车占压信息就会反映到调度工作站中，这时调度人员可根据运营策略向司机下达行车命令。同时在教员台可进行多种注入故障的功能来模拟各种突发情况来训练培训人员应急处理能力。

ATC仿真系统11由CI仿真器111、ZC仿真器112及VOBC仿真器113、轨旁设备仿真器114组成，可显示全线的车站信号设备状态，并模拟列车移动和信号设备的状态变化，能够按联锁原则进行进路设置、取消、解锁、道岔及信号机的控制等。

如图4所示，ATC仿真系统11通过VOBC仿真器113与列车驾驶仿真系统12中的驾驶台系统121、人机交互系统122、三维视景系统113连接，根据列车电气模型、线路纵断面情况、司机操纵情况及列车运行动力学等建立数学模型，用计算机进行仿真运算和控制，复现真实列车的控制和运行规律，结合三维视景的动态演示，通过逼真的三维效果对司机进行驾驶培训。

ATC仿真系统11与调度仿真系统13通过网关计算机相连，根据ATP/ATO控车模型、CI控制模型等建立数学模型，用计算机进行仿真运算和控制，复现真实ATS的控制和运行规律，结合司机行为仿真的互动操作，对控制中心和车站综控室的调度人员进行培训。

ZC仿真器111用于模拟实际区域控制器子系统，实现与仿真数据存储单元/实际之间的上电确认逻辑，对仿真/实际车载控制器的MA设置，向仿真/实际联锁报告逻辑区段的占用信息、ARB状态信息、通信车跨压信号机状态信息和信号机强制命令等。ZC仿真器111通过故障注入，实现对实际数据存储单元、实际车载控制器、实际联锁相关功能的测试。

ZC仿真器11具备如下功能：计算列车安全位置；更新轨道占用状态；列车排序；数据库版本号比较；管理临时限速信息；生成信号机强制命令；CBTC级别下计算移动授权；列车注销；通信状态监测。

CI仿真器112用于模拟实际联锁子系统，仿真联锁通过分析轨旁设备的实时状态，逻辑区段的空闲信息，信号机状态和强制命令，ARB状态，停稳信息等，设置轨旁设备的状态，实现对仿真环境中的进路、信号机和道岔等的集中控制。

CI仿真器112具备如下功能：设备表示功能；轨道空闲处理；道岔控制；安全门控制；进路控制；信号机控制；自动排路功能；封锁轨道区段，禁止排列进路；列车换向；取消运营停车点；锁闭道岔，禁止转换；转换道岔；封锁道岔，禁止排列进路；信号机封锁；信号机的自动进路排列；实现线路设备的仿真。线路段编号、长度、公里标及线路限速信息；实现信号设备的仿真。包括设备编号、位置、显示状态及信号名称信息；实现道岔设备的仿真。包括设备编号、位置、状态及道岔名称等信息；实现轨道设备功能；实现道岔设备功能；实现信号机设备功能；实现进路功能；实现多种进路类型；实现进路监控；实现输入或输出设备表示或命令；实现与相邻联锁的接口功能；实现操作模式转换功能；实现设备的控制和监视逻辑。

VOBC仿真器113用于模拟实际VOBC子系统，通过人机操作，可实现列车点式、CBTC级别的行车，可模拟真实列车的AM/CM驾驶模式切换,列车进站停车，车门与屏蔽门的联动功能。

VOBC仿真器要具备如下功能：列车位置测定；超速防护；列车车门监控与控制；列车完整性监督；零速检测；列车折返；退行防护；驾驶模式管理；红灯误触发防护；列车注册；跳停扣车管理；故障注入。

轨旁设备仿真器114系统通过读取数据库中各设备的描述信息，在轨旁界面上按数据库中描述的位置和类型显示所有的轨旁设备，并且在设备表示图案的附近显示设备的编号和名称等信息。

轨旁设备仿真器114具备如下功能：轨旁设备状态显示；轨旁设备的控制及故障注入；报文转发。

如图4所示，ATC仿真系统11中的VOBC仿真器113通过驱动插箱与列车驾驶仿真系统12中的驾驶台系统121相连接。采集驱动插箱采用了小型继电器，以继电器的吸起落下作为设备状态进行表示，当一方设备状态发生变化时会驱动相应的继电器吸起或落下。这时另一方会周期性的进行继电器的状态采集来改变设备状态。传输的设备状态如驾驶模式转换开关、自动折返（AR）按钮及表示灯、确认按钮、ATO列车启动按钮及按钮灯、车门开启/关闭按钮、门控模式开关、车载ATP设备切除开关。牵引制动手柄状态。

ATC仿真系统11中的VOBC仿真器113同时以串口方式与人机交互系统122进行连接。VOBC仿真器113将通过司机操纵情况根据列车运行动力学模型算出列车的速度传输到人机交互系统121中并显示。

同时VOBC仿真器113会接收列车驾驶仿真系统中三维视景系统123的列车位置信息来改变当前列车位置。

如图5所示，ATC仿真系统11通过网关与调度仿真系统13相连接，显示的数据是VOCB仿真器113模拟列车移动和轨旁设备仿真器设备的状态变化而产生的模拟数据。ATC仿真系统11可模拟轨旁信号如道岔、区段、信号机的状态、并根据列车运行状态为列车计算移动授权，并将设备状态及列车占压区段信息通过网关发送给培训工作站显示。同时培训工作站通过网关将一些控制命令如进路办理/取消、扣车、跳停、临时限速、道岔单操下发给ATC仿真系统。

如图6所示，ATC仿真系统11中的CI仿真器112、ZC仿真器111、VOBC仿真器113可与真实设备互换，系统采用独立对外接口方式与真实设备系统进行连接。当接口需要发生变化时，系统的自身的软件逻辑及接口不用进行更改，只需在接口转换软件中进行接口适配，这样保证了自身培训产品的稳定性。

ATC仿真系统11可进行的故障注入功能如下：

道岔故障，计轴区段故障，屏蔽门故障，信号机故障，应答器故障。

列车驾驶仿真系统12可分别进行联机模式或单机模式下的模拟驾驶操作。可操作与现场功能相同的驾驶台进行行车训练，驾驶台系统121与三维视景系统123相连接，视景根据列车的行车位置不断变化场景，有真实行车的感觉。三维视景系统123为整个仿真系统提供生动的视觉场景，界面层实时显示线路、线路周围视景以及轨旁设备的状态，根据列车运行速度刷新周围视景的显示。通过对仿真器进行故障注入，可以验证整体解决方案中极端情况下的处理，这部分故障模拟在现场是无法进行的。

列车驾驶仿真系统实现功能如下：

常规列车驾驶：司机激活、牵引、制动、车门控制、车灯控制、鸣笛、紧急停车、雨雪天气驾驶、日夜间驾驶、视角切换、视景画中画等实训操作，同时可对学员操作行为进行记录和评价；

信号控制下驾驶：超速防护驾驶、ATO自动驾驶、对标停车、驾驶模式切换、车门屏蔽门联动控制、自动折返、列车自检、司机号输入等实训操作，同时可对学员操作行为进行记录和评价；

列车追踪驾驶、按计划行车及考核、运营间隔调整控制、列车跳停或扣车控制、配合调度中心或车站的应急处理演练、故障注入等功能。

调度仿真系统13可以让调度员、操作人员对信号系统设备进行操作；培训调度人员掌握发现和处理故障的能力；可实现各子系统及其子系统间的互动教学。主要是系统和实物结合，通过与正线上的设备具有相关规格和性能的硬件设备和相应软件来实现对实际线路信号操作人员和维护人员的培训。

调度仿真系统13调用ATC仿真系统，显示的数据是模拟列车移动和轨旁设备的状态变化而产生的模拟数据。控制的操作只影响模拟操作，对运营的线路没有任何影响。ATC仿真系统11可模拟轨旁信号设备，响应控制指令和模拟线路上运营的列车。所有过程和真实的列车在系统中运行没有区别.设备也可以模拟设备故障以实现降级模式运营。

ATC仿真系统11可以响应由ATS子系统发出的自动控制请求，也可以响应调度员控制台的手动控制指令。运行中的列车和信号设备状态可以在工作站显示。该功能应该是交互式的，培训教师在ATC仿真系统操作界面上制造问题和模拟列车行为的同时，考察被培训人员对问题的处理能力。

系统能模拟产生信号设备的故障等，从而实现教师和学生之间的交互式培训。例如，培训教师人工在运营状况发生异常的情况下，通过增加删除列车和调整列车车次等操作，调整运营恢复正常。所有过程和真实的列车在系统中运行没有区别，被培训人员可以像在实际的线路上操作一样。

调度仿真系统13实现功能如下：

行车信息显示，列车进路控制，列车运行控制，列车运行追踪，列车运行描述，运行图/时刻表的管理，列车运行调整，列车运行查询，列车自动监控，站台信息显示与查询，发车计时器显示，临时限速，列车运行统计，车辆段服务功能，车辆运行监视，出入库预告，故障报警，历史回放。

本实施例的轨道交通模拟系统能够实现以下功能：对车载设备的各种显示、灯位、信号设备操作等内容进行培训；对车载设备故障情况进行场景模拟，培训司机在异常情况下的应变及处置能力；对地面信号设备故障或其他线路原因导致等行车异常场景下，司机的处理及操作进行培训；对各站综控员进行培训，如在极端情况下，各集中站配合进行行车组织等场景进行模拟；对控制中心设备的操作及使用技能进行培训，对设备发生故障或异常时的场景，进行模拟演练；对运营过程中可能遇到的各种场景进行演练，模拟场景对调度进行培训；允许司机、值班员、调度员、维护人员在同一培训环境下进行联动培训。

本实施例的轨道交通模拟系统，列车驾驶仿真系统和调度仿真系统相结合，使培训环境更加接近真实运营环境，本系统功能及数据可与现场一致，保证了培训的真实性，同时采用故障注入手段，可提高所培训人员的现场信号故障的处理能力。可以进行故障应急场景的演练。特别是全系统的故障应急演练。本系统可单独对驾驶员、调度员、维修人员进行培训，也可以多工种协同培训。

显然，本领域的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，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种轨道交通模拟系统，其特征在于，所述系统包括信号仿真系统ATC仿真系统，列车驾驶仿真系统，调度仿真系统；

所述ATC仿真系统与所述列车驾驶仿真系统连接，用于根据第一数学模型复现真实列车的控制和运行规律，结合三维视景动态演示对司机进行驾驶培训；

所述ATC仿真系统通过网关计算机与所述调度仿真系统连接，根据第二数学模型，复现真实ATS的控制和运行规律，结合司机行为仿真的互动操作，对调度人员进行调度培训。

2.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述ATC仿真系统包括：区域控制器ZC仿真器；

所述ZC仿真器用于，模拟实际区域控制器子系统，实现与仿真数据存储单元/实际之间的上电确认逻辑，对仿真/实际车载控制器进行移动授权MA设置，向仿真/实际联锁报告逻辑区段的占用信息、报告闭塞分区即正常闭塞分区ARB状态信息、通信车跨压信号机状态信息和信号机强制命令；

所述ZC仿真器还用于对实际数据存储单元、实际车载控制器、实际联锁进行功能测试；

所述ZC仿真器具备以下至少一种功能：

计算列车安全位置，更新轨道占用状态，列车排序，数据库版本号比较，管理临时限速信息，生成信号机强制命令，基于通信的列车控制系统CBTC级别下计算移动授权，列车注销，通信状态监测。

3.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述ATC仿真系统包括：计算机联锁子系统CI仿真器；

所述CI仿真器用于，模拟实际联锁子系统，仿真联锁通过分析轨旁设备的实时状态，逻辑区段的空闲信息，信号机状态和强制命令，ARB状态，停稳信息，设置轨旁设备的状态，对仿真环境中的进路、信号机和道岔的集中控制；

所述CI仿真器具备以下至少一种功能：

设备表示功能，轨道空闲处理，道岔控制，安全门控制，进路控制，信号机控制，自动排路功能，封锁轨道区段，禁止排列进路，列车换向，取消运营停车点，锁闭道岔、禁止转换，转换道岔，封锁道岔、禁止排列进路，信号机封锁，信号机的自动进路排列，实现线路设备的仿真，线路段编号、线路段长度信息、线路段公里标信息、线路段限速信息，信号设备仿真，道岔设备仿真，进路监控，输入或输出设备命令，操作模式转换。

4.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述ATC仿真系统包括：车载控制器VOBC仿真器；

所述VOBC仿真器用于模拟实际VOBC子系统，实现列车点式、CBTC级别的行车，模拟真实列车的AM/CM驾驶模式切换，列车进站停车，车门与屏蔽门联动中的至少一种功能；

所述VOBC仿真器具备以下至少一种功能：

列车位置测定，超速防护，列车车门监控与控制，列车完整性监督，零速检测，列车折返，退行防护，驾驶模式管理，红灯误触发防护，列车注册，跳停扣车管理，故障注入。

5.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述ATC仿真系统包括：轨旁设备仿真器；

所述轨旁设备仿真器通过读取数据库中各设备的描述信息，在轨旁界面上按数据库中描述的位置和类型显示轨旁设备，并且在设备表示图案的附近显示设备的编号和名称信息；

所述轨旁设备仿真器具备如下至少一种功能：

轨旁设备状态显示，轨旁设备的控制及故障注入，报文转发。

6.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述列车驾驶仿真系统包括的驾驶台系统、人机交互系统、三维视景系统，所述驾驶台系统与三维视景系统连接；

所述ATC仿真系统与所述驾驶台系统、所述人机交互系统、所述三维视景系统连接；

所述三维视景系统根据列车的行车位置变化场景，实时显示线路、线路周围视景以及轨旁设备的状态，根据列车运行速度刷新周围视景的显示；

所述列车驾驶仿真系统具有以下至少一种功能：

常规列车驾驶，信号控制下驾驶，列车追踪驾驶、按计划行车及考核、运营间隔调整控制、列车跳停或扣车控制、配合调度中心或车站的应急处理演练、故障注入。

7.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述调度仿真系统用于显示模拟列车移动和轨旁设备的状态变化而产生的模拟数据，响应接收的自动控制请求，响应调度员控制台发出的控制指令；

所述调度仿真系统具有如下至少一种功能：

行车信息显示，列车进路控制，列车运行控制，列车运行追踪，列车运行描述，运行图/时刻表的管理，列车运行调整，列车运行查询，列车自动监控，站台信息显示与查询，发车计时器显示，临时限速，列车运行统计，车辆段服务功能，车辆运行监视，出入库预告，故障报警，历史回放。

8.根据权利要求6所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述VOBC仿真器同时以串口方式与所述人机交互系统进行连接；

所述VOBC仿真器将通过司机操纵情况根据列车运行动力学模型算出列车的速度传输到人机交互系统中并显示；所述VOBC仿真器接收所述三维视景系统的列车位置信息修正当前列车位置。

9.根据权利要求8所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述ATC仿真系统显示所述VOCB仿真器模拟列车移动和轨旁设备仿真器设备的状态变化而产生的模拟数据；

所述ATC仿真系统能够模拟轨旁信号、根据列车运行状态为列车计算移动授权，并将设备状态及列车占压区段信息通过网关发送给工作站；接收所述工作站通过网关发送的控制命令。

10.根据权利要求1所述的轨道交通模拟系统，其特征在于，所述ATC仿真系统可以注入以下至少一种故障：

道岔故障，计轴区段故障，屏蔽门故障，信号机故障，应答器故障。

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