CN105243917B

CN105243917B - 对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的装置及方法

Info

Publication number: CN105243917B
Application number: CN201510712999.7A
Authority: CN
Inventors: 叶龙; 郭名
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2019-10-29
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: CN105243917A

Abstract

本发明涉及一种对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的装置及方法。所述装置包括：轨道模型，所述轨道模型沿深度方向延伸；在所述轨道模型的相同深度处、分别位于所述轨道模型的左侧和右侧的两个基准模型；运动模型，所述运动模型位于所述两个基准模型之间且沿着所述深度方向运动；操作构件，所述操作构件响应所述驾驶人员的操作而记录所述运动模型的瞬时位置P_x，其中x＝1，2，…n；以及测量构件，所述测量构件测量所述瞬时位置P_x与所述两个基准模型之间的连线的垂直距离d_x，其中x＝1，2，…n。

Description

对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的装置及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆领域。更具体地，本发明涉及一种用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的装置及相应的复检方法。

背景技术

随着我国轨道交通行业的发展，对轨道交通列车的需求日益增长，对轨道交通列车的驾驶人员的需求也相应地越来越大。通常，轨道交通列车包括铁路机车、动车组、大型养路机械、轨道车、接触网作业车、地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车或磁悬浮列车等。但是，与对普通机动车辆的驾驶人员进行年检或其他复检复查不同的是，出于场地、设备、时间、安全性及成本、费用等方面的考虑，不可能让轨道交通列车的驾驶人员直接驾驶真正的轨道交通列车进行实地的驾驶适应性检查。因此，设计专门针对轨道交通列车的驾驶人员的复检装置和方法或仿真装置对其驾驶适应性进行包括年检、季检、月检在内的周期性或按需的不定期复检检测尤为重要。

实践表明，轨道交通列车的驾驶人员应具有的一项基本能力是准确感知目标物与所驾驶列车之间的距离，即对偏离距离感觉也就是对深度知觉的能力。例如，在列车进站或靠站停车时就需要驾驶人员通过自身对深度的知觉或感觉来使列车停靠在指定位置或区域，实际运营中几乎所有的列车都被要求在停车时车头最前端要与站台上设立的指示牌或指示线保持对齐或误差极小地停入指定区域，以便于乘客上下车或货物装卸。对于轨道交通列车的驾驶人员而言，驾驶列车这种比汽车等普通机动车体量大很多的交通工具而能够实现精准驻车是一项十分重要的基本能力。即轨道交通列车的驾驶人员需要具有很高的对深度感知或感应的能力。而随着驾驶人员年龄的增长，其相应的能力可能会受生理或心理的变化而发生变化。

而现有技术中需要但目前还没有能够对驾驶人员所需的上述能力进行复检的装置和方法，即对驾驶适应性所需要的一系列能力和素质中的深度知觉进行复检的装置和方法。而且该装置还应当操作简便又能逼真、客观、准确、有效地反应轨道交通列车的驾驶人员的实际能力或水平。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的装置，包括：轨道模型，所述轨道模型沿深度方向延伸；在所述轨道模型的相同深度处、分别位于所述轨道模型的左侧和右侧的两个基准模型；运动模型，所述运动模型位于所述两个基准模型之间且沿着所述深度方向运动；操作构件，所述操作构件响应所述驾驶人员的操作而记录所述运动模型的瞬时位置P_x，其中x＝1，2，…n；以及测量构件，所述测量构件测量所述瞬时位置P_x与所述两个基准模型之间的连线的垂直距离d_x，其中x＝1，2，…n。

本发明进一步提供一种对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的方法，其特征在于，包括：运动模型沿轨道模型的深度方向前后移动；操作构件响应所述驾驶人员的操作而产生输入信号I_x，其中x＝1，2，…n；以及测量构件测量产生所述输入信号时所述运动模型与两个基准模型之间的连线的垂直距离d_x，其中，x＝1，2，…n。

本发明的复检装置和方法能够有效地检查轨道交通列车的驾驶人员的深度知觉能力，即在驾驶列车的过程中对运行列车与出现的目标信号或所要达到的目标位置之间距离的感觉、判断的能力。另外，本新型的复检装置操作简便、成本低廉且不需占用大量空间，能够一次完成对多名驾驶人员的复检。

附图说明

附图1示出了本发明的用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的装置的第一示意图。

附图2示出了本发明的用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的装置的第二示意图。

附图3示出了本发明的用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的方法的示意流程图。

具体实施方式

如下，参考附图1和2示出了本发明的对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的装置的示意图。该装置主要包括：轨道模型101，两个基准模型102a、102b，运动模型103、操作构件104和测量构件105。

轨道模型101包括两根以间隔开的方式相互平行布置的铁轨101a和101b。从驾驶人员的角度来看，轨道模型101(即铁轨101a和101b)沿深度方向z延伸以更加真实地模拟驾驶状态。两个基准模型102a和102b位于所述轨道模型的相同深度处、且分别位于所述轨道模型101的左侧和右侧。在优选情况下，两个基准模型102a和102b相对于轨道模型101对称地布置在所述轨道模型101的左侧和右侧。更优选地，基准模型102a和102b被构造为杆状构件。

运动模型103位于所述两个基准模型102a和102b之间且沿着所述深度方向z运动。具体地，运动模型103沿着所述深度方向z进行往返运动。优选地，运动模型103设置在所述轨道模型101的中部区域做往返运动。在一个具体实施例中，运动模型103的运动范围为所述轨道模型101总深度的三分之一。例如，轨道模型101在深度方向上延伸3米。则运动模型在深度方向的1.5米至2.5米的范围内做往返运动。本领域技术人员可以理解，运动模型103可以任意速度做匀速或变速运动。更优选地，运动模型103被构造为杆状构件。

操作构件104响应所述驾驶人员的操作而记录所述运动模型103在驾驶人员操作操作构件104时所处的位置P_x，其中x＝1，2，…n。即，驾驶人员操作操作构件104时运动模型103所处的瞬时位置数据。具体地，操作构件104可以为任何用于实现输入功能的器件，也可为专门的输入器件或外接设备。例如，可以是专门的或类似于列车上实际驾驶实际操纵所用的操纵杆或按钮，也可以是专门的或类似电脑所用外接键盘或鼠标。因是复检装置，其必然在实践中被经常甚至长时间反复使用，对不同的驾驶人员进行多人次的检查。因此为了提高其使用寿命，在优选的实施例中，所述操作构件为耐磨耐腐蚀耐老化的金属、橡胶、塑料或树脂等材料制成，即操纵杆、按钮、键盘或鼠标采用耐磨损不易老化的不锈钢、铝合金等金属材料或不易被磨损防腐蚀抗老化的高品质的橡胶、塑料或树脂等非金属材料制成。在优选实施例中，还可以是前述金属材料和非金属材料的组合制成，例如，操纵杆可由不锈钢杆体和塑料杆头套组成。在优选实施例中，操作构件102为键盘或鼠标。测量构件105经配置以测量所述位置P_x与所述两个基准模型102a和102b之间的连线的垂直距离d_x，其中x＝1，2，…n。

更进一步地，本发明的装置还包括计算构件(未示出)以计算平均偏离距离D_avg：

D_avg＝(d₁+d₂+…d_n)/n。

数值D_avg反应了驾驶人员对深度的感知能力(即，深度知觉)。D_avg越小，则说明驾驶人员的深度感知能力越高，越有利于对轨道交通列车的控制。

驾驶人员每操作一次操作构件104，即表明其进行了一次检查或检测。优选地，n为20至40之间的任一整数，例如30。

在优选实施例中，本发明的装置进一步包括显示构件106用于显示所述轨道模型101、所述两个基准模型102a和102b、所述运动模型103以及所述运动模型103在所述两个基准模型102a和102b之间的运动。显示构件106可以为任何具有显示功能的器件，可以是类似于列车驾驶室的能透视以看外部的专用屏幕或透明窗，或调度室用的显示屏；也可以是通用的显示屏或投影幕。在优选实施例中，显示构件106为电脑的显示屏。

本发明进一步包括一种用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的方法。如图3所示，该方法包括：在步骤301处，运动模型沿轨道模型的深度方向前后移动；在步骤302处，操作构件响应所述驾驶人员的操作而记录所述运动模型的瞬时位置P_x，其中x＝1，2，…n；以及在步骤303处，测量构件测量所述瞬时位置P_x与两个基准模型之间的连线的垂直距离d_x。

优选地，所述两个基准模型在所述轨道模型的相同深度处且分别位于所述轨道模型的左侧和右侧。运动模型在所述轨道模型的中部沿轨道模型的深度方向做往返运动。运动模型的运动范围为所述轨道模型总深度的三分之一。例如，轨道模型在深度方向上延伸3米。则运动模型在深度方向的1米至2米的范围内做往返运动。本领域技术人员可以理解，运动模型可以任意速度做匀速或变速运动。

本发明的方法进一步包括计算构件依据下列公式计算平均偏离距离D_avg：

D_avg＝(d₁+d₂+…d_n)/n。

本领域技术人员可以理解，本发明适于对各种轨道交通列车的驾驶人员进行复检，轨道交通列车包括但不限于铁路机车、动车组、高速铁路列车、普速客货运列车的机车即普速客货运列车的牵引车、养路维护作业车辆牵引车、大型养路机械、特种作业车牵引车、轨道车、接触网作业车、地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车、磁悬浮列车等所有带有驾驶设备的列车。

本发明的申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的一种实施例，仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以变化的，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的精神所作的任何改进或修饰以及等同变换和改进均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的装置，其特征在于，包括：

轨道模型，所述轨道模型沿深度方向延伸；

在所述轨道模型的相同深度处、分别位于所述轨道模型的左侧和右侧的两个基准模型；

运动模型，所述运动模型位于所述两个基准模型之间且沿着所述深度方向运动；所述运动模型的运动范围为所述轨道模型的总深度的三分之一；

操作构件，所述操作构件响应所述驾驶人员的操作而记录所述运动模型的瞬时位置P_x，其中x＝1，2，…n；以及

测量构件，所述测量构件测量所述瞬时位置P_x与所述两个基准模型之间的连线的垂直距离d_x，其中x＝1，2，…n；

计算构件，所述计算构件依据下列公式计算平均偏离距离D_avg：D_avg＝(d₁+d₂+…d_n)/n；

所述轨道交通列车包括：高速铁路列车、动车组、普速客货运列车的机车、养路维护作业车的牵引车、特种作业车的牵引车、地铁、轻轨、磁悬浮列车或有轨电车。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基准模型或所述运动模型为杆状构件。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述运动模型匀速运动。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，包括显示构件,所述显示构件显示所述轨道模型、所述基准模型、所述运动模型及所述运动模型在所述两个基准模型之间的运动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述显示构件为电脑的显示屏。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述操作构件为电脑的鼠标或键盘。

7.一种利用权利要求1所述的装置对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的方法，其特征在于，包括：

运动模型沿轨道模型的深度方向前后移动；

操作构件响应所述驾驶人员的操作而产生输入信号l_x，其中ⅹ＝1，2，…n；以及

测量构件测量产生所述输入信号时所述运动模型与两个基准模型之间的连线的垂直距离d_x，其中，x＝1，2，…n，计算构件依据下列公式计算平均偏离距离D_avg：D_avg＝(d₁+d₂+…d_n)/n；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述两个基准模型在所述轨道模型的相同深度处且分别位于所述轨道模型的左侧和右侧。