CN106530934A - 一种基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统,采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，构建轨道交通车辆检修实训模块和底层资源库；所述轨道交通车辆检修实训模块和底层资源库采取并行的系统架构；所述轨道交通车辆检修实训模块包括若干检修子模块，所述检修子模块设有各自的检修点，所述若干检修子模块分别设有全三维虚拟场景，在全三维虚拟场景内实现漫游，浏览。本发明解决了实体实验、实训条件不足的问题，利用虚拟场景漫游技术满足学生实验、实训的需求；配合教学资源库建设，提供仿真、可视、交互的学习资料，为教师讲解新知识、展示新技术，学生课下自主学习新知识等提供参考资料。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通职业教育领域，特别是涉及到一种基于虚拟场景漫游技术的轨道交通车辆检修仿真实训系统。
背景技术
轨道交通在现代交通中作用越来越重要，逐渐成为了核心部分，一切轨道交通的建设及维护都是为轨道交通车辆安全而平稳运行这个最重要目的而服务的。车辆的检修正是其中重要的环节，合理的技术原理及性能指标对其至关重要。
目前轨道交通车辆都是机电一体化的产品，其维修成本较高，约占整个维修成本的40％，建立经济合理、切实可行的车辆检修培训系统，对确保车辆安全运行，降低运营成本和延长车辆寿命有十分重要的意义。
现有的车辆各级检修的培训系统都存在如下问题：
1没有真车，无法实现现场实训；
2有真车，但不能全部拆解，就算能拆解，其拆解和安装过复杂，工程量大；
3车体拆开后里面的气路管线电路等结构复杂，不能一一讲解清楚。
发明内容
本发明要解决的问题是设计一种基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统，利用计算机虚拟漫游仿真技术，实现对车辆检修的认知、教学、实训和考核等功能。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统,采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，构建轨道交通车辆检修实训模块和底层资源库；
所述轨道交通车辆检修实训模块和底层资源库采取并行的系统架构，既可按照既定的形式划分和组织各检修实训模块，同时底层资源库开放，由教师自由调用；
所述轨道交通车辆检修实训模块包括若干检修子模块，根据车型选配检修单元进行实训，所述检修子模块设有各自的检修点，所述检修点按照车辆真实的检修点设置；
所述若干检修子模块分别设有全三维虚拟场景，在全三维虚拟场景内实现漫游，浏览。
进一步的，所述轨道交通车辆检修实训模块针对高铁动车组包括车两侧、车内、车底、车顶四个检修子模块，针对城轨包括两侧、车内、车底三个检修子模块。
进一步的，所述每个检修点都设有标准的故障类型，并且每个检修点都能体现故障。
进一步的，所述轨道交通车辆一级检修实训模块所设置检修过程在虚拟厂房内实现，模拟游戏的模式，用VR控制手柄控制检修和浏览过程。
进一步的，所述轨道交通车辆一级检修实训模块包括检修点设置单元，用于设置某个检修点的非正常状态，主要包括裂纹、凹陷、变形、破损，并提示学员进行逐步检查。
进一步的，所述轨道交通车辆一级检修实训模块的各子模块都设有教学单元、考核单元、实训单元。
进一步的，所述底层资源库包括基本的车辆模型、动画、脚本。
进一步的，所述实训系统由学员通过VR设备完成实训，所述VR设备主要包括头戴式眼镜，两个控制手柄，两个激光定位器，串流盒，USB数据线，耳机。
本发明提出的一种基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统，与现有技术相比，有益效果为：
本发明解决了实体实验、实训条件不足的问题，利用虚拟场景漫游技术满足学生实验、实训的需求；配合教学资源库建设，提供仿真、可视、交互的学习资料，为教师讲解新知识、展示新技术，学生课下自主学习新知识等提供参考资料。本发明利用计算机三维仿真技术，以实际车辆为载体，虚拟构建包括车辆整体外观及各主要系统部件的三维结构、工作原理、虚拟拆装、检修维护等，通过虚拟场景漫游的方式，满足对车辆整车及各主要系统结构的认知、教学、实训和考核等功能，提供教师教学、职工自学等辅助功能，实现了“检修流程、故障处理、实训考核”的三个标准化。
附图说明
图1是本发明实施例的功能模块架构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例一：
如图1所示，城轨的基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统包括：车两侧、车内、车底三个部分的检修。所有检查内容与实际车辆完全一致，能够看到完整的车底管线结构、车侧转向架结构及车内的各种结构。典型故障及检修点如下：
本系统体现列车的所有构造、线路等，需要：整车(含线路)、车身、车门系统、空调系统、车钩及贯通道、牵引系统、制动系统、列车控制与诊断系统、列车网络系统、转向架、电气及车内设施、乘客信息系统等；系统以三维虚拟仿真方式展示，能够使用鼠标缩放、360度旋转各个部件三维模型；所有部件与真实车辆颜色、材质、比例关系完全相同；所有检修流程与地铁实际流程完全一致；故障模拟类型包括地铁目前所出现所有故障类型。
系统提供各项检查的任务工单；能够完成机械设备日检，电气设备日检。日检规程规程等实训；教师可以设置某个部件的非正常状态，如裂纹、凹陷、变形、破损等，提示学生进行逐步检查；所有日检流程和检修点均按照地铁车辆真实的检修点设置，共有检修点2300多个；能够模拟多种故障单一故障不少于600种，每个故障部位故障不少于3种，复合故障不少于2000种。
实施例二：
如图1所示，高铁动车组以虚拟漫游的形式在实现全列八节车高铁的虚拟漫游，所有车间、高铁的结构均与实际现场完全一致。同时能够按照作业指导书实现高铁的一级修的虚拟检修。每个检修点都有标准的故障类型，并且每个检修点都能体现故障。高铁检修共分四个部分，车顶、车底、两侧、车内。高铁一级修的每个部分检修作业时间不少于2个小时，整体检修点不少于300个。整个过程在全三维场景内实现，能够实现车顶、车底、车内、两侧的漫游，浏览。所有部件和车辆细节与真实车辆完全一致，没有任何差异,完全相同。同时，检修过程在虚拟厂房内实现。能够模拟游戏的模式，用游戏手柄控制检修和浏览过程，增加学生学习的兴趣。
本系统能够模拟不少于2000个检修点，故障类型涵盖一级修作业指导。
一级修产品清单:
(1)整个系统包括380B车型，每种车型包括全部8节车。系统在一级修部分，体现整列车八节车体的一级修过程。
(2)整体模式分为：三个部分教学、考核、实训。
(3)一级修配有自动的演示过程，演示一级修的操作过程。动画的演示过程可人为控制，也可自动演示过程。
(4)体现工作流程，包括前期断电作业和登顶作业等内容。
(5)一级修作业内容和流程完全按照一级修作业指导书来实现检修项目，检修项目分为车顶设施检查、车内设施检查、车下设备检查、两侧检查四个方面一级修检查。
(6)一级修过程采用虚拟漫游的形式，学员可以在类似游戏的虚拟场景中漫游，听到现场的各种声音，模拟现场的工作环境。
(7)一级修检修过程所用工具均于实际现场所用工具完全相同。
(8)教员服务器具备演练和考核两种模式，考核模式下，可以设置一级修各种故障状态，每个一级修内容均分为故障和正常两种状态，系统根据学员一次作业情况，后台自动评分。并将本次实作演练错误项点，纳入系统数据库，统计和分析学员技术“短板”在哪里，工作弱项在哪里，供站段职教部门和学员了解学员应加强哪方面知识点的培训和补强。同时每名学员的每次练习考试分数逐次累加，作为每名学员培训需求分析的主要依据。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于虚拟场景漫游的轨道交通车辆检修仿真实训系统,其特征在于，采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，构建轨道交通车辆检修实训模块和底层资源库；
所述轨道交通车辆检修实训模块和底层资源库采取并行的系统架构，既可按照既定的形式划分和组织各检修实训模块，同时底层资源库开放，由教师自由调用；
所述轨道交通车辆检修实训模块包括若干检修子模块，根据车型选配检修单元进行实训，所述检修子模块设有各自的检修点，所述检修点按照车辆真实的检修点设置；
所述若干检修子模块分别设有全三维虚拟场景，在全三维虚拟场景内实现漫游，浏览。
2.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述轨道交通车辆检修实训模块针对高铁动车组包括车两侧、车内、车底、车顶四个检修子模块，针对城轨包括两侧、车内、车底三个检修子模块。
3.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述每个检修点都设有标准的故障类型，并且每个检修点都能体现故障。
4.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述轨道交通车辆一级检修实训模块所设置检修过程在虚拟厂房内实现，模拟游戏的模式，用VR控制手柄控制检修和浏览过程。
5.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述轨道交通车辆一级检修实训模块包括检修点设置单元，用于设置某个检修点的非正常状态，主要包括裂纹、凹陷、变形、破损，并提示学员进行逐步检查。
6.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述轨道交通车辆一级检修实训模块的各子模块都设有教学单元、考核单元、实训单元。
7.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述底层资源库包括基本的车辆模型、动画、脚本。
8.根据权利要求1所述的仿真实训系统，其特征在于，所述实训系统由学员通过VR设备完成实训，所述VR设备主要包括头戴式眼镜，两个控制手柄，两个激光定位器，串流盒，USB数据线，耳机。
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