CN108389464A - 一种硬件在环动车组故障模拟系统、控制方法、培训方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬件在环动车组故障模拟系统以及依据所述系统的控制方法、培训方法，该系统包括互相配合的模拟单元、管理单元、通讯单元和故障数据库；所述模拟单元包括软件模型和实物设备；其中实物设备能够辅助故障研究、故障重现、人员培训等操作，能够较大程度的还原故障实况，为上述各过程提供更加精确、真实的操作环境。本发明还公开了一种硬件在环动车组故障模拟系统的控制方法以及硬件在环动车组故障模拟系统的培训方法。

Description

一种硬件在环动车组故障模拟系统、控制方法、培训方法

技术领域

本发明属于信号仿真模拟技术领域，具体地说，涉及一种硬件在环动车组故障模拟系统。

背景技术

高速动车组是一个复杂的机械、电气、控制、流体、通讯一体化系统，动车组在运营过程中出现的故障具有复杂、多变等特点，目前的列车技术服务体系大多数故障需凭现场的检修人员根据故障现象和经验进行解决，部分问题由于故障提示信息少及现场检修人员经验受限，使问题得不到即时有效的解决，导致问题的扩大化。进一步，动车组长时间运营后积累的故障数据仍以word文档保存，属于非结构化文档，无法进行有效的经验积累及数据分析。并且，高速动车组对运行安全、运行状态再现有严格的要求，对高速动车组运行情况的实时数据对故障分析具有重要意义，但现有技术中鲜有针对该类数据合理利用的方法，一方面缺乏合理的数据统计手段，另一方面在数据处理上缺乏恰当的手段。使得，即使获得了该类数据也无法高效的利用起来，久而久之，数据遗失、数据不可重现的现象时有发生。特别是，现有技术中也鲜有将故障分析、故障处理与人员培训结合起来的有效的方法，也未见能够合理协调故障数据记录、故障研究分析、人员培训三者之间关系的、切实可行的系统，使得我国铁路事业人员培训方面长期处于被动的局面。且，将硬件在环技术应用到故障分析及人员培训中也鲜有切实可行的协调系统。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种硬件在环动车组故障模拟系统、控制方法、培训方法，包括互相配合的模拟单元、管理单元、通讯单元和故障数据库；所述模拟单元包括软件模型和实物设备；其中实物设备能够辅助故障研究、故障重现、人员培训等操作，能够较大程度的还原故障实况，为上述各过程提供更加精确、真实的操作环境。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种硬件在环动车组故障模拟系统，所述系统包括：

管理单元，用于协调系统内部、系统与人员之间的配合关系；

通讯单元，用于协调系统内部、系统与人员之间的通讯；

模拟单元，用于模拟动车组的软件、硬件构架；所述模拟单元包括互相配合的软件模型和实物设备；所述软件模型包括动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；动车子系统控制环境模型用于模拟动车的控制环境，人员通过所述实务设备实现与动车子系统控制环境模型的交互；所述动车电气控制逻辑模型用于模拟动车的电气逻辑关系，与动车子系统控制环境模型之间通过数据交互实现模型的电气控制；

故障数据库，用于储存故障数据，所述故障数据库在所述管理单元的控制下能够将故障数据注入模拟单元中，从而在系统中再现故障场景。

优选地，所述故障信息包括故障的名称、现象、处理方法等信息。

通过上述设计，硬件在环动车组故障模拟系统可利用动车组整车软件模型和部分真实硬件设备(实物设备)进行相关的故障模拟和研究，模拟及研究过的故障可生成相应格式的故障数据、故障分析数据、故障解决数据的数据库文件存入故障数据库，进行故障数据累计，便于后期故障数据分析及专家经验积累；基于电气逻辑模型的二次开发，提供简单友好的电气逻辑查找能力，对反向推导故障原因提供便捷手段；提高故障研究效率。可选地，本发明中的硬件在环动车组故障模拟系统还包括数据采集单元，数据采集单元可与系统分离单独使用，并完成数据采集作业。实际使用时，用户可将数据采集单元装入实际使用的列车中，而无需对列车进行拆解、停机等操作；数据采集单元获取列车中储存的运行信息，人员可控制数据采集单元对数据有选择地进行采集；所采集的数据的原始格式可为多种，如WORD等，数据采集单元具有转码功能，可将非结构化文档转化为结构化文档，和/或将多种格式的数据格式转化为硬件在环动车组故障模拟系统所需的格式类型，和/或能够自动将数据内容进行编码、分类、储存；完成上述操作后，数据采集单元发出提示信息，提示用户数据哪些部分缺失，需要继续提取，直至数据完全采集完成，数据采集单元发出提示信息，提示用户完成。用户将数据采集单元与硬件在环动车组故障模拟系统连接，系统提取数据采集单元中的数据储存到故障数据库中，备研究、培训使用。通过上述设计，能够更加灵活的实现数据的采集，多数情况下，列车在实际使用时才会出现故障，此时，列车距实验平台距离较远，或列车仍然处于运行之中，采用数据采集单元则可完全解决上述问题，使得数据采集范围得到较大程度的拓展，使得所有列车出现的所有故障的信息数据均可采集使用。进一步可选地，所述硬件在环动车组故障模拟系统还包括加密单元，加密单元通过管理单元对故障数据库进行加密，使得故障数据库中的数据均为加密文本，在用户提取数据操作(可为研究时的提取或培训时的提取)时需要特定秘钥进行解密认证才能完成操作。由于列车为高科技运输设备，其技术内容往往涉及企业秘密，使得其运行状态、运行故障也应尽量避免泄露，通过上述设计，使得用户执行数据调取操作时需要进行身份认证，只有持有特定秘钥的用户才能获得数据的使用权限，较大程度的保障了数据安全。再进一步可选地，所述数据采集单元仅在通过加密单元验证后才能与系统连接。

本发明进一步设置为：所述系统包括培训单元，所述培训单元用于人员培训；培训单元通过所述管理单元调取故障数据库中的相应数据注入相应单元中实现故障场景再现，人员利用培训单元与管理单元对模拟单元生成的故障场景进行对应操作，用于人员培训；

优选地，所述培训单元能够记录考核结果，对考核结果进行评分。

通过上述设计，所述培训单元能够将人员对故障场景进行的操作对应记录并得出相应考核结果，再依据考核结果进行评分。能够充分发挥硬件在环动车组故障模拟系统的功能性，将其与人员培训相结合，较大程度的实现了故障数据的充分利用，并能够达到提高人员业务水平的能力。通过该系统中预存的故障数据及系统提供的模拟故障环境，能够为待培训人员提供合理的培训环境，并且实务设备的使用参与到人员培训中，通过实务设备与模拟故障环境相结合，使得待培训人员的针对故障进行操作时身临其境，提高培训效果在实操中展现能力，达到培训与实际相结合的目的。

本发明进一步设置为：所述动车子系统控制环境模型由SIMULINK软件进行建模；

优选地，所述动车电气控制逻辑模型由CONTROLBUILD软件进行建模。

本发明进一步设置为：所述通讯单元由以太网进行数据交互；

优选地，所述通讯单元由ZOOKEEPER软件执行协调。

本发明进一步设置为：所述管理单元监控系统的运行，并形成监控数据，所述系统记录所述监控数据；所述实物设备包括电气控制设备，所述动车电气控制逻辑模型能够与所述电气控制设备相互配合模拟动车组电气控制环境。

优选地，所述系统包括监视单元，所述监视单元用于记录系统运行的影像情况，并形成监视影像，所述系统记录所述监视影像；

优选地，所述监视单元包括MON软件。

本发明进一步设置为：所述系统还包括属性信息单元，所述属性信息单元用于储存动车组的运行条件的属性信息；所述管理单元调取属性信息单元中的信息注入模拟单元中，从而在系统中再现故障场景；

优选地，所述属性信息包括：轨道信息、信号灯信息、天气信息。

本发明还公开了一种硬件在环动车组故障模拟系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：建立软件模型,包括动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；

S2：将动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型导入系统，生成IDT数据；

S3：在通讯单元中配置所述IDT数据及数据通信关系；

S4：在动车子系统控制环境模型中注入故障信息；

S5：系统进行故障分析，人员根据故障分析执行故障排除研究，并在动车电气控制逻辑模型中查看故障影响；

S6：由管理单元通过实物设备和动车电气控制逻辑模型监控变量状态，并判断是否为故障；若是，执行步骤S7；若否，执行步骤S8；

S7：人员继续执行实物设备排除故障研究，执行步骤S5；

S8：管理单元记录所有操作信息录入故障数据库；

优选地，步骤S4为：在动车子系统控制环境模型中注入故障信息，并在监视单元和动车电气控制逻辑模型中查看故障影响。

本发明还公开了一种硬件在环动车组故障模拟系统的培训方法，包括以下步骤：

A1：在系统中选择动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；

A2：在培训单元中进行待测试故障选择，并形成考题；

A3：培训单元根据所选故障通过管理单元调用故障数据库中的数据，并在相对应的单元部件中注入故障；

A4：人员在实物设备上开展故障排除操作；管理单元监控、记录人员的操作信息，并针对操作是否能够排除故障做出判断；

A5：管理单元将记录信息和判断结果发送给培训单元，培训单元展开评分工作；

A6：培训单元储存记录信息、判断结果和评分。

本发明进一步设置为：所述步骤A1和步骤A2之间还包括步骤B1：在培训单元中进行动车组的运行条件的属性信息的选择，并将属性信息注入相对应的单元部件中。

本发明进一步设置为：所述步骤A2和步骤A3之间还包括步骤B2：培训单元对实物设备的状态进行确认，并形成记录。

本发明进一步设置为：所述步骤A2和步骤A3之间还包括步骤B2：培训单元对实物设备的状态进行确认，并形成记录。

优选地，所述步骤A4、A5、A6中均由监视单元监视对人员操作情况进行影像记录。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1.本发明中的硬件在环动车组故障模拟系统可利用动车组整车软件模型和部分真实硬件设备(实物设备)进行相关的故障模拟和研究，模拟及研究过的故障可生成相应格式的故障数据、故障分析数据、故障解决数据的数据库文件存入故障数据库，进行故障数据累计，便于后期故障数据分析及专家经验积累；该系统基于电气逻辑模型的二次开发，提供简单友好的电气逻辑查找能力，对反向推导故障原因提供便捷手段，提高故障研究效率；

2.获得的故障数据、故障分析数据、故障解决数据在故障数据库中可以调出，形成培训考核试题，供人员培训时对人员的业务能力进行测评；

3.实物设备可选择的参与人员培训过程，能够较大程度的还原故障实况，为人员培训过程过程提供更加精确、真实的操作环境；

4.该系统支持数据导入，所述数据包括故障数据；当实际使用的车辆发生故障时，可将该故障的数据导出，并导入至硬件在环动车组故障模拟系统中，通过硬件在环动车组故障模拟系统将故障再现，便于进行研究分析。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本发明一个实施例中的硬件在环动车组故障模拟系统结构示意图；

图2是本发明一个实施例中的硬件在环动车组故障模拟系统结构示意图；

图3是本发明一个实施例中的硬件在环动车组故障模拟系统结构的控制方法构成示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图2所示，本实施例所述的硬件在环动车组故障模拟系统，系统包括管理单元，用于协调系统内部、系统与人员之间的配合关系；通讯单元，用于协调系统内部、系统与人员之间的通讯；模拟单元，用于模拟动车组的软件、硬件构架；所述模拟单元包括互相配合的软件模型和实物设备；所述软件模型包括动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；动车子系统控制环境模型用于模拟动车的控制环境，人员通过所述实务设备实现与动车子系统控制环境模型的交互；所述动车电气控制逻辑模型用于模拟动车的电气逻辑关系，与动车子系统控制环境模型之间通过数据交互实现模型的电气控制；故障数据库，用于储存故障数据，所述故障数据库在所述管理单元的控制下能够将故障数据注入模拟单元中，从而在系统中再现故障场景。该系统可触发与真实列车一致的故障现象。其中，实物设备至少包括仿真司控台，实物配电柜，人员可通过对实物设备的操作实现与系统交互。模拟故障可通过网络实现集中设置和监控，可在不拆解实车设备的条件下，通过软、硬件的合理结合实现在试验台系统无损条件下的故障模拟研究。

本实施例中的硬件在环动车组故障模拟系统可利用动车组整车软件模型和部分真实硬件设备(实物设备)进行相关的故障模拟和研究，模拟及研究过的故障可生成相应格式的故障数据、故障分析数据、故障解决数据的数据库文件存入故障数据库，进行故障数据累计，便于后期故障数据分析及专家经验积累。故障研究的成果以故障数据库形式保存，长期的故障研究会逐渐丰富电气故障数据库；该数据库的积累和完善对于提升车辆可靠性和可维护性具有非常重要的意义。

本实施例中的硬件在环动车组故障模拟系统，动车子系统控制环境模型由SIMULINK软件进行建模；动车电气控制逻辑模型由CONTROLBUILD软件进行建模。通讯单元由以太网进行数据交互；优选地，通讯单元由采用Zookeeper屏蔽通信细节，分系统基于ZNode数据节点进行交互。管理单元监控系统的运行，并形成监控数据，系统记录监控数据，以便数据积累及再现；管理单元还能协调系统部件、单元之间的运行关系，使之更高效、合理的配合；管理单元还能还能够协调系统与人员之间的交互关系，使得人员能在研究过程中充分发挥主观能动性。另外，系统还包括监视单元，监视单元用于记录系统运行的影像情况，并形成监视影像，系统记录监视影像，以便以后的调取研究；监视单元至少包括MON软件。系统在执行记录操作时，在记录数据内容的同时还将数据产生的时间、人员信息一并记录；系统根据数据内容、类型将其进行分类，并进行储存，以便以后的调取操作。

本实施例中的系统还包括属性信息单元，属性信息单元用于储存动车组的运行条件的属性信息；优选地，属性信息包括：轨道信息、信号灯信息、天气信息，等。该类信息作为模拟研究的参数信息，一般为固定不变的条件信息。如，轨道信息包括列车运行的轨道类型、条件，可包括道岔信息、轨道曲率半径等信息。该类信息可为一般条件单独导入系统并储存，根据研究需要进行调取使用。

实施例二

如图3所示，本实施例所述的硬件在环动车组故障模拟系统与上述实施例的区别在于，系统还包括培训单元，培训单元通过所述管理单元调取故障数据库中的相应数据注入相应单元中实现故障场景再现，人员利用培训单元与管理单元对模拟单元生成的故障场景进行对应操作，用于人员培训；优选地，所述培训单元能够记录考核结果，对考核结果进行评分。培训过程中，人员根据系统自带的逻辑查找能力通过管理单元有选择性的调取故障数据库中的各类数据，并将故障数据注入相对应的单元部件中；系统协调各单元对数据的响应情况和人员的操作情况，做出相应的反馈；人员根据系统的反馈情况执行进一步的操作，直至培训完成。本实施例中的硬件在环动车组故障模拟系统可利用故障数据库进行典型故障再现，可针对诊断工程师、随车机械师等人员进行故障处置培训，提高故障处理的能力。

实施例三

本发明进一步公开了一种硬件在环动车组故障模拟系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：建立软件模型,包括动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；

S2：将动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型导入系统，生成IDT数据；

S3：在通讯单元中配置所述IDT数据及数据通信关系；

S4：在动车子系统控制环境模型中注入故障信息；

S5：系统进行故障分析，人员根据故障分析执行故障排除研究，并在动车电气控制逻辑模型中查看故障影响；

S6：由管理单元通过实物设备和动车电气控制逻辑模型监控变量状态，并判断是否为故障；若是，执行步骤S7；若否，执行步骤S8；

S7：人员继续执行实物设备排除故障研究，执行步骤S5；

S8：管理单元记录所有操作信息录入故障数据库；

如图3所示，上述各步骤中，步骤S1为“创建故障”步骤，该步骤中人员需完成建模操作，并填写故障基本信息、填写故障诊断条件、创建故障排除步骤、为故障选中排除步骤，并将上述信息保存至故障数据库。步骤S2-S4为“故障模拟”步骤，该步骤经历了开车流程、查询故障、选中故障、故障注入、故障确认、确认故障模拟成功几个子步骤。步骤S5为“故障分析”，该步骤中还包括：新建故障分析、拖放器件到器件列表、生成编辑测试用例、拖放器件变量到观测区、执行故障分析、自动生成故障入库几个子步骤。步骤S6、S7为“操作影响”步骤，包括：新建操作影响、填写工况、拖放器件到器件列表、执行操作、打印器件变化影响列表、生成报告几个子步骤。步骤S8为“动作统计”步骤，包括：新建动作统计、填写工况、拖放器件到器件列表、执行统计、显示器件动作次数、生成报告几个子步骤。

本实施例中，步骤S1中的模型在建成后可储存在系统内，当需要使用时将该模型调取出来使用，而无需重新建模。系统还配有显示设备，可将动车电气控制逻辑模型产生的图像、数据信息实时地展现给人员。系统监控模型中的变量状态并实时记录，当变量状态发生变化时判断该变化是否为故障；若是故障，则协调模拟单元的动作，进行故障排除，直至故障排除完成，该过程人员可与系统进行交互，调整模拟单元的动作、参数等。若状态变化不是故障，则系统继续记录，并统计变量状态发生变化时其他参数相应的变化情况，以便于以后的研究分析。优选地，步骤S5-S7中，人员执行排除故障研究是通过实物设备进行的；或通过对实物设备和/或三维虚拟配电柜进行操作。

优选地，步骤S4为：在动车子系统控制环境模型中注入故障信息，并在监视单元和动车电气控制逻辑模型中查看故障影响。此时，监视单元能够实时获取系统运行时的影像数据，并将影像数据通过显示设备展现出来，供人员参考。

实施例四

本发明进一步公开了一种硬件在环动车组故障模拟系统的培训方法，包括以下步骤：

A1：在系统中选择动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；

A2：在培训单元中进行待测试故障选择，并形成考题；

A3：培训单元根据所选故障通过管理单元调用故障数据库中的数据，并在相对应的单元部件中注入故障；

A4：人员在实物设备上开展故障排除操作；管理单元监控、记录人员的操作信息，并针对操作是否能够排除故障做出判断；

A5：管理单元将记录信息和判断结果发送给培训单元，培训单元展开评分工作；

A6：培训单元储存记录信息、判断结果和评分。

在培训开始时，人员根据系统自带的逻辑查找能力对系统中储存的模型进行选择；然后根据所需考核的项目在培训单元中选择待测试的故障，并形成考题；培训单元通过管理单元从故障数据库中调取该故障相应数据，并将故障数据注入相应的单元中；开始排除故障模拟培训；人员根据系统反馈的各种信息对实物设备执行操作，或通过对实物设备和/或三维虚拟配电柜进行操作；系统根据人员的操作继续反馈信息，直至培训完成；管理单元判断人员的操作能否排除故障、将故障排除至何种程度、可能带来哪些后果，并将判断信息发送给培训单元，培训单元记录上述信息，并根据管理单元的判断信息对人员进行评分。

优选地，所述步骤A1和步骤A2之间还包括步骤B1：在培训单元中进行动车组的运行条件的属性信息的选择，并将属性信息注入相对应的单元部件中，例如，注入模拟单元中。在培训开始的阶段进行属性信息选择可以避免培训工作准备不充分的现象发生；并且，在培训中补充属性信息能够使得考题更加契合实际操作，多因素的综合考评也能够全方位的达到培训目的，有效的考核人员能力。

优选地，所述步骤A2和步骤A3之间还包括步骤B2：培训单元对实物设备的状态进行确认，并形成记录。在培训开始阶段对实物设备的状态进行记录，能够综合的判断人员的业务能力，将实物设备状态的初始情况记入考核测评中，也能够更客观的评级人员的考核成绩。进一步优选地，可根据培训的目的，主动对实物设备的状态进行调整，以考察人员对不同状态实物设备的操作、应对能力。

再进一步优选地，所述步骤A4、A5、A6中均由监视单元监视对人员操作情况进行影像记录。影像记录的使得培训完成后，人员可通过影像记录重新审视培训过程的情况，有利于培训信息的追溯。

根据本发明的硬件在环动车组故障模拟系统可模拟设置列车运行过程中出现的各类故障，触发的列车故障现象可实现与真实列车一致的故障现象，模拟故障可通过网络实现集中设置和监控，可在不拆解实车设备的条件下，通过软、硬件的合理结合实现在试验台系统无损条件下的故障模拟。基于电气逻辑模型的二次开发，提供简单友好的电气逻辑查找能力，对反向推导故障原因提供便捷手段；提高故障研究效率。故障研究的成果以故障数据库形式保存，长期的故障研究会逐渐丰富电气故障数据库；该数据库的积累和完善对于提升车辆可靠性和可维护性具有非常重要的意义。利用故障数据库进行典型故障再现，可针对诊断工程师、随车机械师等人员进行故障处置培训，提高故障处理的能力。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种硬件在环动车组故障模拟系统，所述系统包括：

管理单元，用于协调系统内部、系统与人员之间的配合关系；

通讯单元，用于协调系统内部、系统与人员之间的通讯；

模拟单元，用于模拟动车组的软件、硬件构架；所述模拟单元包括互相配合的软件模型和实物设备；所述软件模型包括动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；动车子系统控制环境模型用于模拟动车的控制环境，人员通过所述实务设备实现与动车子系统控制环境模型的交互；所述动车电气控制逻辑模型用于模拟动车的电气逻辑关系，与动车子系统控制环境模型之间通过数据交互实现模型的电气控制；

故障数据库，用于储存故障数据，所述故障数据库在所述管理单元的控制下能够将故障数据注入模拟单元中，从而在系统中再现故障场景。

2.根据权利要求1所述的硬件在环动车组故障模拟系统，其特征在于，所述系统包括培训单元，培训单元通过所述管理单元调取故障数据库中的相应数据注入相应单元中实现故障场景再现，人员利用培训单元与管理单元对模拟单元生成的故障场景进行对应操作，以用于人员培训；

优选地，所述培训单元能够将人员对故障场景进行的操作对应记录并得出相应考核结果，再依据考核结果进行评分。

3.根据权利要求1或2所述的硬件在环动车组故障模拟系统，其特征在于，所述动车子系统控制环境模型由SIMULINK软件进行建模；

优选地，所述动车电气控制逻辑模型由CONTROLBUILD软件进行建模；

进一步优选地，所述通讯单元由以太网进行数据交互；

再优选地，所述通讯单元由ZOOKEEPER软件执行协调。

4.根据权利要求1-3任一项所述的硬件在环动车组故障模拟系统，其特征在于，所述实物设备包括电气控制设备，所述动车电气控制逻辑模型能够与所述电气控制设备相互配合模拟动车组电气控制环境。

5.根据权利要求1-4任一项所述的硬件在环动车组故障模拟系统，其特征在于，所述管理单元监控系统的运行，并形成监控数据，所述系统记录所述监控数据；

优选地，所述系统包括监视单元，所述监视单元用于记录系统运行的影像情况，并形成监视影像，所述系统记录所述监视影像；

优选地，所述监视单元包括MON软件。

6.根据权利要求1-5任一项所述的硬件在环动车组故障模拟系统，其特征在于，所述系统还包括属性信息单元，所述属性信息单元用于储存动车组的运行条件的属性信息；所述管理单元调取属性信息单元中的信息注入模拟单元中，从而在系统中再现故障场景；

优选地，所述属性信息包括：轨道信息、信号灯信息、天气信息。

7.一种应用权利要求1-6任一项所述的硬件在环动车组故障模拟系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立软件模型,包括动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；

S2：将动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型导入系统，生成IDT数据；

S3：在通讯单元中配置所述IDT数据及数据通信关系；

S4：在动车子系统控制环境模型中注入故障信息；

S5：系统进行故障分析，人员根据故障分析执行故障排除研究，并在动车电气控制逻辑模型中查看故障影响；

S6：由管理单元通过实物设备和动车电气控制逻辑模型监控变量状态，并判断是否为故障；若是，执行步骤S7；若否，执行步骤S8；

S7：人员继续执行实物设备排除故障研究，执行步骤S5；

S8：管理单元记录所有操作信息录入故障数据库；

优选地，步骤S4为：在动车子系统控制环境模型中注入故障信息，并在监视单元和动车电气控制逻辑模型中查看故障影响。

8.一种应用权利要求1-6任一项所述的硬件在环动车组故障模拟系统的培训方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：在系统中选择动车子系统控制环境模型和动车电气控制逻辑模型；

A2：在培训单元中进行待测试故障选择，并形成考题；

A3：培训单元根据所选故障通过管理单元调用故障数据库中的数据，并在相对应的单元部件中注入故障；

A4：人员在实物设备上开展故障排除操作；管理单元监控、记录人员的操作信息，并针对操作是否能够排除故障做出判断；

A5：管理单元将记录信息和判断结果发送给培训单元，培训单元展开评分工作；

A6：培训单元储存记录信息、判断结果和评分。

9.根据权利要求8所述的硬件在环动车组故障模拟系统的培训方法，其特征在于，所述步骤A1和步骤A2之间还包括步骤B1：在培训单元中进行动车组的运行条件的属性信息的选择，并将属性信息注入相对应的单元部件中。

10.根据权利要求8所述的硬件在环动车组故障模拟系统的培训方法，其特征在于，所述步骤A2和步骤A3之间还包括步骤B2：培训单元对实物设备的状态进行确认，并形成记录；

优选地，所述步骤A4、A5、A6中均由监视单元监视对人员操作情况进行影像记录。