CN109285410A - 基于虚拟现实的应答器操作教学系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于虚拟现实的应答器操作教学系统，通过设置模型单元，操作单元以及实验课单元；所述模型单元，用于预先生成所述虚拟场景以及应答器设备模型；确定所述虚拟场景与所述应答器设备模型之间的位置关系；并将所述虚拟场景以及应答器设备模型存储在数据库中；所述操作单元，用于接收用户的行为指令；并根据所述行为指令对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作；所述实验课单元设有一个或多个；每个所述实验课单元包括：学习模块、练习模块以及考试模块。因而可对应答器进行拆分，了解系统的组成、原理及操作；从而极大地降低教学成本且便于进行教学的技术效果，进而解决了通过实物进行教学造成的成本高昂且教学不便的问题。

Description

基于虚拟现实的应答器操作教学系统

技术领域

本申请涉及VR教学系统领域，具体而言，涉及一种基于虚拟现实的应答器操作教学系统。

背景技术

CBTC(Communication Based Train Control)系统是一个安全的，具有高可靠性、高稳定性的基于无线通信的列车自动控制系统，现较广泛的应用于城市轨道交通运输中。它的特点是用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信，用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

基于无线通信的CBTC是指通过无线通信方式(而不是轨道电路)，来确定列车位置和实现车－地双向实时通信。列车通过轨道上的应答器，确定列车绝对位置，轨旁CBTC设备，根据各列车的当前位置、运行方向、速度等要素，向所管辖的列车发送“移动授权条件”，即向列车传送运行的距离、最高的运行速度，从而保证列车间的安全间隔距离。

CBTC的突出优点是可以实现车—地之间的双向通信，并且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作，可以大幅度提高区间通行能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制等。

在CBTC应用中的关键技术是双向无线通信系统、列车定位技术、列车完整性检测等。在双向无线通信系统中，在欧洲是应用GSM-R系统，但在美洲则用扩频通信等其他种类无线通信技术。列车定位技术则有多种方式，例如车载设备的测速-测距系统、全球卫星定位、感应回线等。

CBTC是一个庞大的控制系统，其中包含了多个子系统。应答器是系统中的一个设备，主要是固定在轨道地面上，列车在运行过程给应答器发射信息，应答器接收信号来确定列车的位置和速度。

VR虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机生成一种交互式的三维动态视景，其实体行为的仿真系统能够使用户沉浸到该环境中。

传统实验课进行应答器教学具有如下缺点：

1).应答器传输模块BTM、地面电子单元LEU、车载天线等设备价格昂贵，实验成本高，多次拆分、组装对设备有损耗；

2).列车速度快、密度大，真实环境无法再现高速铁路复杂环境地形下无线信道、网络规划、高铁无线通信越区切换、网络性能评估与优化，不能随时去设备所在场地(列车车载设备旁、地面ATP系统旁、轨间)自由观察、操作；

3).现有的高校实验实践教学不能完整地复现轨道交通通信与控制技术，特别是安全设备教学以及故障现象的分析与处理；

4).电磁场电磁波看不见、摸不着，不允许进行电磁环境测量，现场只能看不能动手等问题，只能观察到应答器的外观、内部结构，抽象、难懂的知识点还是很难理解；

5).老师在实验课教学过程中，无法准确及时的观察每个学生的一举一动，所以也就无法做到根据每个人的细节表现打出合适的分数。

因此将VR技术与应答器教学进行结合，将能极大地降低教学成本且便于进行教学。但是现有技术中并没有相应的应用。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于虚拟现实的应答器操作教学系统，以解决现有技术中没有能够将虚拟现实技术有效运用在应答器操作教学领域而导致的教学不便、成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种基于虚拟现实的应答器操作教学系统。

根据本申请的基于虚拟现实的应答器操作教学系统包括：

模型单元，操作单元以及实验课单元；

所述模型单元，用于预先生成所述虚拟场景以及应答器设备模型；确定所述虚拟场景与所述应答器设备模型之间的位置关系；并将所述虚拟场景以及应答器设备模型存储在数据库中；其中：所述虚拟场景包括列车模型及站台模型；所述应答器设备模型包括：车载设备以及地面设备；所述车载设备包括：应答器传输模块BTM和车载天线；所述地面设备包括：无源应答器、有源应答器、环形应答器和地面电子单元LEU；所述虚拟场景包括：列车模型以及站台模型；

所述操作单元，用于接收用户的行为指令；并根据所述行为指令对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作；

所述实验课单元设有一个或多个；每个所述实验课单元包括：学习模块、练习模块以及考试模块；

所述学习模块，用于预先设定操作步骤信息，从所述模型单元中调取所述操作步骤信息对应的第一虚拟场景以及第一应答器设备模型，在所述第一虚拟场景中按照所述预先设定的操作步骤信息对所述第一应答器设备模型进行操作，并产生供用户学习的实时视频信息；其中，所述操作步骤信息中包括多个操作步骤以及各个操作步骤的顺序关系；

所述练习模块，用于接收用户按照预先设定的操作引导步骤信息并通过所述操作单元，在所述第一虚拟场景中对所述第一应答器设备模型进行操作；其中，所述操作引导步骤信息中包括：多个操作步骤，各个操作步骤的顺序关系以及各个操作步骤的提示信息；

所述考试模块，用于接收用户通过所述操作单元在所述第一虚拟场景中对所述第一应答器设备模型进行的操作，并生成相应的用户操作信息；根据所述操作步骤信息对所述用户操作信息进行评判，并生成评判结果。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述操作单元包括：

行为指令接收模块，用于接收用户对所述虚拟场景中的应答器设备模型进行操作的行为指令；

动作确定模块，用于根据所述行为指令确定操作的动作信息；以及

操作实现模块，根据所述动作信息对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作，并通过人机交互界面显示所述相应的操作。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，还包括：认知单元；所述认知单元包括；

位置确定模块，用于记录各个应答器设备模型相互之间的位置关系以及各个应答器设备模型与所述虚拟场景之间的位置关系；

介绍模块，用于存储所述应答器设备模型的介绍信息；所述介绍信息包括：设备介绍信息、板卡介绍信息和功能模块介绍信息；所述介绍信息种类包括：音频信息以及文字信息；

对应关系确定模块，用于确定所述位置关系和介绍信息与所述应答器设备模型之间的对应关系。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述认知单元还包括：拆装模块和安装模块；

所述拆装模块，用于对具有可拆装的应答器设备模型进行拆装操作，并将其分解为多个功能模块；

所述安装模块包括：测量子模块和安装条件子模块；

所述测量子模块，用于在通过所述动作确定模块识别用户的测量动作信息后，根据所述测量动作信息测量并显示所述应答器设备模型的尺寸；

所述安装条件子模块，用于确定所述应答器设备模型的安装位置信息以及安装位置的限定条件信息。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述行为指令接收模块包括：拆装指令接收子模块；所述动作确定模块包括：拆装动作确定子模块；所述操作实现模块包括：虚拟LED指示子模块；

所述拆装指令接收子模块，用于接收对所述车载设备BTM或地面电子单元LEU上的电缆的拆装行为指令；

所述拆装动作确定子模块，用于根据所述拆装行为指令确定对应的拆装动作信息；

所述虚拟LED指示子模块，用于设定与所有应答器设备模型中的各个板卡一一对应的LED指示灯，通过所述虚拟LED指示模块上的各个LED指示灯的状态判断各个板卡是否正常工作。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述模型单元还包括：波形显示模块；所述波形显示模块包括：无源应答器A接口波形显示子模块和C接口波形显示子模块；

所述无源应答器A接口波形显示子模块，用于通过展示无源应答器A1接口信号波形特性以及无源应答器A4接口信号波形特性展示所述无源应答器A接口的信号传输过程；

所述有源应答器C接口波形显示子模块，用于通过展示有源应答器C1接口信号波形特性以及有源应答器C6接口信号波形特性展示所述有源应答器C接口的信号传输过程。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述模型单元还包括：动态场景模块和波形匹配模块；

所述动态场景模块，用于根据所述列车模型以及站台模型生成动态的列车运行状态下的动态场景；

所述波形匹配模块，用于根据不同的动态场景模块显示不同的无源应答器A接口的波形形状。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述动态场景模块，包括：

第一动态场景子模块，用于展现列车紧急制动情况下的动态场景；

第二动态场景子模块，用于展现列车进站情况下的动态场景；

第三动态场景子模块，用于展现列车区间运行情况下的动态场景。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述考试模块，还用于接收在特定的动态场景下，用户通过所述操作单元对无源应答器A接口的上行链路信号的备选波形图的进行选择的操作，并生成相应的波形选择操作信息；最后判断波形选择操作信息中选择的波形图是否正确，并生成评判结果；其中，所述备选波形图包括多个波形图，且只有一个波形图与所述特定的动态场景下的无源应答器A接口的上行链路信号的波形图一致。

进一步的，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述考试模块，还用于调取多个不同的应答器设备模型，并显示需要进行选定的第二应答器设备模型的名称；接收用户通过所述操作单元在所述多个不同的应答器设备模型中的选定操作；判断用户通过选定操作选定的应答器设备模型的名称与所述第二应答器设备模型的名称是否一致，并生成结果信息；其中，所述第二应答器设备模型的名称与所述多个不同的应答器设备模型中的一个相匹配。

在本申请实施例中，采用将VR技术与应答器教学相结合的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，通过设置模型单元，操作单元以及实验课单元；所述模型单元，用于预先生成所述虚拟场景以及应答器设备模型；确定所述虚拟场景与所述应答器设备模型之间的位置关系；并将所述虚拟场景以及应答器设备模型存储在数据库中；所述操作单元，用于接收用户的行为指令；并根据所述行为指令对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作；所述实验课单元设有一个或多个；每个所述实验课单元包括：学习模块、练习模块以及考试模块。达到了用手抓取查看，可对应答器传输模块BTM、地面电子单元LEU进行拆分，了解应答器传输模块BTM、地面电子单元LEU的组成、各个板卡上功能模块的原理及操作；观察地面应答器的布置情况；可在虚拟(列车车载设备旁、地面ATP系统旁、轨间等)场地自由行走，寻找应答器传输模块BTM、地面电子单元LEU所在位置，对地面应答器进行布置；让抽象的知识点更直观生动，通过用手组装应答器内部功能模块、有源应答器内部工作流程等，来学习无源应答器“A”接口内部功能模块的工作原理以及电流走向、有源应答器“C”接口的传输原理以及DBPL码编码规则等原理的目的，从而实现了极大地降低教学成本且便于进行教学的技术效果，进而解决了由于通过实物进行教学造成的成本高昂且教学不便的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的基于虚拟现实的应答器操作教学系统的模块连接示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，根据本申请的一个实施例，提供了一种基于虚拟现实的应答器操作教学系统。

根据本申请的基于虚拟现实的应答器操作教学系统包括：

模型单元1，操作单元2以及实验课单元3；

所述模型单元1，用于预先生成所述虚拟场景以及应答器设备模型；确定所述虚拟场景与所述应答器设备模型之间的位置关系；并将所述虚拟场景以及应答器设备模型存储在数据库中；其中：所述虚拟场景包括列车模型及站台模型；所述应答器设备模型包括：车载设备以及地面设备；所述车载设备包括：应答器传输模块BTM和车载天线；所述地面设备包括：无源应答器、有源应答器、环形应答器和地面电子单元LEU；所述虚拟场景包括：列车模型以及站台模型；

所述操作单元2，用于接收用户的行为指令；并根据所述行为指令对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作；

所述实验课单元3设有一个或多个；每个所述实验课单元3包括：学习模块31、练习模块32以及考试模块33；

所述学习模块31，用于预先设定操作步骤信息，从所述模型单元1中调取所述操作步骤信息对应的第一虚拟场景以及第一应答器设备模型，在所述第一虚拟场景中按照所述预先设定的操作步骤信息对所述第一应答器设备模型进行操作，并产生供用户学习的实时视频信息；其中，所述操作步骤信息中包括多个操作步骤以及各个操作步骤的顺序关系；

所述练习模块32，用于接收用户按照预先设定的操作引导步骤信息并通过所述操作单元2，在所述第一虚拟场景中对所述第一应答器设备模型进行操作；其中，所述操作引导步骤信息中包括：多个操作步骤，各个操作步骤的顺序关系以及各个操作步骤的提示信息；

所述考试模块33，用于接收用户通过所述操作单元2在所述第一虚拟场景中对所述第一应答器设备模型进行的操作，并生成相应的用户操作信息；根据所述操作步骤信息对所述用户操作信息进行评判，并生成评判结果。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述操作单元2包括：

行为指令接收模块21，用于接收用户对所述虚拟场景中的应答器设备模型进行操作的行为指令；

动作确定模块22，用于根据所述行为指令确定操作的动作信息；以及

操作实现模块23，根据所述动作信息对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作，并通过人机交互界面显示所述相应的操作。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，还包括：认知单元4；所述认知单元4包括；

位置确定模块41，用于记录各个应答器设备模型相互之间的位置关系以及各个应答器设备模型与所述虚拟场景之间的位置关系；

具体的，通过所述位置确定子模块，可以提供如下学习功能：

1.认知应答器传输模块(BTM)设备所在位置；

2.认知地面电子单元(LEU)所在位置；

3.认知地面应答器的三种类型；地面应答器按类型分为：无源、有源和有源环线三类应答器；

4.对车载天线认知。

介绍模块42，用于存储所述应答器设备模型的介绍信息；所述介绍信息包括：设备介绍信息、板卡介绍信息和功能模块介绍信息；所述介绍信息种类包括：音频信息以及文字信息；

具体的，通过所述介绍模块可以对一些内容进行文字或音频的介绍，包括但不限于以下内容：

1.介绍应答器传输模块(BTM)，设备板卡以及设备板卡上功能模块；

2.介绍地面电子单元(LEU)，LEU设备板卡以及LEU设备板卡上功能模块。

同时还能够将所述认知单元与所述实验课单元3数据打通，使实验课单元3中的流程控制、讲解等功能，能够通过调用所述介绍模块进行文字或语音表达，并且调用所述位置确定子模块进行课程的建立。

对应关系确定模块43，用于确定所述位置关系和介绍信息与所述应答器设备模型之间的对应关系。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述认知单元4还包括：拆装模块44和安装模块45；

所述拆装模块44，用于对具有可拆装的应答器设备模型进行拆装操作，并将其分解为多个功能模块；

所述安装模块45包括：测量子模块和安装条件子模块；

所述测量子模块，用于在通过所述动作确定模块识别用户的测量动作信息后，根据所述测量动作信息测量并显示所述应答器设备模型的尺寸；

具体的，可以通过所述测量子模块，可以预先通过模型单元1设置一个直尺模型，并且在所述测量子模块被触发时，自动从所述模型单元1中调取所述直尺模型；以测量应答器尺寸为例：在调取后，应答器模型下方同时出现直尺模型，且直尺左端为零刻度，直尺上有一个可拖动的小方块，方块上有刻度，来回拉动方块，显示实时的数值记录其长、宽、高外形尺寸；优选的，应答器模型还能识别出当前测量的是哪一个尺寸，举例：当所述应答器模型长度上的距离发光，宽、高都不发光，则表明当前测量的是长度。因而通过学生自己的测量使其印象更加深刻。

所述安装条件子模块，用于确定所述应答器设备模型的安装位置信息以及安装位置的限定条件信息；所述应答器设备模型的安装位置信息为所述应答器设备模型可以用于安装的位置；所述安装条件子模块可以用于确定：地面应答器的安装限定条件以及车载天线的安装限定条件；

具体的，在用于确定地面应答器的安装限定条件时，并且所述地面应答器的安装位置的限定条件信息为无金属区域，即预先确定所述地面应答器的无金属区域，并且将所述无金属区域与所述安装位置的限定条件进行对应。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述行为指令接收模块21包括：拆装指令接收子模块；所述动作确定模块22包括：拆装动作确定子模块；所述操作实现模块23包括：虚拟LED指示子模块；

所述拆装指令接收子模块，用于接收对所述车载设备BTM或地面电子单元LEU上的电缆的拆装行为指令；

所述拆装动作确定子模块，用于根据所述拆装行为指令确定对应的拆装动作信息；

具体的，在拆卸地面电子单元LEU各个板卡上的电缆时，步骤可以如下所述：

由于电缆一般都是设于背面，因此先旋转设备，使装置背面面向人，所有线体高亮闪烁，可对任意线体进行操作；

识别用户的拆装行为指令，并确定对应的拆装动作信息后，对LEU线体可以进行操作，用手抓取线体，可将线体分离，脱离插头区域后，松手后，线体进入虚拟背包，显示已拆除；如脱离，线体回到原有位置。背包中的线体可以被拿出。

所述虚拟LED指示子模块，用于设定与所有应答器设备模型中的各个板卡一一对应的LED指示灯，通过所述虚拟LED指示模块上的各个LED指示灯的状态判断各个板卡是否正常工作。其中，所述板卡为用于实现某一具体功能的电路板。

所述虚拟LED指示子模块一种学习情况如下所述：

按板卡的类型。板卡块从右至左依次闪烁，拿出此类型的任意一个板卡，则表示此类型被操作，操作完成后，下一板卡块进行闪烁。

拿出某个模块板卡时，播放该模块故障灯学习的相关语音，如：这是电源板的信号灯学习。

第一次拿出板卡后，板卡显示在眼前，在板卡旁边出现板卡信号灯的详细UI,逐次介绍该板卡信号灯的故障。并配合相关介绍语音，每次介绍完成后，出现下一步按钮。当所有流程介绍完成后，出现关闭按钮，点击关闭按钮，板卡回归原位，UI消失。

再次拿出板卡时，在板卡上显示一个按钮：再次学习。点击再次学习进入上过程，同时出现关闭按钮，点击关闭按钮，板卡回归原位，UI消失。如不点击按钮，板卡归位。

所有板卡学习完成后，显示进入真实空间按钮，点击按钮后进入轨间场景，按钮消失。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述模型单元1还包括：波形显示模块11；所述波形显示模块11包括：无源应答器A接口波形显示子模块和C接口波形显示子模块；

所述无源应答器A接口波形显示子模块，用于通过展示无源应答器A1接口信号波形特性以及无源应答器A4接口信号波形特性展示所述无源应答器A接口的信号传输过程；

所述有源应答器C接口波形显示子模块，用于通过展示有源应答器C1接口信号波形特性以及有源应答器C6接口信号波形特性展示所述有源应答器C接口的信号传输过程。

具体的，结合本实施例中的波形显示模块以及前实施例中的介绍子模块，使所述学习模块31能够学生对应答器课程进行整体认知，优选的，可设定以下四个场景：

(1)场景一：列车进站

通过模型单元1中的场景及模型，模拟室外的站台环境，模拟列车进站，开门，人群上车，关门，列车启动，缓缓行驶等具体场景；

并且模型单元1中作为这一系统的核心轨旁设备--应答器，可以根据各列车的当前位置、运行方向、速度等要素，向列车传送运行的距离、最高的运行速度，从而保证列车间的安全间隔距离。

场景切换：列车继续行驶。

(2)场景二：列车运行过程中，动态展示应答器设备及信号传输过程

行驶的列车在运行过程中，还可以通过所述模型单元1中特定的效果模型展示应答器的设备及信号传输过程，如下所述：

应答器器输系统基于电磁感应原理，实现地--车通信的点式数据高速传输，BTM通过下行激励电路产生的下行激励信号激活地面休眠的应答器进入工作状态，应答器将自身存储的报文数据调制成上行链路信号在发送给BTM接收天线。

并且，由于应答器传输系统包括车载设备和地面设备。且车载设备包括应答器传输模块BTM、车载天线等。地面设备包括无源应答器、有源应答器、环形应答器、地面电子单元LEU等。因此所述效果模型也可包括多个，用于全面展示应答器传输系统中完整的型号传输过程。

场景切换：镜头切换到无源应答器A接口传输过程。

(3)场景三：同样通过波形显示模块以及介绍子模块，使所述学习模块31动画展示无源应答器A接口、有源应答器C接口信号传输过程；如下所述：

1.当行驶的列车经过无源应答器时，无源应答器接收到车载天线发出的电磁能量，转化成电能，应答器被激活变亮，内部板卡开始运作，将存储在地面应答器中的报文数据，循环发射出去，电磁波回到车载天线，通过同一条电缆回到BTM，直至电能消失。

2.当列车经过有源应答器上方时，有源应答器接收到无线发射的电磁能量后，先进行滤波处理，电源激活后，整个应答器被激活变亮，另一部分滤波由解码板完成解码，解析出的报文，由通信板发出，供列车防护或运行监控使用。

解说：

无源与有源应答器的区别在于，无源应答器无电缆连接，其功能为：(1)作为列车速度传感器的参考点；2)向车载单元发送轨道信息。列车将获得的信息与车载数据库(TDB)中的信息进行比对从而获取列车当前所在位置。

有源应答器通过电缆以及轨旁电子单元(LEU)与信号机相连，其报文根据信号机实时显示而对应变化，为车载设备提供实时有效的行车移动授权。由轨旁连锁系统排列进路，同时发出的数据信息，经过线路电子单元(LEU)解码，并把对应的MA发送给有源应答器并通过应答器天线接受转发至车载设备，从而完成从轨旁到车载的通信流程。应答器、LEU以及信号机的逻辑接口和通信原理如动画所示：

场景切换：C接口传输过程展示完，出现行驶的列车。

(4)场景四：列车行驶，最后消失在视线中

描述内容：行驶的列车从进入人的视线，行驶过程中信号传输过程用效果展示，然后慢慢消失在人的视线中。

因而能够过上述四个场景完整地展示列车在不同的运行情况下的应答器系统的运行情况。相对于让学生去实地学习，更能够直观地了解信号在各种装置中的传递过程；能达到更好的学习效果；且能够降低学习成本，并更容易让教师对学生进行考察。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述模型单元1还包括：动态场景模块12和波形匹配模块13；

所述动态场景模块12，用于根据所述列车模型以及站台模型生成动态的列车运行状态下的动态场景；通过此模块可以生成相应的列车进站、列车运行、列车发车等动态场景。

所述波形匹配模块13，用于根据不同的动态场景模块显示不同的无源应答器A接口的波形形状。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述动态场景模块12，包括：

第一动态场景子模块，用于展现列车紧急制动情况下的动态场景；

第二动态场景子模块，用于展现列车进站情况下的动态场景；

第三动态场景子模块，用于展现列车区间运行情况下的动态场景。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述考试模块33，还用于接收在特定的动态场景下，用户通过所述操作单元2对无源应答器A接口的上行链路信号的备选波形图的进行选择的操作，并生成相应的波形选择操作信息；最后判断波形选择操作信息中选择的波形图是否正确，并生成评判结果；其中，所述备选波形图包括多个波形图，且只有一个波形图与所述特定的动态场景下的无源应答器A接口的上行链路信号的波形图一致。

在一些实施例中，如前述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，所述考试模块33，还用于调取多个不同的应答器设备模型，并显示需要进行选定的第二应答器设备模型的名称；接收用户通过所述操作单元2在所述多个不同的应答器设备模型中的选定操作；判断用户通过选定操作选定的应答器设备模型的名称与所述第二应答器设备模型的名称是否一致，并生成结果信息；其中，所述第二应答器设备模型的名称与所述多个不同的应答器设备模型中的一个相匹配。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，包括：模型单元，操作单元以及实验课单元；

所述模型单元，用于预先生成所述虚拟场景以及应答器设备模型；确定所述虚拟场景与所述应答器设备模型之间的位置关系；并将所述虚拟场景以及应答器设备模型存储在数据库中；其中：所述虚拟场景包括列车模型及站台模型；所述应答器设备模型包括：车载设备以及地面设备；所述车载设备包括：应答器传输模块BTM和车载天线；所述地面设备包括：无源应答器、有源应答器、环形应答器和地面电子单元LEU；所述虚拟场景包括：列车模型以及站台模型；

所述操作单元，用于接收用户的行为指令；并根据所述行为指令对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作；

所述实验课单元设有一个或多个；每个所述实验课单元包括：学习模块、练习模块以及考试模块；

所述学习模块，用于预先设定操作步骤信息，从所述模型单元中调取所述操作步骤信息对应的第一虚拟场景以及第一应答器设备模型，在所述第一虚拟场景中按照所述预先设定的操作步骤信息对所述第一应答器设备模型进行操作，并产生供用户学习的实时视频信息；其中，所述操作步骤信息中包括多个操作步骤以及各个操作步骤的顺序关系；

所述练习模块，用于接收用户按照预先设定的操作引导步骤信息并通过所述操作单元，在所述第一虚拟场景中对所述第一应答器设备模型进行操作；其中，所述操作引导步骤信息中包括：多个操作步骤，各个操作步骤的顺序关系以及各个操作步骤的提示信息；

所述考试模块，用于接收用户通过所述操作单元在所述第一虚拟场景中对所述第一应答器设备模型进行的操作，并生成相应的用户操作信息；根据所述操作步骤信息对所述用户操作信息进行评判，并生成评判结果。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述操作单元包括：

行为指令接收模块，用于接收用户对所述虚拟场景中的应答器设备模型进行操作的行为指令；

动作确定模块，用于根据所述行为指令确定操作的动作信息；以及

操作实现模块，根据所述动作信息对所述虚拟场景中的应答器设备模型执行相应的操作，并通过人机交互界面显示所述相应的操作。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，还包括：认知单元；所述认知单元包括；

位置确定模块，用于记录各个应答器设备模型相互之间的位置关系以及各个应答器设备模型与所述虚拟场景之间的位置关系；

介绍模块，用于存储所述应答器设备模型的介绍信息；所述介绍信息包括：设备介绍信息、板卡介绍信息和功能模块介绍信息；所述介绍信息种类包括：音频信息以及文字信息；

对应关系确定模块，用于确定所述位置关系和介绍信息与所述应答器设备模型之间的对应关系。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述认知单元还包括：拆装模块和安装模块；

所述拆装模块，用于对具有可拆装的应答器设备模型进行拆装操作，并将其分解为多个功能模块；

所述安装模块包括：测量子模块和安装条件子模块；

所述测量子模块，用于在通过所述动作确定模块识别用户的测量动作信息后，根据所述测量动作信息测量并显示所述应答器设备模型的尺寸；

所述安装条件子模块，用于确定所述应答器设备模型的安装位置信息以及安装位置的限定条件信息。

5.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述行为指令接收模块包括：拆装指令接收子模块；所述动作确定模块包括：拆装动作确定子模块；所述操作实现模块包括：虚拟LED指示子模块；

所述拆装指令接收子模块，用于接收对所述车载设备BTM或地面电子单元LEU上的电缆的拆装行为指令；

所述拆装动作确定子模块，用于根据所述拆装行为指令确定对应的拆装动作信息；

所述虚拟LED指示子模块，用于设定与所有应答器设备模型中的各个板卡一一对应的LED指示灯，通过所述虚拟LED指示模块上的各个LED指示灯的状态判断各个板卡是否正常工作。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述模型单元还包括：波形显示模块；所述波形显示模块包括：无源应答器A接口波形显示子模块和C接口波形显示子模块；

所述无源应答器A接口波形显示子模块，用于通过展示无源应答器A1接口信号波形特性以及无源应答器A4接口信号波形特性展示所述无源应答器A接口的信号传输过程；

所述有源应答器C接口波形显示子模块，用于通过展示有源应答器C1接口信号波形特性以及有源应答器C6接口信号波形特性展示所述有源应答器C接口的信号传输过程。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述模型单元还包括：动态场景模块和波形匹配模块；

所述动态场景模块，用于根据所述列车模型以及站台模型生成动态的列车运行状态下的动态场景；

所述波形匹配模块，用于根据不同的动态场景模块显示无源应答器A接口不同的波形形状。

8.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述动态场景模块，包括：

第一动态场景子模块，用于展现列车紧急制动情况下的动态场景；

第二动态场景子模块，用于展现列车进站情况下的动态场景；

第三动态场景子模块，用于展现列车区间运行情况下的动态场景。

9.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述考试模块，还用于接收在特定的动态场景下，用户通过所述操作单元对无源应答器A接口的上行链路信号的备选波形图的进行选择的操作，并生成相应的波形选择操作信息；最后判断波形选择操作信息中选择的波形图是否正确，并生成评判结果；其中，所述备选波形图包括多个波形图，且只有一个波形图与所述特定的动态场景下的无源应答器A接口的上行链路信号的波形图一致。

10.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的应答器操作教学系统，其特征在于，所述考试模块，还用于调取多个不同的应答器设备模型，并显示需要进行选定的第二应答器设备模型的名称；接收用户通过所述操作单元在所述多个不同的应答器设备模型中的选定操作；判断用户通过选定操作选定的应答器设备模型的名称与所述第二应答器设备模型的名称是否一致，并生成结果信息；其中，所述第二应答器设备模型的名称与所述多个不同的应答器设备模型中的一个相匹配。