CN110428688B - 一种基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，根据实训内容设置车体检修、转向架检修等模块，采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，采用3DMax模型制作工具，依据次时代标准建模，基于三维引擎构建真实的检修车间；基于模型材质渲染算法构建车体检修各模块的车辆模型：采用JanVR虚拟仿真引擎，采用动态光线算法和实时阴影高级渲染技术，使用天空盒算法来模拟昼夜交替的变换，采用粒子控制算法，体积雾来模拟天气的变化，从而来增加场景的表现力；引擎底层采用OpenAL技术来模拟三维声音，采用多普勒算法来模拟声音的渐变效果；物理仿真方面采用Bullet物理引擎来模拟物理世界，通过脚本编辑器编写仿真逻辑，控制场景模型变化和环境变化，实现各种交互和动态效果。

Description

一种基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统

技术领域

本发明属于轨道交通职业教育技术领域，尤其是涉及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。

背景技术

随着虚拟现实技术的发展，因其具有强大的现场模拟和真实场景仿真，因此广泛应用于现场作业环境的实物化仿真，用于各种设备的操作、学习和故障维护培训。其实际上是将VR技术和工业仿真技术结合，将平面的交互系统提升为空间交互技术，进而达身临其境的学习和维修培训效果。在基于VR视觉效果的建模技术基础上，充分利用在大空间中，更是需要大量模型情况下的性能优化技术，以实现检修工具在实训中的实物化仿真，替换传统手段的动画仿真。

而对于轨道交通车辆检修仿真实训系统，因其涵盖内容多，结构复杂，技术要求高，安全性能高，因此对其相关人员进行岗前培训，就显得尤为重要。而开发一种基于虚拟场景的检修仿真实训系统，来真实展示车辆拆、检、修、装、验工序的表现，展示各种车辆检修工具的仿真使用方法以及违规操作后车辆故障及事故的仿真表现，无疑更能对相关培训起到真实的体验效果。

发明内容

本发明技术问题是针对现有技术不足，而提出一种基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统。通过游戏脚本来编写仿真逻辑，实现各种模型交互及场景动态效果，根据不同的需求模型进行切换，大大降低系统的模型渲染面，提高系统性能。

本发明采用的技术方案：

设计一种基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，根据实训内容设置车体检修、转向架检修、空调检修、受电弓检修、车门检修以及司机室检修模块，

采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，采用3DMax模型制作工具，依据次时代标准建模，基于三维引擎构建真实的检修车间/虚拟厂房；

基于模型材质渲染算法构建包括车体检修、转向架检修、空调检修、受电弓检修、车门检修以及司机室检修各模块在内的车辆模型：

采用JanVR虚拟仿真引擎，引擎底层采用OpenGL渲染技术，来渲染基本的模型信息；

采用动态光线算法和实时阴影高级渲染技术，计算光照和阴影，使用天空盒算法来模拟昼夜交替的变换，采用粒子控制算法，体积雾来模拟天气的变化，从而来增加场景的表现力；

引擎底层采用OpenAL技术来模拟三维声音，采用多普勒算法来模拟声音的渐变效果；引擎界面采用CEGUI技术来制作UI界面；物理仿真方面采用Bullet物理引擎来模拟物理世界，以模拟出来逼真的重力效果，模拟出来刚体约束，从而实现机械动画和变换，实现模拟软体和软体约束，实现绳子，布料，胶囊体等柔性效果；

引擎使用流程，通过creator和3dmax来建模，采用插件自动导出osg2格式的模型文件；使用JanVR引擎编辑器修改模型属性输出到引擎中自动组建场景；通过脚本编辑器编写仿真逻辑，控制场景模型变化和环境变化，实现各种交互和动态效果。

所述的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，包括学习、练习和考试三种实训模式，其中

1）学习模式：系统自动加载任务脚本，通过遍历任务树，快速分析任务逻辑，建立任务工作栈，开始执行时，系统根据工作栈索引，自动依次出栈，实现任务流程自动执行，执行期间可进行暂停和继续播放，方便教师教学；

2）练习模式：该模式下由教师建立和下发练习任务，学员接收练习任务，练习任务初始化完成后，学员进入检修车间，系统除介绍任务内容外，根据任务类型按作业步骤进行提示，指导学员操作。学员根据日常认知，完成步骤中题目的判断。过程中系统会实时记录每一个步骤的操作判断结果。任务结束后，给出任务成绩单；

3）考试模式：教师可根据教学计划自主设计故障点和故障类型，同时可根据需要设置各故障点的检查时间，生成试卷；该模式下由教师建立和下发考试任务，学员接收考试任务，考试任务初始化完成后，学员进入检修车间，系统介绍任务内容，由学员根据日常训练情况，自己进行任务的完成，过程中系统会实时记录每一个完成步骤，任务结束后，给出任务成绩单。

所述的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，采用人工智能机器人配合辅助完成检修过程，模拟多人配合检修工作，为保证系统满足单人训练，系统根据作业规范，采用行为树的算法理念模拟智能辅助角色参与检修，其过程如下：

1）建立如图1所示的AI行为分析模型，行为分析模型主要包括选择节点、顺序节点、并行节点、修饰节点、随机节点；

AI执行逻辑从根节点开始遍历整个树，在遍历的过程中，判断父节点的类型决定如何执行，以及执行哪些子节点。子节点执行完毕后，将结果反馈给父节点，由父节点判断是否完成，调转到下一个兄弟节点；

选择节点(Select)，遍历方式为从左到右依次执行所有子节点，只要节点返回Fail，就继续执行后续节点，直到一个节点返回Success或Running为止，停止执行后续节点；如果有一个节点返回Success或Running则向父节点返回Success或Running；否则向父节点返回 Fail；

顺序节点(Sequence),它从左向右依次执行所有节点，只要节点返回Success，就继续执行后续节点，当一个节点返回Fail或 Running 时，停止执行后续节点；向父节点返回 Fail 或 Running，只有当所有节点都返回 Success 时，才向父节点返回 Success；

与选择节点相似，当节点返回Running 时，顺序节点除了终止后续节点的执行，还要记录返回 Running的这个节点，下次迭代会直接从该节点开始执行；

2）AI寻路算法采用如图2所示的A*（A-Star）算法，通过动态计算路径中的物理碰撞，根据切线法则尽快通过故障物，最快到达指定位置；把Dijkstra算法（靠近初始点的结点）和BFS算法（靠近目标点的结点）的信息块结合起来，g(n)表示从初始结点到任意结点n的代价，h(n)表示从结点n到目标点的启发式评估代价（heuristic estimated cost）；当从初始点向目标点移动时，A*权衡这两者。每次进行主循环时，它检查f(n)最小的结点n，其中f(n) = g(n) + h(n)。

图中，yellow(h)表示远离目标的结点而teal(g)表示远离初始点的结点。

本发明的有益技术效果：

1、本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，在基于VR视觉效果的建模技术基础上，基于三维引擎构建真实的检修车间（虚拟厂房），基于模型材质渲染逼真的车辆模型及各种工具（底层资源库）。底层资源库以OSG引擎库为基础，扩展声音引擎和物理引擎；底层资源库包括——基本的车辆模型、动画、脚本。模型制作的时候考虑精模和简模。根据不同的需求模型进行切换，大大降低系统的模型渲染面，提高系统性能。通过开发三维仿真模型参数编辑插件和脚本编辑及控制模块，填写业务相关的模型参数，程序运行时控制数据变化，驱动模型展现效果，达到实现复杂业务和高效开发相平衡的目的。

2、本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，通过研发底层引擎模块，根据业务需要修改渲染和计算算法，并辅助一整套研发工具链。从模型数据编写到模型渲染，提高的开发效率和程序运行效率。模型制作的时候考虑精模和简模。根据不同的需求模型进行切换，大大降低系统的模型渲染面，提高系统性能。在模型加载方面，首先我们对模型进行逻辑上的划分，根据当前任务模式加载不同的模型，然后我们采用了pageLod和LOD技术，只有物体在视角可见范围才渲染模型，当物体较远的时候，降低模型渲染面数。

3、本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，引擎使用流程，通过creator和3dmax来建模，采用自主研发的插件自动化导出osg2格式的模型文件；使用自主研发的JanVR引擎编辑器修改模型属性输出到引擎中自动组建场景。通过脚本编辑器编写仿真逻辑，控制场景模型变化和环境变化，实现各种交互和动态效果。脚本语言属于解释性语言，在开发过程中不需要反复编译三维程序即可呈现欲达到的效果。大大节约了仿真逻辑的制作时间，这也是我们的技术创新和突破点。此技术通过把模型描述信息和纹理信息分离，在加载的时候通过纹理共享，从而避免相同的纹理在内存中加载多次，优化程序的效率。

4. 本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，采用网络和数据库技术实现教辅模块，用于管理实训人员信息和实训任务信息。通过教辅模块发送任务，控制三维仿真系统启动展现任务场景，实现科技化的教学手段。通过开发教辅模块，该系统和三维仿真系统相结合。通过教辅系统管理实训任务，采用网络通信技术发送任务到三维仿真系统，三维仿真系统解析任务展现三维场景。通过开发模型渲染控制模块，根据业务和场景渲染需要，动态的改变场景和模型资源的参数，达到体验效果和性能相平衡的目的。

5. 本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，采用智能化算法和大数据分析技术实现智能考评模块。通过开发智能考评模块，结合三维仿真交互记录和教辅模块标准答案，智能运算实训成绩并给出统计分析结果，科学化的指导教学。受训学员在三维场景中的操作实时记录下来，和后台系统中的标准答案进行智能比对，计算出受训学员的成绩。另外根据大数据分析显示成绩统计数据，用于科学化的指导教学和实训。

附图说明

图1为AI算法行为分析模型示意图；

图2为A*（A-Star）算法示意图；

图3为专家引导系统流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，结合附图对本发明技术方案做进一步的详细描述。以下各实施例仅用于说明本发明，不应当构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，根据实训内容设置车体检修、转向架检修、空调检修、受电弓检修、车门检修以及司机室检修模块，其过程是：

采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，采用3DMax模型制作工具，依据次时代标准建模，基于三维引擎构建真实的检修车间/虚拟厂房；

基于模型材质渲染算法构建包括车体检修、转向架检修、空调检修、受电弓检修、车门检修以及司机室检修各模块在内的车辆模型：

采用JanVR虚拟仿真引擎，引擎底层采用OpenGL渲染技术，来渲染基本的模型信息；

采用动态光线算法和实时阴影高级渲染技术，计算光照和阴影，使用天空盒算法来模拟昼夜交替的变换，采用粒子控制算法，体积雾来模拟天气的变化，从而来增加场景的表现力；

引擎底层采用OpenAL技术来模拟三维声音，采用多普勒算法来模拟声音的渐变效果；引擎界面采用CEGUI技术来制作UI界面；物理仿真方面采用Bullet物理引擎来模拟物理世界，以模拟出来逼真的重力效果，模拟出来刚体约束，从而实现机械动画和变换，实现模拟软体和软体约束，实现绳子，布料，胶囊体等柔性效果；

引擎使用流程，通过creator和3dmax来建模，采用插件自动导出osg2格式的模型文件；使用JanVR引擎编辑器修改模型属性输出到引擎中自动组建场景；通过脚本编辑器编写仿真逻辑，控制场景模型变化和环境变化，实现各种交互和动态效果。

实施例2

本实施例的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，和实施例1的不同之处在于：进一步的，采用学习、练习和考试三种实训模式，其中

1)学习模式：系统自动加载任务脚本，通过遍历任务树，快速分析任务逻辑，建立任务工作栈，开始执行时，系统根据工作栈索引，自动依次出栈，实现任务流程自动执行，执行期间可进行暂停和继续播放，方便教师教学；

2)练习模式：该模式下由教师建立和下发练习任务，学员接收练习任务，练习任务初始化完成后，学员进入检修车间，系统除介绍任务内容外，根据任务类型按作业步骤进行提示，指导学员操作。学员根据日常认知，完成步骤中题目的判断。过程中系统会实时记录每一个步骤的操作判断结果。任务结束后，给出任务成绩单；

3)考试模式：教师可根据教学计划自主设计故障点和故障类型，同时可根据需要设置各故障点的检查时间，生成试卷；该模式下由教师建立和下发考试任务，学员接收考试任务，考试任务初始化完成后，学员进入检修车间，系统介绍任务内容，由学员根据日常训练情况，自己进行任务的完成，过程中系统会实时记录每一个完成步骤，任务结束后，给出任务成绩单。

实施例3

本实施例的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，与实施例1或实施例2不同的是：采用人工智能机器人配合辅助完成检修过程，模拟多人配合检修工作，为保证系统满足单人训练，系统根据作业规范，采用行为树的算法理念模拟智能辅助角色参与检修，其过程如下：

1）建立如图1所示的AI行为分析模型，所述行为分析模型主要包括选择节点、顺序节点、并行节点、修饰节点、随机节点；

AI执行逻辑从根节点开始遍历整个树，在遍历的过程中，判断父节点的类型决定如何执行，以及执行哪些子节点。子节点执行完毕后，将结果反馈给父节点，由父节点判断是否完成，调转到下一个兄弟节点；

选择节点(Select)，遍历方式为从左到右依次执行所有子节点，只要节点返回Fail，就继续执行后续节点，直到一个节点返回Success或Running为止，停止执行后续节点；如果有一个节点返回Success或Running则向父节点返回Success或Running；否则向父节点返回 Fail；

顺序节点(Sequence),它从左向右依次执行所有节点，只要节点返回Success，就继续执行后续节点，当一个节点返回Fail或 Running 时，停止执行后续节点；向父节点返回 Fail 或 Running，只有当所有节点都返回 Success 时，才向父节点返回 Success；

与选择节点相似，当节点返回Running 时，顺序节点除了终止后续节点的执行，还要记录返回 Running的这个节点，下次迭代会直接从该节点开始执行；

2）AI寻路算法采用A*（A-Star）算法，通过动态计算路径中的物理碰撞，根据切线法则尽快通过故障物，最快到达指定位置；把Dijkstra算法（靠近初始点的结点）和BFS算法（靠近目标点的结点）的信息块结合起来，g(n)表示从初始结点到任意结点n的代价，h(n)表示从结点n到目标点的启发式评估代价（heuristic estimated cost）；当从初始点向目标点移动时，A*权衡这两者。每次进行主循环时，它检查f(n)最小的结点n，其中f(n) = g(n)+ h(n)。图2中，yellow(h)表示远离目标的结点而teal(g)表示远离初始点的结点。

图2需要根据该处修缮，专利附图目前仅支持黑白图片（可以有灰度）。图变成黑白不影响表达

实施例4

本实施例的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，与前述各实施例不同的是：通过图3程序设计流程实现专家引导：检修实训内容按操作类型分为目视、手触和使用工具三大类型，采用专家引导系统根据当前故障任务，分析建立任务工作栈，系统设计步骤流程脚本，每个脚本步骤具有编号、类型、操作引导语、操作工具、操作对象和操作选项；系统根据接收的任务，在初始启动时，加载相关的步骤流程脚本，在开始执行时引导学生按标准检修流程进行检修；操作过程中判断该检修项有无时间限制。如果有，超时则扣分；如果无，则仅记录操作结果。

针对轨道交通车辆检修设置车辆两侧、车内、车底和车顶四个检修子模块的全三维虚拟场景；所述检修子模块设有检修点，检修点事故仿真模块设有标准的故障类型，可体现故障，并给出典型故障及检修点；检修过程在虚拟车间内实现，用VR控制手柄控制检修和浏览过程，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。实训主要模块的表现如下：

车体主要包括裙板面无破损、掉漆现象，防爬器无断裂、无撞击痕迹，侧墙表面无破损、掉漆、标记模糊现象等。

转向架主要包括车轮轮毂无径向裂纹，车轮与车轴固定无松动，防松线无错位，轮对油堵无缺失，并检查踏面无金属堆积、无擦伤、无凹坑，轮对油堵无缺失，车轴的轴箱区（A区）无热轴迹象等。

空调主要包括检查空调机组表面防滑条无起边，无脱离，无缺失，轻拍空调各盖板锁定牢固，无松动现象，各方孔锁锁闭到位，锁芯正常无滑丝，橡胶保护罩无缺失，空调安装座及其他紧固件防松线无错位，接地线连接紧固，外表面无破损。

受电弓主要包括受电弓上臂杆表面无污垢，无掉漆，无碰撞痕迹，无裂纹，受电弓橡胶止挡无破损，如有则清洁或更换，碳滑条表面光滑，磨耗均匀，无严重电腐蚀、无严重的崩边、裂纹，安装牢固。

车门主要包括客室车门、门页外观有无异常损伤，变形，客室车门玻璃外观有无异常损伤，变形。玻璃无起雾，车门外部文字、标识是否齐全、有无破损，车门指示灯是否齐全、有无破损等。

司机室主要包括司机室面罩表面无破损、掉漆、标记模糊现象，司机室脚蹬无损坏等。

实施例5

本实施例基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，与前述各实施例不同的是：事故仿真模块采用融入360视频和仿真场景对接，在实物场景的基础上加入虚拟故障效果；采用VR引擎开发工具集合VRADP和VS集成开发环境；根据典型车辆检修标准化作业流程、典型故障及处理流程设计；结合VR头盔构建可视化交互式虚拟现实仿真制作平台。

本发明基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，通过教辅模块设置待检查点的故障，可手动设置，也可利用算法自动生产。采用网络技术把数据发送到三维检修仿真系统，系统根据任务信息解析后，把设定的三维模型展示出来。受训学员在检查设备模型时，系统弹出检查选项。学员根据检查情况判断，选择检查结果。如需维护或更换零件，则选择合适的工具执行相关作业标准。

受训学员在三维仿真操作过程中，系统实时记录操作步骤顺序和操作结果，例如车门外观正常还是损伤，设备更换时先执行哪些步骤。智能考评模块基于存储的数据，智能化判断操作结果的正确性和操作顺序的准确性，计算出实训成绩。结合多次实训的大量数据，统计分析实训状况，给出科学化的教学指导意见。

根据典型车辆检修标准化作业流程、典型故障及处理流程设计，研发采用VR引擎开发工具集合VRADP和VS集成开发环境。硬件采用当下主流的商业VR头盔HTC Vive，实现虚拟现实仿真引擎，高效、易用的图形、逻辑、数据等高度综合的可视化交互式虚拟现实仿真制作平台，具备大规模海量场景的高效组织、调度和渲染能力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，根据实训内容设置车体检修、转向架检修、空调检修、受电弓检修、车门检修以及司机室检修模块，其特征在于：

采用VR沉浸式虚拟现实仿真技术，采用3DMax模型制作工具，依据次时代标准建模，基于三维引擎构建真实的检修车间/虚拟厂房；

基于模型材质渲染算法构建包括车体检修、转向架检修、空调检修、受电弓检修、车门检修以及司机室检修各模块在内的车辆模型：

采用JanVR虚拟仿真引擎，引擎底层采用OpenGL渲染技术，来渲染基本的模型信息；

采用动态光线算法和实时阴影高级渲染技术，计算光照和阴影，使用天空盒算法来模拟昼夜交替的变换，采用粒子控制算法，体积雾来模拟天气的变化，从而来增加场景的表现力；

引擎底层采用OpenAL技术来模拟三维声音，采用多普勒算法来模拟声音的渐变效果；引擎界面采用CEGUI技术来制作UI界面；物理仿真方面采用Bullet物理引擎来模拟物理世界，以模拟出来逼真的重力效果，模拟出来刚体约束，从而实现机械动画和变换，实现模拟软体和软体约束，实现绳子，布料，胶囊体柔性效果；

引擎使用流程，通过creator和3dmax来建模，采用插件自动导出osg2格式的模型文件；使用JanVR引擎编辑器修改模型属性输出到引擎中自动组建场景；通过脚本编辑器编写仿真逻辑，控制场景模型变化和环境变化，实现各种交互和动态效果；

采用人工智能机器人配合辅助完成检修过程，模拟多人配合检修工作，为保证系统满足单人训练，系统根据作业规范，采用行为树的算法理念模拟智能辅助角色参与检修，其过程如下：

1）建立AI行为分析模型；所述行为分析模型主要包括选择节点、顺序节点、并行节点、修饰节点、随机节点；

AI执行逻辑从根节点开始遍历整个树，在遍历的过程中，判断父节点的类型决定如何执行，以及执行哪些子节点；子节点执行完毕后，将结果反馈给父节点，由父节点判断是否完成，调转到下一个兄弟节点；

选择节点，遍历方式为从左到右依次执行所有子节点，只要节点返回 Fail，就继续执行后续节点，直到一个节点返回Success或Running为止，停止执行后续节点；如果有一个节点返回Success或Running则向父节点返回Success或Running；否则向父节点返回 Fail；

顺序节点,它从左向右依次执行所有节点，只要节点返回Success，就继续执行后续节点，当一个节点返回Fail或 Running 时，停止执行后续节点；向父节点返回 Fail 或Running，只有当所有节点都返回 Success 时，才向父节点返回 Success；

与选择节点相似，当节点返回Running 时，顺序节点除了终止后续节点的执行，还要记录返回 Running的这个节点，下次迭代会直接从该节点开始执行；

2）采用A*（A-Star）AI寻路算法，通过动态计算路径中的物理碰撞，根据切线法则尽快通过故障物，最快到达指定位置；把Dijkstra算法--靠近初始点的结点和BFS算法--靠近目标点的结点的信息块结合起来，g(n)表示从初始结点到任意结点n的代价，h(n)表示从结点n到目标点的启发式评估代价；当从初始点向目标点移动时，A*权衡这两者；每次进行主循环时，它检查f(n)最小的结点n，其中f(n) = g(n) + h(n)。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，其特征在于：采用学习、练习和考试三种实训模式，其中

1）学习模式：系统自动加载任务脚本，通过遍历任务树，快速分析任务逻辑，建立任务工作栈，开始执行时，系统根据工作栈索引，自动依次出栈，实现任务流程自动执行，执行期间可进行暂停和继续播放，方便教师教学；

2）练习模式：该模式下由教师建立和下发练习任务，学员接收练习任务，练习任务初始化完成后，学员进入检修车间，系统除介绍任务内容外，根据任务类型按作业步骤进行提示，指导学员操作；学员根据日常认知，完成步骤中题目的判断；过程中系统会实时记录每一个步骤的操作判断结果；任务结束后，给出任务成绩单；

考试模式：教师可根据教学计划自主设计故障点和故障类型，同时可根据需要设置各故障点的检查时间，生成试卷；该模式下由教师建立和下发考试任务，学员接收考试任务，考试任务初始化完成后，学员进入检修车间，系统介绍任务内容，由学员根据日常训练情况，自己进行任务的完成，过程中系统会实时记录每一个完成步骤，任务结束后，给出任务成绩单。

3.根据权利要求1或2所述的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，其特征在于：检修实训内容按操作类型分为目视、手触和使用工具三大类型，采用专家引导系统根据当前故障任务，分析建立任务工作栈，系统设计步骤流程脚本，每个脚本步骤具有编号、类型、操作引导语、操作工具、操作对象和操作选项；系统根据接收的任务，在初始启动时，加载相关的步骤流程脚本，在开始执行时引导学生按标准检修流程进行检修；操作过程中判断该检修项有无时间限制；如果有，超时则扣分；如果无，则仅记录操作结果。

4.根据权利要求1或2所述的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，其特征在于：针对轨道交通车辆检修设置车辆两侧、车内、车底和车顶四个检修子模块的全三维虚拟场景；所述检修子模块设有检修点，检修点事故仿真模块设有标准的故障类型，可体现故障，并给出典型故障及检修点；检修过程在虚拟车间内实现，用VR控制手柄控制检修和浏览过程，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。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟场景的轨道交通车辆检修仿真实训系统，其特征在于：事故仿真模块采用融入360视频和仿真场景对接，在实物场景的基础上加入虚拟故障效果；采用VR引擎开发工具集合VRADP和VS集成开发环境；根据典型车辆检修标准化作业流程、典型故障及处理流程设计；结合VR头盔构建可视化交互式虚拟现实仿真制作平台。

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