CN111627296A - 轨道车辆驾驶员培训辅助系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轨道车辆驾驶员培训辅助系统。该系统包括：用于显示轨道车辆的状态数据的显示模块，所述状态数据包括轨道车辆的位置信息，用于生成操作提示的智能提示模块，以及，用于对待评估对象的操作进行评估的评估模块。所述轨道车辆的状态信息由定位系统提供，包括沿着轨道布设的定位基站、地面系统和车载计算设备。定位基站与部署于轨道车辆的定位标识以超宽带技术相通信，以获取轨道车辆与定位基站的距离。所述车载计算设备基于该距离和由地面系统提供的地图集数据生成轨道车辆的位置信息。该定位基站为超宽带定位基站，该定位标识为超宽带定位标识。这样，通过该定位系统为所述培训辅助系统提供精度更高的数据源，以提升培训质量。

Description

轨道车辆驾驶员培训辅助系统

技术领域

本申请涉及辅助驾驶领域，更具体地涉及一种轨道车辆驾驶员培训辅助系统。

背景技术

尽管轨道交通越来越多地朝着全自动驾驶时代发展，但从实际情况来看，驾驶员仍是不可替代的存在。2017年12月5日德国西部发生列车碰撞事故，驾驶员在关键时刻采取紧急制动，得以减轻相应损失。2017年12月6日，深圳地铁外部施工单位未经审批擅自打桩作业，击穿11号线红树湾南-后海下行盾构隧道结构，致使行驶中的列车撞断桩头，驾驶员第一时间意识到前方危险，采取紧急措施，在保护自己的同时，使本次列车乘客无一人伤亡。

尽管全自动驾驶有其优势，但应对突发事故时，如何根据现实状况做出最有利的判断和反应，人力更具优势。驾驶员在日常驾驶过程中，只有居安思危，时刻保持危机意识，对各项突发状况不断练习，才能在关键时刻发挥作用。

但是，目前对于驾驶员的培训模式较为传统，以“师傅带徒弟”的模式为主。这种培训模式，具有效率低下、实训机会少、学习难度大、资料更新慢、无法客观考核真实水平、无法持续进行培训、培训效果与实际操作有差距、技术设备跟不上等一系列问题。

因此，需要一种改进的轨道车辆驾驶员培训辅助方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种轨道车辆驾驶员培训辅助系统，其基础数据由用于轨道车辆的采用超宽带技术的定位系统提供，基于此基础数据开发的所述培训辅助系统能够提升培训效果，降低培训周期，提高人才培养效率。

根据本申请的一方面，提供了一种轨道车辆驾驶员培训辅助系统，其包括：

显示模块，用于显示轨道车辆的状态数据，其中，所述状态数据包括轨道车辆的位置信息；

智能提示模块，用于生成操作提示；以及

评估模块，用于对待评估对象的操作进行评估；

其中，所述轨道车辆的状态信息由用于轨道车辆的定位系统提供，所述定位系统包括沿着轨道车辆行进轨道布设的定位基站、地面系统和部署于轨道车辆的车载计算设备，所述定位基站用于与部署于轨道车辆的定位标识以超宽带技术相通信，以获取轨道车辆与所述定位基站的距离，所述车载计算设备用于基于轨道车辆与所述定位基站之间的距离和由地面系统提供的地图集数据生成所述轨道车辆的位置信息，所述定位基站为超宽带定位基站，所述定位标识为超宽带定位标识。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述轨道车辆的状态数据进一步包括轨道车辆的速度和加速度信息。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述智能提示模块生成操作提示包括：

基于所述定位系统的布设于停车区段内的图像识别装置所识别的图形标识，生成对应的操作提示。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述图形标识包括“前方岔路”、“进入停车区段”、“注意停车标线”、“限速”、“制动”。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述智能提示模块生成操作提示包括：

基于当前需要，生成基本操作提示，其中，基本操作包括“列车启动”、“推动手柄”、“注意车速”。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述显示模块进一步用于：

当所述轨道车辆进入停车区段后，显示轨道车辆与停车标线之间的距离。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述智能提示模块进一步用于：

响应于待评估对象操作错误，生成警示信息。

在根据本申请的轨道车辆驾驶员培训辅助系统中，所述评估模块对待评估对象的操作进行评估包括：

基于待评估对象操作是否正确、动作规范程度、列车运行状态、停车准确程度、时间节点掌握，对待评估对象的操作进行评估。

因此，本申请提供的轨道车辆驾驶员培训辅助系统可以用于驾驶员的真车实训阶段，安装在培训试验线路上，以提高驾驶员实际操作驾驶水平。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1图示了根据本申请实施的轨道车辆驾驶员培训辅助系统的框图示意图。

图2图示了根据本申请实施例的用于轨道车辆的定位系统的架构示意图。

图3图示了根据本申请实施例的所述定位系统在停车区间的架构示意图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

如上所示，尽管轨道交通越来越多地朝着全自动驾驶时代发展，但从实际情况来看，驾驶员仍是不可替代的存在。但是，目前对于驾驶员的培训模式较为传统，以“师傅带徒弟”的模式为主。这种培训模式具有诸多缺陷。

具体来说，近年来，我国轨道交通迅猛发展，建设和运营规模不断增长，行业人才需求不断扩大，与此同时，行业人才供给不足、结构不合理等问题逐渐凸显，成为制约轨道交通健康、安全、可持续发展的短板。在信息技术与高科技产品不断更新换代的今天，传统培训模式依旧采用“师傅带徒弟”的模式，这就导致了培训效率低、实训机会少、学习难度大、资料更新慢、无法客观考核真实水平、无法持续进行培训、培训效果与实际有差距、技术设备跟不上等一系列问题，已然跟不上我国城市轨道交通发展的速度与规模。

一个刚进入地铁的新手司机，都要经过前后长达数月的模拟培训和跟车实习，最终经过理论和实际操作双重考试后才能发给地铁驾驶员上岗证。而在模拟培训环节，新手们要在这个模拟器内经受各种“故障考试”后，才能熟练开行120米长的列车。通常，驾驶员需要经过4个月的培训才能拿“驾照”，培训周期长。

在培训过程中，驾驶员需要做诸多操作，以轨道车辆停靠为例，地铁停车时将车门对准专业术语中称为“对标”。每个地铁站最前端都设置了一个停车标，当地铁司机室的窗户中心完全与它对齐，没有任何误差就是司机们说的“零标”，此时列车的其它车门也对得很准。如果地铁停稳后超过该停车标或未到停车标则被称为“过标”与“欠标”，列车的车门就会出现没对准的情况。当地铁“过标”或“欠标”超过50cm地铁车门就无法打开。练好“对标”是每个地铁司机的基本技能。

缩短驾驶员培训周期，提高培训质量的关键在于：首先，培训辅助系统能够采集精度较高的基础数据(例如，定位数据)；进而，基于基础数据，所述培训辅助系统能够给予正确的实操指导；还有，所述培训辅助系统能够针对驾驶员的操作给予有针对性的反馈，通过这样的方式，帮助驾驶员进行刻意训练，以提升培训效果。

基于此技术研发思路，本申请的基本思路是应用本申请发明人所研制的用于轨道车辆的定位系统，为轨道车辆驾驶员培训辅助系统提供更为精确的基础数据，基于此基础数据开发的所述培训辅助系统能够给予更为准确的实操指导，并且，所述培训辅助系统还能够针对驾驶员的操作给予有针对性的反馈，通过这样的方式，来提高培训效果，降低培训周期，提高人才培养效率。

基于此，本申请提供一种轨道车辆驾驶员培训辅助系统。该系统包括：用于显示轨道车辆的状态数据的显示模块，所述状态数据包括轨道车辆的位置信息、用于生成操作提示的智能提示模块，以及，用于对待评估对象的操作进行评估的评估模块。所述轨道车辆的状态信息由定位系统提供，包括沿着轨道布设的定位基站、地面系统和车载计算设备。所述定位基站与部署于轨道车辆的定位标识以超宽带技术相通信，以获取轨道车辆与所述定位基站的距离。所述车载计算设备基于所述距离和由地面系统提供的地图集数据生成轨道车辆的位置信息。所述定位基站为超宽带定位基站，所述定位标识为超宽带定位标识。这样，通过所述定位系统为所述培训辅助系统提供精度更高的数据源，从而所述培训辅助系统能够基于所述基础数据给予正确的实操指导，并且，所述培训辅助系统还能够安装在培训试验线路上，针对驾驶员的操作给予有针对性的反馈，以提升培训质量。

示例性系统

如图1所示，基于本申请实施例的轨道车辆驾驶员培训辅助系统被阐明，其中，所述轨道车辆驾驶员培训辅助系统用于驾驶员真车实训阶段，目的在于提高驾驶员实际操作驾驶水平，缩减驾驶员的培训周期。在具体实施中，所述轨道车辆驾驶员培训系统能够布设于培训试验路线上。

如图1所示，基于本申请实施例的所述轨道车辆驾驶员培训辅助系统100包括：显示模块110、智能提示模块120和评估模块。其中，显示模块110用于显示轨道车辆的状态数据，其中，所述状态数据包括轨道车辆的位置信息。所述智能提示模块120用于生成操作提示。所述评估模块130用于对待评估对象的操作进行评估。特别地，在本申请实施例中，所述轨道车辆驾驶员培训辅助系统的数据源来自本申请发明人研制的用于轨道车辆的定位系统。

图2图示了根据本申请实施例的用于轨道车辆的定位系统的架构示意图。如图2所示，所述定位系统包括：沿着轨道部署定位基站，部署于列车的车载设备，部署于车辆的定位标签，以及地面系统。具体来说，所述定位基站部署于轨道的一侧的巷道墙壁或者巷道顶部；考虑到地铁运行巷道比较狭窄，射频信号必须满足视距传输条件才能确保定位效果连续，在具体实施中，优选地建议每隔200-250米左右部署一个定位基站，并根据实际物理环境和轨道分布情况增布定位基站。所述车载设备包括部署于列车的所述定位标识以及车载计算设备。在具体实施中，在列车车头、车尾驾驶室内部安装所述定位标识作为车载定位器，以实现与定位基站之间的测距，其中，所述定位标识包括定位器和天线。在布局部署过程中，优选地，将所述天线安装在列车前挡风窗上部，以及，将所述定位器安装在列车控制室的侧部。定位器直接从车辆内部取电，支持12-24V电源供电，每台定位器功率约10W。同时，在列车车头和车尾同时部署车载计算机，所述车载计算机通过以太网线连接所述定位器，实现定位数据的位置计算。所述车载计算机需接入公网，实现地图、算法更新。所述地面系统包括位置显示、数据轨迹、地图更新服务、数据存储、历史轨迹等功能配置。

在实际运行过程中，部署于轨道一侧的巷道墙壁或者巷道顶部的所述定位基站与部署于列车的定位标识通信(或者说测距)，以提供定位标识的位置信息(即，列车的位置信息)。或者说，部署于列车的定位标识负责与定位基站通信，以获取距离定位基站的位置。进一步地，列车的实时位置由车载计算设备直接读取所述定位标识所产生的定位数据结合地图集数据计算得出(也就是说，位置计算服务需要地图集支持，所述地图更新服务定时从地面位置服务器更新地图和算法)。值得一提的是，列车的位置信息可使用车载控制系统显示屏显示，为了实现这一功能，需要建立从位置计算服务到车载控制系统的数据接口。车辆标签部署于车辆上，其定时与布设于巷道内的所述定位基站进行通信，以提供车辆的位置信息。特别地，车辆标签内置电池供电，一次充满电后可连续工作20多天，除此之外，也可以选择从车辆取电的方式供电，此方式无需安装内置电池。在地面系统中，列车位置可使用当先控制系统展示界面显示，数据直接从位置归集服务中读取。数据归集服务从定位基站获取数据，为地面GIS显示系统提供数据支持，存档服务负责将实时数据分类归档，以备事后查询历史轨迹。地图数据更新，负责最新算法、地图集数据的在线发布，所有车载系统可实时获取最新的地图集数据和算法更新。

特别地，在本申请实施例中，所述定位系统在所述轨道车辆的停车区间还配置有特殊设计。具体来说，图3图示了根据本申请实施例的所述定位系统在停车区间的架构示意图。如图3所示，在所述停车区间，所述定位系统包括部署于车站区间内的多个定位基站11，部署于定位对象的图像识别装置12、部署于定位对象的测距设备13。这里，在本申请实施例中，所述车站区间表示列车从启动停靠到列车停靠站点之间的区间范围，并且，在所述车站区间内设有用于指示定位对象的运行模式的图形标识15，包括：用于指示停靠点的停车标识，以及，用于指示该定位对象应调整的运行模式的图形标识15，其中，用于指示该定位对象应调整的运行模式的图形标识15，包括但不限于限速标识、开始制动标识等。当然，本领域普通技术人员应知晓，在具体实施中，可基于列车停车规范和要求，在停车区间内设置其他图形标识15，对此，并不为本申请所局限。并且，所述定位基站11和所述图形标识15的布设方式为：在停车区间内沿着列车行进的方向，先布设所述定位基站11，然后再布设指示该定位对象的运行模式的图形标识15，最后布设用于指示停靠位置的停车标。

在实际运行过程中，首先，所述定位基站11和部署于所述列车的定位标识14相通信，以获得所述定位对象距离停靠点的第一距离，该第一距离的测量具有米级精度，其中，所述定位基站11被实施为超宽带定位基站11，所述定位标识14被实施为超宽带定位标识14。也就是说，在列车停靠过程中，首先应用超宽带定位技术提供列车的基本位置(一个米级精度的大致距离)。进而，利用图像识别装置12(例如，工业摄像头)对设置于停靠路线上的图形标识15进行识别，以确定列车的第二位置(其精度相对于超宽带技术要高)，并且，可基于所述图形标识15所指示的内容调整列车的运行模式。进而，利用测距设备13(所述毫米波雷达)确定列车和某个所述图形标识15之间的精确距离，以及，列车距离停靠点的第二距离。

为了确保所述定位对象在车站区间内的定位效果，优选地，在具体的部署过程中，所述定位基站11在车站区间内按照预设间距进行设置，该预设间距被设置为50米-100米。当然，本领域普通技术人员应可以理解，在具体部署过程中，可基于实际物理条件限制和布设环境对所述定位基站11的布设密度进行自适应调整，对此，并不为本申请所局限。

值得一提的是，为了提高定位精度，在本申请实施的定位系统中，所述定位基站11被实施为超宽带定位(Ultra Wide Band，UWB)基站、所述定位标识14被实施为超宽带定位(Ultra Wide Band，UWB)标识。本领域普通技术人员应知晓，超宽带技术作为一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术逐渐，它不需要使用传统通信体制中的载波，从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带宽系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗干扰性好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等多种优点。

相应地，通过所述定位系统为所述培训辅助系统提供精度更高的数据源，从而所述培训辅助系统能够基于所述基础数据给予正确的实操指导，并且，所述培训辅助系统还能够安装培训试验路线上，针对驾驶员的操作给予有针对性的反馈，以提升培训质量。

具体来说，在本申请实施例中，所述显示模块110用于将由上述定位系统所提供的关于轨道车辆的状态数据显示在屏幕上。并且，当所述轨道车辆进入停车区段后，所述显示模块110进一步用于显示轨道车辆与停车标线之间的距离。

所述智能提示模块具有两大基本功能，其中，第一个功能为：基本操作提示。在具体实施中，将列车基本操作质量输入系统语言库，所述培训辅助系统将根据当前需求进行提示，如“列车启动”、“推动手柄”、“注意车速”等。第二个功能为基于所述定位系统的布设于停车区段内的图像识别装置所识别的图形标识，生成对应的操作提示，例如，“前方岔路”、“进入停车区段”、“注意停车标线”、“限速”、“制动”等。

所述评估模块130用于基于待评估对象操作是否正确、动作规范程度、列车运行状态、停车准确程度、时间节点掌握，对待评估对象的操作进行评估。在一种可能的实现方式中，可采用对待评估对象的驾驶技能打分的方式进行评估，比如，与停车标线距离控制到50厘米标准范围内为满分100，每多5cm，评分减10分。进一步地，为了提高培训质量，所述智能提示模块，进一步用于：响应于待评估对象操作错误，生成警示信息，通过这样的方式，对驾驶员的驾驶技能进行刻意训练。

进一步地，根据本申请实施例的所述培训辅助系统能够进行智能语音提示、对驾驶员的动作进行分析、智能驾驶技能评分。基于实际应用测试，基于本申请实施例的所述驾驶员培训辅助系统，可缩短驾驶员培训周期一个月左右。

综上，基于本申请实施的驾驶员培训辅助系统被阐明，其应用本申请发明人所研制的用于轨道车辆的定位系统，为轨道车辆驾驶员培训辅助系统提供更为精确的基础数据，所述培训辅助系统能够基于所述基础数据给予正确的实操指导，并且，所述培训辅助系统还能够针对驾驶员的操作给予有针对性的反馈，以提升培训质量。

这里，本领域技术人员可以理解，上述培训辅助系统中的各个单元和模块的具体功能和操作已经在上述描述中得到了详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

如上所述，根据本申请实施例的培训辅助系统可以实现在各种终端设备中，例如大屏智能设备，或者独立于大屏智能设备的计算机等。在一个示例中，根据本申请实施例的培训辅助系统可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到终端设备中。例如，该培训辅助系统可以是该终端设备的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该终端设备所开发的一个应用程序；当然，该培训辅助系统同样可以是该终端设备的众多硬件模块之一。

替换地，在另一示例中，该培训辅助系统与该终端设备也可以是分立的设备，并且该培训辅助系统可以通过有线和/或无线网络连接到该终端设备，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (8)

1.一种轨道车辆驾驶员培训辅助系统，其特征在于，包括：

显示模块，用于显示轨道车辆的状态数据，所述状态数据包括轨道车辆的位置信息；

智能提示模块，用于生成操作提示；以及

评估模块，用于对待评估对象的操作进行评估；

其中，所述轨道车辆的状态信息由用于轨道车辆的定位系统提供，所述定位系统包括沿着轨道车辆行进轨道布设的定位基站、地面系统和部署于轨道车辆的车载计算设备，所述定位基站用于与部署于轨道车辆的定位标识以超宽带技术相通信，以获取轨道车辆与所述定位基站的距离，所述车载计算设备用于基于轨道车辆与所述定位基站之间的距离和由地面系统提供的地图集数据生成所述轨道车辆的位置信息，所述定位基站为超宽带定位基站，所述定位标识为超宽带定位标识。

2.根据权利要求1所述的培训辅助系统，其中，所述轨道车辆的状态数据进一步包括轨道车辆的速度和/或加速度信息。

3.根据权利要求1所述的培训辅助系统，其中，所述智能提示模块生成操作提示包括：

基于所述定位系统的布设于停车区段内的图像识别装置所识别的图形标识，生成对应的操作提示。

4.根据权利要求3所述的培训系统，其中，所述图形标识包括“前方岔路”、“进入停车区段”、“注意停车标线”、“限速”、“制动”。

5.根据权利要求1所述的培训辅助系统，其中，所述智能提示模块生成操作提示包括：

基于当前需要，生成基本操作的提示，所述基本操作包括“列车启动”、“推动手柄”、“注意车速”。

6.根据权利要求1所述的培训辅助系统，其中，所述显示模块进一步用于：

当所述轨道车辆进入停车区段后，显示轨道车辆与停车标线之间的距离。

7.根据权利要求1所述的培训辅助系统，其中，所述智能提示模块进一步用于：

响应于待评估对象操作错误，生成警示信息。

8.根据权利要求1所述的培训辅助系统，其中，所述评估模块对待评估对象的操作进行评估包括：

基于待评估对象操作是否正确、动作规范程度、列车运行状态、停车准确程度、时间节点掌握，对待评估对象的操作进行评估。

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