CN114283649B - 列车巡检仿真培训系统和方法及培训设备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明为解决现有技术以实车作为培训平台存在的效率低以及有安全隐患的问题，提供一种列车巡检仿真培训系统和方法及培训设备和使用方法，属于轨道交通教学培训技术领域。列车巡检仿真培训系统包括列车模拟驾驶系统、虚拟仿真培训系统和考评管理系统，三者之间相互双向通讯连接。学员于该列车巡检仿真系统上执行相应的步骤，完成列车巡检培训。列车巡检仿真培训设备由多套列车巡检仿真培训系统构成，可以实现多个学员同时进行列车巡检培训。本发明可帮助学员快速、高效地实现列车巡检技能的提升，降低培训成本，缩短培训周期，为列车安全运行奠定基础。

Description

列车巡检仿真培训系统和方法及培训设备和使用方法

技术领域

本发明涉及轨道交通教学培训技术领域，尤其涉及一种列车巡检仿真培训系统和方法及培训设备和使用方法。

背景技术

列车快速高效地日常巡检作业是关系车辆安全稳定运行的关键问题。近年来，随着运营里程、货物运输量的迅速增长，新晋从业人员的培训需求也随之激增。如何有效解决当前存在的培训供需问题将对人员的迅速上岗及上岗后的安全作业产生深远影响。

目前，列车巡检技能的提升只能依赖“师带徒”模式进行培训。以实车作为培训平台，“人等车，车等人”的问题在培训过程中已成常态。这种培训模式不仅培训效率低，还存在安全隐患。

发明内容

本发明为解决现有技术以实车作为培训平台存在的效率低以及有安全隐患的问题，提供一种列车巡检仿真培训系统和方法及培训设备和使用方法。本发明可帮助学员快速、高效地实现巡检技能的提升，降低培训成本，缩短培训周期，为列车安全运行奠定基础。

本发明采用的技术方案是：

列车巡检仿真培训系统，所述列车巡检仿真培训系统包括：

列车模拟驾驶系统，所述列车模拟驾驶系统与真实列车司机室构造保持完全一致，以模拟真实的驾驶现场环境，且其可由内置程序驱动其自身进入到培训初始化状态以及后续巡检中的真实状态；

虚拟仿真培训系统，所述虚拟仿真培训系统通过内置程序以三维建模方式提供初始化的3D虚拟模型；所述3D虚拟模型包含列车设备、控制逻辑和电气环路；所述虚拟仿真培训系统与所述列车模拟驾驶系统双向通讯连接，实现静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者故障与防护培训模式下虚拟状态和真实状态之间的同步；

考评管理系统，所述考评管理系统分别与所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统双向通讯连接，实现培训课程发布，以及接受学员于所述列车模拟驾驶系统和/或所述虚拟仿真培训系统上进行列车巡检培训时的列车巡检操作反馈数据，并将该列车巡检操作反馈数据与内置的标准作业流程数据进行比对，完成学员评价并输出评价结果。

进一步地，所述列车模拟驾驶系统包括主模块、IO模块、电路逻辑模块、气路模块、声音模块和视景模块。

进一步地，所述考评管理系统包括掌上移动设备或考评管理设备，监控摄像头，第三视角摄像机以及硬盘录像机。

进一步地，所述列车巡检仿真培训系统还包括声音模拟系统，所述声音模拟系统与所述列车模拟驾驶系统、所述虚拟仿真培训系统以及所述考评管理系统通讯连接。

基于前述的列车巡检仿真培训系统的列车巡检仿真培训方法，所述列车巡检仿真培训方法包含以下步骤：

步骤S1，选择静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者在故障与防护培训模式，并依据选择结果于所述考评管理系统中编制对应的培训课程，并将该培训课程发送至所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统；

步骤S2，所述列车模拟驾驶系统依据培训课程由内置程序驱动自身进入培训初始化状态，所述虚拟仿真培训系统依据培训课程由内置程序以三维建模方式提供初始化的3D虚拟模型；

步骤S3，学员于所述列车模拟驾驶系统上进行列车巡检，所述虚拟仿真培训系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的虚拟状态，该虚拟状态与所述列车模拟驾驶系统上的真实状态对应；

或者，学员于与所述3D虚拟模型中进行列车巡检，所述列车模拟驾驶系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的真实状态，该真实状态与所述3D虚拟模型中的虚拟状态对应；

步骤S4，所述考评管理系统将接收由所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统反馈的列车巡检操作反馈数据，并与内置的标准作业流程数据进行比对，完成学员评价并输出评价结果。

进一步地，所述步骤S1中，培训课程包括培训人员名单、巡检培训课程内容、是否介入设备故障以及设备故障类型、安全防护培训；所述设备保障类型包括机械类故障、老化类故障、烧损类故障、电路故障、气路故障、丢失或操作不到位导致的故障、行车突发事件；所述安全防护培训包括响墩的放置、火炬的使用、短接铜线的使用。

进一步地，所述步骤S3中，学员于与所述3D虚拟模型中进行列车巡检时，穿戴无线力反馈手套以实现逻辑动作数据的采集和反馈。

列车巡检仿真培训设备，所述列车巡检仿真培训设备包括：

多套前述的列车巡检仿真培训系统，所述列车巡检仿真培训系统按照预设方式布置。

进一步地，多套所述列车巡检仿真培训系统按照矩形阵列方式布置。

基于前述的列车巡检仿真培训设备的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

步骤S1，为多套所述列车巡检仿真培训系统分别设置唯一的编号；

步骤S2，确立参与巡检培训的所述列车巡检仿真培训系统及其编号；

步骤S3，多个学员分别穿戴无线力反馈手套于前一步骤中选择的所述列车巡检仿真培训系统上进行列车巡检培训操作；每个学员穿戴的所述无线力反馈手套具有不同的工作频率；

步骤S4，基于对应的所述无线力反馈手套的工作频率，追踪学员在所述列车巡检仿真培训系统上的列车巡检操作过程，形成培训记录并进行学员评价。

本发明的有益效果是：

本发明为解决现有技术以实车作为培训平台存在的效率低以及有安全隐患的问题，提供一种列车巡检仿真培训系统和方法及培训设备和使用方法。列车巡检仿真培训系统包括列车模拟驾驶系统、虚拟仿真培训系统和考评管理系统。学员于该列车巡检仿真系统上执行相应的步骤，完成列车巡检培训。本发明以列车模拟驾驶系统与虚拟仿真培训系统相结合的方式，开发具有两者培训优势的列车巡检仿真培训系统。该培训系统兼具司机驾驶与副司机列车巡检的业务内容，覆盖更多运行场景，以实物设备及3D模型替代真实车辆，解决现有列车巡检培训的痛点问题，可帮助学员快速、高效地实现巡检技能的提升，降低培训成本，缩短培训周期，为列车安全运行奠定基础。列车巡检仿真培训设备由多套列车巡检仿真培训系统构成，可以同时实现多个学员同时进行列车巡检培训，提高了培训效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为实施例1中，列车巡检仿真培训系统的逻辑连接结构示意图。

图2为实施例2中，响墩的放置的防护训练时的操作示意图。

图3为实施例2中，以第三视角远程查看学员的全部操作过程示意图。

图4为实施例3中，列车巡检仿真培训设备的结构示意图。

附图标记为：

101-列车模拟驾驶系统，102-虚拟仿真培训系统，103-考评管理系统；

C001-监控摄像头，C002-第三视角摄像机。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对发明的实施例进行详细说明。

目前，列车巡检技能的提升只能依赖“师带徒”模式进行培训。以实车作为培训平台，“人等车，车等人”的问题在培训过程中已成常态。这种培训模式不仅培训效率低，还存在安全隐患。

为解决现有技术以实车作为培训平台存在的效率低以及有安全隐患的问题，本实施例中提供一种列车巡检仿真培训系统，如附图1中所示。

该列车巡检仿真培训系统包括列车模拟驾驶系统101、虚拟仿真培训系统102和考评管理系统103。

列车模拟驾驶系统101，其与真实列车司机室在选材、尺寸、结构、设备等构造保持完全一致。列车模拟驾驶系统101一般包含多个模块，例如主模块、IO模块、电路逻辑模块、气路模块、声音模块和视景模块。其中，主模块用于网络数据的发送和接收；IO模块用于输入和输出车辆状态、信息；电路逻辑模块用于再现真实列车的电路逻辑；气路模块用于再现真实列车的气路逻辑；声音模块用于再现列车试验、运行、停车等多种工况下的各种正常和非正常声音；视景模块用于再现前方运行线路、信号机、接触网、周围标志性建筑、自然风景、天气变化等全过程的场景变化。列车模拟驾驶系统101上的主模块、IO模块、电路逻辑模块、气路模块、声音模块和视景模块参照真实列车司机室的结构进行通讯连接，模拟真实的驾驶现场环境，比如司机驾驶室内所有实物设备、控制逻辑、电气环路、前方运行线路、信号机、接触网、周围标志性建筑、自然风景、天气变化等运行视景。同时，列车模拟驾驶系统101还可以依据培训需求，由内置的程序驱动其自身进入到培训初始化状态以及后续巡检中的真实状态。

学员可在列车模拟驾驶系统101上，进行实物操作，完成列车巡检培训。比如，学员可在列车模拟驾驶系统101上检查前挡风玻璃，以目视确认无破损完成；司机室检查操纵台上的各开关扳键，以触摸扳动确认动作过程无异常完成。

虚拟仿真培训系统102，其通过内置的程序以三维建模方式提供包含列车设备、控制逻辑和电气环路等初始化的3D虚拟模型，学员可在该3D虚拟模型中进行列车巡检培训。列车设备包括分布于列车司机室、机械间、车顶、走行部、车底、重联部、车端的全部设备。虚拟仿真培训系统102与列车模拟驾驶系统101之间双向通讯连接，实现静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者故障与防护培训模式下虚拟状态和真实状态之间的同步。

比如，静态巡检模式中，由单个学员或者两个学员（一个作为司机，另一个作副司机）配合进行列车巡检培训。在静态巡检模式下，虚拟仿真培训系统102通过三维建模方式提供虚拟的列车司机室。学员B通过穿戴无线力反馈手套，在虚拟的列车司机室中的副司机位置处，配合学员A或独立完成列车巡检作业相关科目。当学员B独立完成列车巡检作业时，按照虚拟仿真培训系统102内的提示，执行相应的操作比如拨动司机操纵台上的手柄，按压开关，拧动旋钮等，一步步完成列车巡检作业所包含的全部检查设备检查。如果虚拟的列车司机室中的设备检查中发现有故障，此时列车模拟驾驶系统101亦由内置的程序驱动自身进入对应的设备故障状态，实现真实状态与虚拟的列车司机室的虚拟状态同步。

考评管理系统103，其分别与列车模拟驾驶系统101以及虚拟仿真培训系统102双向通信连接，实现培训课程发布以及培训数据的反馈分析。考评管理系统103包括掌上移动设备或考评管理设备，监控摄像头C001、第三视角摄像机C002以及硬盘录像机等。教员可依托掌上移动设备或考评管理设备以第三视角远程查看学员操作。通过监控摄像头C001，学员在模拟驾驶系统101中的操作和在虚拟仿真培训系统102中的操作能够实时传输到考评管理系统103并存储在硬盘录像机中。操作过程全程录像并可实现课程回放，用以作为培训/考评的记录和依据。通过虚拟仿真培训系统102内置的第三视角摄像机C002，教员能够查看学员在虚拟仿真培训系统102内的检查路线，学员检查的移动轨迹可如图自动生成。第三视角摄像机C002由教员控制，当摄像机C002移动至跟随学员，教员可查看学员的检查方式是否正确，检查工具是否使用正确，故障处理步骤是否正确等，对学员的操作过程进行全程监控，同样存储于硬盘录像机中。

教员依托考评管理系统103实现人员管理、设备管理、教学、考核、评价及数据分析。每次教学活动进行中，教员可查看当前设备使用情况，当前培训的人员，当前培训的课程，课程设置的考核项点，学员目前的完成情况等。当学员操作课程结束，考评管理系统103可自动对学员操作的全过程进行评价。同时根据数据分析功能，可查看某个学员的某一阶段的学习状况，或查看某个班级某门科目的学习情况，帮助教员有针对性地制定教学计划，提高培训效率。

本实施例中的列车巡检仿真培训系统，以列车模拟驾驶系统与虚拟仿真培训系统相结合的方式，开发具有两者培训优势的列车巡检仿真培训系统。该培训系统兼具司机驾驶与副司机列车巡检的业务内容，覆盖更多运行场景，以实物设备及3D模型替代真实车辆，解决现有列车巡检培训的痛点问题，可帮助学员快速、高效地实现巡检技能的提升，降低培训成本，缩短培训周期，为列车安全运行奠定基础。

在实际生产中，经常通过声音的正常或异常来判断列车是否发生了故障，因此列车巡检仿真培训系统还引入有声音模拟系统。声音模拟系统通过内置的程序可模拟列车巡检过程中发出的各种声音，包含但不限于操作开关按键的声音、鸣笛的声音、充排风的声音、锤检的声音并且提供设备正常状态声音和非正常状态声音。学员通过目视、手触、耳听相结合的方式，全面综合地寻找故障来源。声音模拟系统的加入使得列车巡检仿真培训系统更贴近真实场景，列车巡检流程更符合实际生产要求，学员培训时的沉浸感更强。

实施例2

列车巡检仿真培训方法，其包含以下步骤：

步骤S1，选择静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者在故障与防护培训模式，并依据选择结果于考评管理系统103中编制对应的培训课程，并将该培训课程发送至列车模拟驾驶系统101和虚拟仿真培训系统102。培训课程包括培训人员名单、培训课程内容和是否介入设备故障以及设备故障类型、安全防护培训等。设备保障类型包括机械类故障、老化类故障、烧损类故障、电路故障、气路故障、丢失或操作不到位导致的故障、行车突发事件。

教员可通过考评管理系统103在学员培训前设置列车的各种故障，故障类型包含但不限于，机械类故障、老化类故障、烧损类故障、电路故障、气路故障、丢失或操作不到位导致的故障、行车突发事件。故障内容在一次教学过程中可以单种类多次设置、多种类设置、任意位置设置、严重程度设置等。学员在教学模式依据系统提示处理相应故障；在考试模式，无处理流程的提示。学员依据日常学习，按照标准作业流程巡检车辆，发现故障按标准作业流程上报并处理。

各类故障的具体说明如下：

1)机械类故障指列车部件或设备破损、开裂、磨耗故障，例如教员可设置受电弓碳滑板磨损；

2)老化类故障指设备电缆、管路经长时间运行或风吹雨淋日晒造成的绝缘层粉化，表皮龟裂，例如教员可设置受电弓风管老化；

3)烧损类故障指设备异常运行发热致设备烧损，例如教员可设置牵引风机接地线烧损；

4)电路故障指列车电气环路或控制环路发生故障，例如教员可设置微机电源复位环路故障；

5)气路故障指列车供风或制动系统发生故障，例如教员可设置列车启动后总风缸压力不足的故障；

6)丢失或操作不到位导致的故障指设备铅封或标签丢失、设备锁扣等操作不到位引起的故障，例如教员可设置灭火器标签丢失、灭火器安全锁扣未锁闭的故障；

7)行车突发事件指线路故障、接触网挂异物、线路有异物、信号机状态异常，天气或自然灾害等造成的行车故障，例如教员设置接触网挂塑料布致列车无法正常行驶。

步骤S2，列车模拟驾驶系统101依据培训课程由内置的程序驱动自身进入培训初始化状态，虚拟仿真培训系统102依据培训课程由内置的程序以三维建模方式提供初始化的3D虚拟模型。3D虚拟模型包含列车设备、控制逻辑和电气环路。

步骤S3，学员于列车模拟驾驶系统101上进行列车巡检，虚拟仿真培训系统102根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的虚拟状态，该虚拟状态与列车模拟驾驶系统101上的真实状态对应；

或者，学员于与3D虚拟模型中进行列车巡检，列车模拟驾驶系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的真实状态，该真实状态与3D虚拟模型中的虚拟状态对应。

步骤S4，考评管理系统103将接收由列车模拟驾驶系统101和虚拟仿真培训系统102反馈的列车巡检操作反馈数据，并与内置的标准作业流程数据进行比对，完成学员评价并输出评价结果。

具体的，在静态巡检培训模式下，由单个学员或者两个学员（一个作为司机，另一个作副司机）配合进行列车巡检培训。在静态巡检培训模式下，一个学员穿戴无线力反馈手套，在虚拟仿真培训系统102提供的3D虚拟模型中完成列车开车作业前或回库作业前的安全检查，司机室、机械间、车顶、走行部、车底、重联部、车端的全部设备检查。例如，开车作业前的安全检查包括以下步骤：

[1]查看列车前方20米是否已设置防护；

[2]查看列车渡板是否安装牢固；

[3]查看A节车受电弓是否已降下，查看B节车受电弓是否已降下；

[4]查看A、B节车止轮器是否已安装好。

在检查过程中，学员需按照虚拟仿真培训系统102内的提示或要求，遵循上述开车作业前的安全检查中列出的标准检查路线完成全部检查步骤。在该过程中涉及到的检查工具，如检车锤、手电筒等需按标准作业流程进行使用。由于静态巡检中涉及到的设备众多，不同的设备有不同的检查方式。例如司机室检查前挡风玻璃，以目视确认无破损完成；司机室检查操纵台上的各开关扳键，以触摸扳动确认动作过程无异常完成。通过穿戴无线力反馈手套，学员能够在虚拟仿真培训系统102中依然按照人体操作习惯，使用检查工具，遵循标准检查路线行走，触摸扳动设备或远距离指向设备实现触摸或目视确认。

或者，在静态巡检模式下，学员可以在列车模拟驾驶系统101上进行列车巡检，比如例如司机室检查前挡风玻璃，以目视确认无破损完成；司机室检查操纵台上的各开关扳键，以触摸扳动确认动作过程无异常完成。拟仿真培训系统102依据学员在列车模拟驾驶系统101上的逻辑动作数据由内置的程序驱动自身进入到对应的虚拟状态，该虚拟状态与列车模拟驾驶系统101上的真实状态对应。

在动态巡检培训模式下，由两个学员（一个作为司机，另一个作副司机）配合进行列车巡检培训。在动态巡检模式培训下，两个学员在列车模拟驾驶系统101和虚拟仿真培训系统102联动控制模式下共同完成列车运行过程中的部分设备状态检查，途中到站设备检查，列车交接班作业流程的培训。学员A通过操纵列车模拟驾驶系统101将车辆发动并正常运行至线路，学员B穿戴无线力反馈手套站于列车模拟驾驶系统101的副司机位置处，操作虚拟仿真培训系统102内虚拟3D模型中的设备。例如，在列车运行过程中，副司机定时进行走廊巡视，以目视方式查看设备运行是否正常。

在故障与防护培训模式下，由两个学员（一个作为司机，另一个作副司机）配合进行列车巡检培训，学员在发现故障后，需遵循标准作业流程完成故障的发现、信息上报及故障处理。

在静态巡检中，一个学员在虚拟仿真培训系统102中按标准作业流程由车端开始至车底结束完成车辆的列车巡检工作。在列车巡检过程中若发现设备故障，如扳键无法扳动，副司机将故障设备拍照记录并以标准信息汇报表上报故障内容。上报完毕后虚拟仿真培训系统102提示信息已上报，接着完成故障处理的步骤，故障处理完毕后该项设备故障处置的作业流程结束。

在动态巡检中，通过教学管理系统103设置在运行过程中列车模拟驾驶系统101报出车辆故障，学员A通知另一个学员B进行故障处置。列车模拟驾驶系统101中的车辆故障信息通过实时数据协议同步发送给虚拟仿真培训系统102。根据自定义的设备号及设备状态序号，虚拟仿真培训系统102将收集到的数据转换为对应虚拟设备的状态数据，驱动虚拟设备动作，实现车辆故障信息在虚拟仿真培训系统102中的同步。学员B在虚拟仿真培训系统102中查看故障代码并以此获悉故障发生的具体位置。锁定故障位置后，学员B通过无线力反馈手套点击故障上报按钮，将故障信息向学员A、调度或段所汇报。汇报完毕后操作对应的虚拟设备，排除故障。故障信息的汇报以及操作虚拟设备后的反馈均通过自定义的设备号与设备状态序号发送状态变化，并进一步转化为列车模拟驾驶系统101的逻辑动作数据。在收到逻辑数据后，列车模拟驾驶系统101上车辆信息显示屏的故障信息消失，学员A继续正常操纵车辆行驶。

当发生行车突发事件或其它故障导致列车需要停车时，依据列车巡检仿真培训联动控制内容，可进行区间停车后的防护训练。防护训练内容包含但不限于响墩的放置、火炬的使用、短接铜线的使用。

比如响墩的放置的防护训练中，学员A在列车模拟驾驶系统101中向学员B发出列车因突发故障停车的指令，并操作列车停车。学员B在虚拟仿真培训系统102中经过命令传输协议与实时数据传输协议接到列车停车的指令，在虚拟仿真培训系统102的备品柜中拿取响墩，如附图2中所示。按规定由非邻线侧下车并移动到钢轨规定位置处放置响墩。放置的规定位置按照标准作业流程中的内容设计，达到与实际工况完全一致的要求。学员B放置完毕后，点击放置完毕按钮，该信息以实时数据传输协议反馈给列车模拟驾驶系统101。学员A接到防护用品已设置完毕的信息，该培训课程结束。

当学员在列车模拟驾驶系统101、虚拟仿真培训系统102或在两者系统全部进行培训时，教员可依托掌上移动设备或考评管理设备以第三视角远程查看学员操作。通过监控摄像头C001，学员在模拟驾驶系统101中的操作和在虚拟仿真培训系统102中的操作能够实时传输到教员终端并存储在硬盘录像机中。操作过程全程录像并可实现课程回放，用以作为培训/考评的记录和依据。通过虚拟仿真培训系统102内置的第三视角摄像机C002，教员能够查看学员在虚拟仿真培训系统102内的检查路线，学员检查的移动轨迹可如图自动生成，并标明序号①②③④⑤……，如附图3中所示。第三视角摄像机C002由教员控制，当摄像机C002移动至跟随学员，教员可查看学员的检查方式是否正确，检查工具是否使用正确，故障处理步骤是否正确等，对学员的操作过程进行全程监控，同样存储于硬盘录像机中。当考评管理系统103的自动考评功能给出的评判结果存在异议时，教员根据硬盘录像机中第三视角摄像机C002的记录结果，验证考评内容。如确实有误，可修改考评结果。

本实施例中，教学管理系统根依据培训课程将培训课程初始化数据发送给列车模拟驾驶系统与虚拟仿真培训系统，达到设备初始化状态，学员在列车模拟驾驶系统上进行操作，逻辑动作数据经命令传输协议与实时数据传输协议发送至虚拟仿真培训系统，虚拟仿真培训系统经自定义数据解析方法读取数据后驱动对应的虚拟设备动作。学员在虚拟仿真培训系统中对虚拟设备执行动作，虚拟设备动作后的数据经自定义数据解析方法还原为逻辑动作数据发送给列车模拟驾驶系统，实现列车模拟驾驶系统与虚拟仿真培训系统的状态同步。

实施例3

列车巡检仿真培训设备，其包括多套实施例1中的列车巡检仿真培训系统。多套列车巡检仿真培训系统按照预设方式布置，如附图4中所示。比如，多套列车巡检仿真培训系统按照预设矩形阵列方式布置。培训现场有可能存在受制于空间范围或不止一套列车巡检仿真培训系统同时使用的情况。当多套列车巡检仿真培训系统同时使用时，编号1至N中的每一套可在小于1m乘以1m的范围内使用。

该列车巡检仿真培训设备的使用方法包括以下步骤：

步骤S1，为多套列车巡检仿真培训系统分别设置唯一的编号；

步骤S2，确立参与巡检培训的列车巡检仿真培训系统及其编号；

步骤S3，多个学员分别穿戴无线力反馈手套于前一步骤中选择的列车巡检仿真培训系统上进行列车巡检培训操作；每个学员穿戴的无线力反馈手套具有不同的工作频率，以实现学员定位；

步骤S4，基于对应的无线力反馈手套的工作频率，追踪学员在列车巡检仿真培训系统上的列车巡检操作过程，形成培训记录并进行学员评价。

由于培训时采用无基站定位方式，跟随人体以追踪培训时穿戴的无线力反馈手套，提高使用时的灵活性。同时处于同一水平位置的终端，例如列车巡检仿真培训系统1与列车巡检仿真培训系统3，以不同驱动频率追踪各自的手套。无论距离d如何变化，列车巡检仿真培训系统1与列车巡检仿真培训系统3均互相不受干扰，由此可满足多套列车巡检仿真培训系统同步满足多个学员同步培训的需求。

Claims (10)

1.一种列车巡检仿真培训系统，其特征在于，所述列车巡检仿真培训系统包括：

列车模拟驾驶系统，所述列车模拟驾驶系统与真实列车司机室构造保持完全一致，以模拟真实的驾驶现场环境，且可由内置程序驱动其自身进入到培训初始化状态以及列车巡检中对应的真实状态；

虚拟仿真培训系统，所述虚拟仿真培训系统通过内置程序以三维建模方式提供初始化的3D虚拟模型；所述3D虚拟模型包含列车设备、控制逻辑和电气环路；所述虚拟仿真培训系统与所述列车模拟驾驶系统双向通讯连接，实现静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者故障与防护培训模式下虚拟状态和真实状态之间的同步；

考评管理系统，所述考评管理系统分别与所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统双向通讯连接，实现培训课程发布，以及接受学员于所述列车模拟驾驶系统和/或所述虚拟仿真培训系统上进行列车巡检培训时的列车巡检操作反馈数据，并将该列车巡检操作反馈数据与内置的标准作业流程数据进行比对，完成学员评价并输出评价结果；

其中，所述虚拟仿真培训系统与所述列车模拟驾驶系统双向通讯连接，实现静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者故障与防护培训模式下虚拟状态和真实状态之间的同步具体包括：

在静态巡检培训模式下，学员于所述列车模拟驾驶系统上进行列车巡检，所述虚拟仿真培训系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的虚拟状态，该虚拟状态与所述列车模拟驾驶系统上的真实状态对应；

或者，在静态巡检培训模式下，学员借助无线力反馈手套在所述3D虚拟模型中进行列车巡检，所述列车模拟驾驶系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的真实状态，该真实状态与所述3D虚拟模型中的虚拟状态对应；

在动态巡检培训模式和故障与防护培训模式下，两个学员配合分别于所述列车模拟驾驶系统上以及借助无线力反馈手套在所述3D虚拟模型中进行列车巡检，所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统信息同步，虚拟状态和真实状态相互对应；其中，在动态巡检中，一个学员于所述列车模拟驾驶系统上进行列车巡检，另一个学员借助无线力反馈手套在所述3D虚拟模型中进行列车巡检。

2.根据权利要求1所述的列车巡检仿真培训系统，其特征在于，所述列车模拟驾驶系统包括主模块、IO模块、电路逻辑模块、气路模块、声音模块和视景模块。

3.根据权利要求1所述的列车巡检仿真培训系统，其特征在于，所述考评管理系统包括掌上移动设备或考评管理设备，监控摄像头，第三视角摄像机以及硬盘录像机。

4.根据权利要求1所述的列车巡检仿真培训系统，其特征在于，所述列车巡检仿真培训系统还包括声音模拟系统，所述声音模拟系统与所述列车模拟驾驶系统、所述虚拟仿真培训系统以及所述考评管理系统通讯连接。

5.一种基于权利要求1~4中任意一项所述的列车巡检仿真培训系统的列车巡检仿真培训方法，其特征在于，所述列车巡检仿真培训方法包含以下步骤：

步骤S1，选择静态巡检培训模式、动态巡检培训模式或者在故障与防护培训模式，并依据选择结果于所述考评管理系统中编制对应的培训课程，并将该培训课程发送至所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统；

步骤S2，所述列车模拟驾驶系统依据培训课程由内置程序驱动自身进入培训初始化状态，所述虚拟仿真培训系统依据培训课程由内置程序以三维建模方式提供初始化的3D虚拟模型；

步骤S3，学员于所述列车模拟驾驶系统上进行列车巡检，所述虚拟仿真培训系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的虚拟状态，该虚拟状态与所述列车模拟驾驶系统上的真实状态对应；

或者，学员于与所述3D虚拟模型中进行列车巡检，所述列车模拟驾驶系统根据学员列车巡检中的逻辑动作数据和列车状态变化数据由内置程序驱动自身进入到对应的真实状态，该真实状态与所述3D虚拟模型中的虚拟状态对应；

步骤S4，所述考评管理系统将接收由所述列车模拟驾驶系统和所述虚拟仿真培训系统反馈的列车巡检操作反馈数据，并与内置的标准作业流程数据进行比对，完成学员评价并输出评价结果。

6.根据权利要求5所述的列车巡检仿真培训方法，其特征在于，所述步骤S1中，培训课程包括培训人员名单、巡检培训课程内容、是否介入设备故障以及设备故障类型、安全防护培训；所述设备故障类型包括机械类故障、老化类故障、烧损类故障、电路故障、气路故障、丢失或操作不到位导致的故障、行车突发事件；所述安全防护培训包括响墩的放置、火炬的使用、短接铜线的使用。

7.根据权利要求5所述的列车巡检仿真培训方法，其特征在于，所述步骤S3中，学员于与所述3D虚拟模型中进行列车巡检时，穿戴无线力反馈手套以实现逻辑动作数据的采集和反馈。

8.一种列车巡检仿真培训设备，其特征在于，所述列车巡检仿真培训设备包括：

多套权利要求1~4中任意一项所述的列车巡检仿真培训系统，所述列车巡检仿真培训系统按照预设方式布置。

9.根据权利要求8所述的列车巡检仿真培训设备，其特征在于，多套所述列车巡检仿真培训系统按照矩形阵列方式布置。

10.一种基于权利要求8所述的列车巡检仿真培训设备的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：

步骤S1，为多套所述列车巡检仿真培训系统分别设置唯一的编号；

步骤S2，确立参与巡检培训的所述列车巡检仿真培训系统及其编号；

步骤S3，多个学员分别穿戴无线力反馈手套于前一步骤中选择的所述列车巡检仿真培训系统上进行列车巡检培训操作；每个学员穿戴的所述无线力反馈手套具有不同的工作频率；

步骤S4，基于对应的所述无线力反馈手套的工作频率，追踪学员在所述列车巡检仿真培训系统上的列车巡检操作过程，形成培训记录并进行学员评价。