CN206421735U - 一种机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备包括机车模拟驾驶台（1）、机务仿真系统（2）、电务仿真系统（3），车务仿真系统（4）、综合仿真控制系统（5）和演示沙盘（6），所述机务仿真系统分别与机车模拟驾驶台、电务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘的电动机车模型（7）、摄像头（9）连接，电务仿真系统分别与车务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘上的位置传感器（12）、电动道岔（13）和电控信号机模型（14）连接，车务仿真系统与综合仿真控制系统连接。该实训设备可最大限度再现真实轨道运输环境下的各类业务联合实训，各子系统既可独立运行也可集成运行，提供灵活的培训手段和更加真实的培训环境。

Description

一种机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备

技术领域

本实用新型属于轨道交通综合仿真实训技术领域，主要涉及的是一种机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备。

背景技术

轨道交通运输模拟沙盘是轨道交通综合实训实验室主体，在实验室环境下模拟建立轨道交通系统运行的各个元素。与教学实验仿真软件相结合，可直观地表现各种铁路运输设备和运输作业，满足相关运输作业人员的综合仿真培训。

然而，当前的轨道交通仿真培训一般都是分领域、分岗位进行技能培训，有不同岗位工作相关的培训通常都是采用简化的技术实现或人为辅助实施，而无法真正再现实际生产环境下多岗位、多工种之间复杂的工作配合，从而无法满足用户基于全系统工作流培训的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的由此产生，提供一种机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备。该实训设备通过将机务仿真系统、车务仿真系统、电务仿真系统、演示沙盘、综合信息显示系统、综合仿真控制系统、综合仿真评估系统集成多业务、多领域关联的综合仿真实训系统，各子系统既可独立运行也可集成运行，可最大限度再现真实轨道运输环境下的各类业务联合实训，提供灵活的培训手段和更加真实的培训环境。

本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：一种机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，包括机车模拟驾驶台、机务仿真系统、电务仿真系统，车务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘，所述机务仿真系统分别与机车模拟驾驶台、电务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘的电动机车模型、摄像头连接，电务仿真系统分别与车务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘上的位置传感器、电动道岔和电控信号机模型连接，车务仿真系统与综合仿真控制系统连接。

本实用新型所述演示沙盘上的电动机车模型位于钢轨上，在所述电动机车模型上设有电动机车设备、摄像头、机车模拟故障显示设备，在所述钢轨上设有电动道岔、电控信号机模型、机车位置传感器和轨道异物模型。

本实用新型所述电动机车模型的运动以及电动机车设备的状态由与机务仿真系统连接的机车模拟驾驶台控制。

本实用新型所述电动机车模型上的机车模拟故障显示设备由机务仿真系统控制。

本实用新型所述演示沙盘上的电动道岔、电控信号机模型通过电务仿真系统的连锁终端控制.

本实用新型所述综合仿真评估系统包含综合信息显示系统、综合仿真控制系统和综合仿真评估系统。

本实用新型所述电动机车模型上的机车模拟故障显示设备由机务仿真系统控制。

本实用新型所述演示沙盘上的电动机车模型的运动和设备状态可受机务仿真系统的机车模拟驾驶台控制；演示沙盘上的电动轨旁设备模型状态由电务仿真系统的连锁终端控制；由车务仿真系统中的车务终端手动控制演示沙盘上的电动轨旁设备；由车务仿真系统根据运行计划自动控制演示沙盘上的电动机车模型和电动轨旁设备模型；由综合仿真控制系统控制所有子系统独立运行或集联运行；综合仿真评估系统可采集所有系统的运行、操作状态进行效果评估并给出评估报告；演示沙盘上的电动机车模型通过无线摄像头将车前影像实施传递给机务仿真系统的模拟驾驶台和综合信息显示系统；综合信息显示系统可根据配置显示所有子系统仿真状态和视频信息。

本实用新型所述机务仿真系统根据机车的控制电路仿真逻辑、车载控制系统仿真逻辑、制动系统仿真逻辑、动力学计算仿真逻辑、演示沙盘线路数据、电动机车模型参数等，根据人员在模拟司机台的操作计算出演示沙盘中的电动机车模型的速度和受电弓、车灯等设备状态，并通过无线通信控制电动机车模型。

本实用新型所述演示沙盘将其检测到的电动机车模型的位置传递给电务仿真系统，电务仿真系统再将机车位置传递给车务仿真系统，从而在两套系统上显示出机车位置；通过电务仿真系统的连锁仿真逻辑控制轨旁信号机状态变化，并将该状态传递给车务仿真系统和机务仿真系统并在相应的仿真设备上显示。

本实用新型所述综合仿真评估系统可根据仿真系统的启用状态和仿真目的，对仿真参数监视、采集，根据相应的评估算法对仿真训练结果进行评估。

本实用新型所述综合信息显示系统可根据现实配置，将各仿真系统的仿真参数、系统界面图像、视频图像通过投影或其他显示设备呈现。

本实用新型通过应用多智能体仿真技术、分布式网络通信技术和人工智能技术，对以前独立存在的各种模拟系统进行系统再造，从而建立覆盖多业务领域、多岗位的系统仿真模型，并基于此模型完成轨道交通综合仿真系统。多智能体仿真技术，是多智能体系统（MAS）在仿真方面的应用，而多智能体系统是以客观世界为研究对象，目的在于解决大型、复杂的现实问题，在这个系统中，通过各智能体间的通讯、合作、互解、协调、调度、管理及控制来表达系统的结构、功能以及行为特征。 在轨道交通综合仿真系统中，实际生产环境下的每个系统都被抽象为一个智能体，通过分布式通讯技术为其提供交互通道，从而实现每个系统之间即独立又相互影响的工作机制。在此综合仿真系统中，受训者既可以独立的进行单一工作工位技能强化训练，也可以进行多岗位之间工作流、工种配合等综合性训练。其将机务仿真系统、车务仿真系统、电务仿真系统、演示沙盘、综合信息显示系统、综合仿真控制系统、综合仿真评估系统集成多业务、多领域关联的综合仿真实训系统。各子系统既可独立运行也可集成运行，可最大限度再现真实轨道运输环境下的各类业务联合实训，为企业岗前培训和在岗培训提供与实际工作环境保持一致的实训环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、机车模拟驾驶台，2、机务仿真系统，3、电务仿真系统，4、车务仿真系统，5、综合仿真控制系统，6、演示沙盘， 7、电动机车模型，8、电动机车设备，9、摄像头，10、机车模拟故障显示设备，11、钢轨，12、机车位置传感器，13、电动道岔，14电控信号机模型，15、轨道异物模型。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例做进一步描述：

如图1所示：本实施例所述的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备包括机车模拟驾驶台1、机务仿真系统2、电务仿真系统3，车务仿真系统4、综合仿真控制系统5和演示沙盘6。所述演示沙盘主要由电动机车模型7、电动机车设备8、摄像头9、机车模拟故障显示设备10、钢轨11、位置传感器12、电动道岔13和电控信号机模型14及轨道异物模型15组成。机务仿真系统2分别与机车模拟驾驶台1、电务仿真系统3、综合仿真控制系统5和演示沙盘6上的电动机车模型7、摄像头9连接，电务仿真系统3还分别与车务仿真系统4、综合仿真控制系统5和演示沙盘6上的位置传感器12、电动道岔13和电控信号机模型14连接，车务仿真系统4还与综合仿真控制系统5连接。各子系统可独立运行，也可集成相互影响。

所述演示沙盘6上的电动机车模型7位于钢轨11上，在所述电动机车模型7上设有电动机车设备8、摄像头9、机车模拟故障显示设备10，在所述钢轨11上还设有电动轨旁设备模型、机车位置传感器12和轨道异物模型15。所述电动轨旁设备模型为电动道岔13和电控信号机模型14，所述轨道异物模型15为石头、动植物、汽车等运营中常见异物模型。所述电动机车模型7的运动以及电动机车模型7上的电动机车设备8的状态由与机务仿真系统2连接的机车模拟驾驶台1控制，电动机车模型7上的机车模拟故障显示设备10由机务仿真系统2控制，车务仿真系统4根据运行计划自动控制演示沙盘上的电动轨旁设备模型。演示沙盘6上的位置传感器12将机车位置信息传给电务仿真系统3 ，并由电务仿真系统3将轨旁设备模型和机车位置传给车务仿真系统4，机务仿真系统根据机车的控制电路仿真逻辑、车载控制系统仿真逻辑、制动系统仿真逻辑、动力学计算仿真逻辑、演示沙盘线路数据、电动机车模型参数等，根据操作人员在机车模拟驾驶台1的操作计算出演示沙盘中的电动机车模型的速度和电动机车设备8（受电弓、车灯等设备）的状态，并通过无线通信控制电动机车模型，同时机车模拟驾驶台1实时显示电动机车模型7上的摄像头9传回的沙盘场景视频。

所述演示沙盘上的电动轨旁设备模型状态受电务仿真系统3的连锁终端控制；车务仿真系统4中的车务终端也可手动或根据运行计划自动控制演示沙盘上的电动轨旁设备模型；车务仿真系统根据运行计划自动控制演示沙盘上的电动机车模型7运动状态和电动轨旁设备模型。演示沙盘将其检测到的电动机车模型的位置传递给电务仿真系统，电务仿真系统再将机车位置传递给车务仿真系统，从而在两套系统上显示出机车位置；通过电务仿真系统的连锁仿真逻辑控制轨旁信号机状态变化，并将该状态传递给车务仿真系统和机务仿真系统并在相应的仿真设备上显示（车务终端、车载列控设备的显示界面）；

所述综合仿真控制系统5控制所有子系统独立运行或集联运行：1）在只启用机务仿真系统时，可只依赖其自身简化服务控制电动轨旁设备模型的状态；2）在只启用车务仿真系统时，可只依赖其自身简化服务控制电动机车模型的运动和轨旁设备模型状态；3）在只启用电务仿真系统时，可只依赖其自身简化服务控制电动机车模型的运动；4）在所有仿真子系统启用时，各仿真系统的自身简化服务由各系统的全功能服务替代完成集成仿真。

所述综合仿真评估系统5包含综合信息显示系统、综合仿真控制系统、综合仿真评估系统。其可采集所有系统的运行、操作状态进行效果评估并给出评估报告，综合仿真评估系统可根据仿真系统的启用状态和仿真目的，对仿真参数监视、采集，根据相应的评估算法对仿真训练结果进行评估。

所述演示沙盘6上的电动机车模型7通过无线摄像头9将车前影像实施传递给机务仿真系统的机车模拟驾驶台1和综合仿真评估系统5，通过安装在电动机车上的无线摄像头9将机车前方景象显示在机车模拟驾驶台1的前视景显示器上。

所述综合仿真评估系统5可根据配置显示所有子系统仿真状态和视频信息，可根据现实配置，将各仿真系统的仿真参数、系统界面图像、视频图像通过投影或其他显示设备呈现。

本实施例的运行方式主要有以下几种：

一、区间运行：

第一，通过机务仿真系统的操作台的操作控制演示沙盘上的电动机车模型

运动和电动机车模型上的受电弓、车灯、电动车钩等设备的状态；

第二，演示沙盘上的传感器将电动机车模型的位置信息传递给电务仿真系

统，电务仿真系统根据连锁逻辑自动控制演示沙盘上的电控信号机模型改变信号状态，并将电动机车模型的位置信息传递给车务仿真系统。

第三，演示沙盘上的电动机车模型通过无线摄像头将车前景象传递到机务

仿真系统的司机操作台的前视景显示器。

二、进站、出站运行：

第一，车务系统根据运行计划，向电务仿真模型发出进路控制指令，电务

仿真系统控制演示沙盘上的电控转辙机模型动作到正确位置，控制演示沙盘上的电控信号机模型显示正确的灯光信号，并向机务仿真系统发出许可指令；

第二，机务仿真系统将许可指令显示在司机操作台上车载列控仿真系统的

显示设备上，通过操作司机操作台控制演示沙盘上的电动机车模型运行。

第三，演示沙盘上的电动机车模型通过无线摄像头将车前景象传递到机务

仿真系统的司机操作台的前视景显示器。

三、设备故障模拟：

第一，通过综合仿真控制系统向机务仿真系统发送故障代码，机务仿真

系统将该代码转换为控制指令发送给演示沙盘上的电动机车模型，电动机车模型发出相应灯光、音响或语言提示；

第二，通过综合仿真控制系统向电务仿真系统发送故障代码，电务仿真

系统将该代码转换为控制指令发送给演示沙盘上的电控轨旁设备模型，显示出故障现象，同时向机务仿真系统发出相应的错误许可指令并在司机操作台上显示相应信息。

四、非正常运行模拟：

第三，通过手动将异物模型5随机放置在钢轨11或电动道岔13的任何

位置，提供非正常运行环境。

第四，再通过机操作台上的视景显示器看到异物时，司机学员应根据运

营规章控制机车运行，并与车务人员进行联控。

上述机车模拟驾驶台1、机务仿真系统2、电务仿真系统3，车务仿真系统4、综合仿真控制系统5和演示沙盘6采用的均为公知产品，其设计原理及使用方法均为常规技术，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，包括机车模拟驾驶台（1）、机务仿真系统（2）、电务仿真系统（3），车务仿真系统（4）、综合仿真控制系统（5）和演示沙盘（6），其特征是：所述机务仿真系统分别与机车模拟驾驶台、电务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘的电动机车模型（7）、摄像头（9）连接，电务仿真系统分别与车务仿真系统、综合仿真控制系统和演示沙盘上的位置传感器（12）、电动道岔（13）和电控信号机模型（14）连接，车务仿真系统与综合仿真控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，其特征是：所述演示沙盘（6）上的电动机车模型（7）位于钢轨（11）上，在所述电动机车模型（7）上设有电动机车设备（8）、摄像头（9）、机车模拟故障显示设备（10），在所述钢轨（11）上设有电动道岔（13）、电控信号机模型（14）、机车位置传感器（12）和轨道异物模型（15）。

3.根据权利要求1所述的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，其特征是：所述电动机车模型（7）的运动以及电动机车设备（8）的状态由与机务仿真系统（2）连接的机车模拟驾驶台（1）控制。

4.根据权利要求1所述的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，其特征是：所述电动机车模型（7）上的机车模拟故障显示设备（10）由机务仿真系统（2）控制。

5.根据权利要求1所述的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，其特征是：所述演示沙盘（6）上的电动道岔（13）、电控信号机模型（14）通过电务仿真系统（3）的连锁终端控制。

6.根据权利要求2所述的机、车、电务集成的轨道交通运输沙盘综合实训设备，其特征是：所述电动机车模型（7）上的机车模拟故障显示设备（10）由机务仿真系统（2）控制。