CN208460229U - 一种机车司机室模拟驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机车司机室模拟驾驶系统，包括司机操作台模块、监控记录主机、监控显示器、状态仪表模块、机车显示屏、CIR操作显示终端、机车信号机和处理模块，监控记录主机与监控显示器连接，处理模块连接司机操作台模块、状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，机车信号机与司机操作台模块连接。该系统能够全程模拟机车行驶状况，给铁路职业院校的在读学生和新职司机一个直观、形象的学习模式，加强了培训效果，为铁路院校在读学生和新职司机快速熟悉并掌握机车使用提供了培训平台，并且，大大降低因操作不熟练而可能导致的行车安全问题。同时，通过对模拟操控记录的分析，可优化操控列车的方式，为提高行车效率奠定技术基础。

Description

一种机车司机室模拟驾驶系统

技术领域

本实用新型涉及一种机车司机室模拟驾驶系统，属于职业教育技术领域。

背景技术

随着高速铁路列车的建设速度及建设范围不断扩大，铁路运输对机车乘务员的要求也越来越高。铁道机车专业也成为教育部重点铁路专业和国家职业教育特色专业，对于铁路院校在读学生和新职司机的培训也成为重点工作。为丰富铁路院校在读学生和新职司机培训手段，使学员更好地掌握操纵规范、了解操作流程、熟练掌握高速列车的动力特性与驾驶技能，需要反复训练各种非正常情况下的反应与应对方法来提高培训效果。

目前市场上对于铁路院校在读学生和新职司机的培训形式主要以板书与教材相结合的方法，使得铁路院校在读学生和新职司机学员缺乏实际动手操作的能力，培训方法单一，学习效果不尽人意。为缩短培训周期和提高培训效果，应用现代高科技手段，实现教学与操作的直观、形象的讲解，改善教学质量，设计一种简单方便的集现代教学设备与现场操作培训为一体的模拟装置是非常有必要的。

因此，研发一种适用于铁路职业院校的在读专业学生和新职司机的机车司机室模拟驾驶系统至关重要，利用该系统进行模拟驾驶课程的演练和培训，可提高在读专业学生和新职司机的实际操作能力，从理论学习上升到实际操作当中，从而提升专业素质和专业技能，为铁路机务系统培育合格的专业人才。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机车司机室模拟驾驶系统，用以解决传统的驾驶教学方式的学习效果不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型包括以下技术方案。

系统方案一：本方案提供一种机车司机室模拟驾驶系统，包括司机操作台模块、监控记录主机、监控显示器、状态仪表模块、机车显示屏、CIR操作显示终端、机车信号机和处理模块，所述监控记录主机与监控显示器连接，所述处理模块分别连接所述司机操作台模块、状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，所述机车信号机与所述司机操作台模块连接。

本实用新型提供的机车司机室模拟驾驶系统中的各组成部分均模拟实际的机车驾驶台，能够全程模拟机车的行驶状况，在培训机车乘务员时，所有的操作、显示界面与实际设备相同，给铁路院校在读学生和新职司机一个直观、形象的学习模式，加强了培训效果，为铁路院校在读学生和新职司机快速熟悉并掌握机车使用提供了培训平台，铁路院校在读学生和新职司机通过学习和操作该模拟驾驶系统能够使驾驶员在不接触真正的机车驾驶台的情况下仍能够掌握操作技能，使得学员具有较为扎实和熟练的实际动手操作的能力，培训方法灵活，极大地提升了学习效率，进而缩短培训周期，提高培训效果，实现教学与操作的直观、形象的讲解，改善教学质量，集现代教学设备与现场操作培训为一体，并且，大大降低由于机车乘务员操作不熟练而可能导致的行车安全问题。同时，通过对模拟操控记录的分析，可优化乘务员操控列车的方式，为提高行车效率奠定技术基础。

而且，该系统的应用，积极响应了国家需求，能够起到促进就业提供专业人才的目的，铁路院校在读学生和新职司机的培训从理论教学转化到实际操作，从而让学员实际掌握行车各种规范操作及应对非正常行车特殊情况，可有效为铁路机务段提供专业可靠人才，从而提升机车运行安全可靠性。

系统方案二：在系统方案一的基础上，所述处理模块由三维视景渲染处理服务器和综合运算控制服务器构成，所述综合运算控制服务器分别连接所述司机操作台模块、状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，所述模拟驾驶系统还包括制动显示器和第一液晶显示器，所述三维视景渲染处理服务器分别连接所述制动显示器和第一液晶显示器。

系统方案三：在系统方案一的基础上，所述司机操作台模块包括模拟驾驶台操控板、司机控制器、电子制动阀和操作台按钮开关，所述模拟驾驶台操控板与所述处理模块连接，所述模拟驾驶台操控板连接所述司机控制器、电子制动阀和操作台按钮开关，所述机车信号机连接所述模拟驾驶台操控板。

系统方案四：在系统方案一的基础上，所述监控记录主机包括总线板、通用控制板、通信板和监控记录板，通用控制板、通信板和监控记录板通过总线板进行连接；监控显示器包括第二液晶显示器、屏显底板、平显主板、平显语音板和第一面膜按键，第二液晶显示器连接平显主板的LCD接口，平显主板的PC104总线连接屏显底板，平显语音板通过并口与平显主板连接，第一面膜按键连接屏显底板的矩阵键盘接口；所述总线板通过CAN通信总线与所述屏显底板连接。

系统方案五：在系统方案一的基础上，所述状态仪表模块包括仪表驱动板、速度表、网压/控制电压表、状态指示盒、数显压力表和紧急制动按钮，仪表驱动板通过RS232通讯线与所述处理模块连接，仪表驱动板连接所述速度表、网压/控制电压表、状态指示盒、数显压力表和紧急制动按钮。

系统方案六：在系统方案一的基础上，所述CIR操作显示终端包括MMI按键板、按键控制板、送受话器和热敏打印模块，所述按键控制板通过RS232通讯线与所述处理模块连接，所述MMI按键板由键盘扫描控制芯片和矩阵按键组成，所述按键控制板与MMI按键板连接，所述热敏打印模块通过RS232通讯线与所述处理模块连接，所述送受话器的麦克风输出接口与按键控制板的麦克风输入接口连接，送受话器的音频输入接口与按键控制板的音频输出接口连接。

系统方案七：在系统方案二的基础上，所述制动显示器由第三液晶显示器、LCMD按键控制板和第二面膜按键组成，LCMD按键控制板通过RS232与三维视景渲染服务器串口连接，第二面膜按键连接LCMD按键控制板，所述第三液晶显示器通过DVI接口与三维视景渲染处理服务器的DVI接口连接。

系统方案八：在系统方案一的基础上，所述监控记录主机为LKJ2000监控记录主机，所述监控显示器为LKJ2000监控显示器。

系统方案九：在系统方案一的基础上，所述第一液晶显示器为55寸4K液晶显示屏。

系统方案十：在系统方案二的基础上，所述第一液晶显示器通过HDMI接口与三维视景渲染处理服务器的HDMI接口连接。

附图说明

图1是机车司机室模拟驾驶系统组成示意图；

图2是司机操作台模块与机车信号机的连接示意图；

图3是监控记录主机与监控显示器的连接示意图。

具体实施方式

一种机车司机室模拟驾驶系统，包括司机操作台模块、监控记录主机、监控显示器、状态仪表模块、机车显示屏、CIR操作显示终端、机车信号机和处理模块，监控记录主机与监控显示器连接，处理模块分别连接司机操作台模块、状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，机车信号机与司机操作台模块连接。

基于上述模拟驾驶系统的基本结构，以下结合附图对模拟驾驶系统的硬件结构组成做进一步详细地描述。

本实施例中，该模拟驾驶系统具体为一种HXD3C机车的模拟驾驶系统。

为了降低处理模块的运行负担，本实施例中，处理模块由两部分构成，分别是三维视景渲染处理服务器和综合运算控制服务器，这两个服务器分担处理任务。状态仪表模块由于具有多种功能，就将其称为多功能状态仪表模块，机车信号机具体为双面八显示机车信号机，那么，如图1所示，综合运算控制服务器分别连接司机操作台模块、多功能状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，双面八显示机车信号机与司机操作台模块连接。进一步地，模拟驾驶系统还包括制动显示器和第一液晶显示器，第一液晶显示器具体为55寸4K液晶显示屏，三维视景渲染处理服务器分别连接制动显示器和55寸4K液晶显示屏。

以下对系统的各组成部分分别进行说明。

如图2所示，司机操作台模块包括模拟驾驶台操控板、司机控制器、电子制动阀和操作台按钮开关，其中，电子制动阀为电子制动阀手柄，操作台按钮开关包括扳键开关组、功能按钮和旋转按钮。模拟驾驶台操控板通过RS232通讯线和综合运算控制服务器连接，模拟驾驶台操控板连接司机控制器、电子制动阀手柄、扳键开关组、功能按钮和旋转按钮，模拟驾驶台操控板采集司机控制器、电子制动阀手柄位置信息、扳键开关组、功能按钮、旋转按钮档位信息，通过RS232通讯线和综合运算控制服务器通讯，将手柄位置信号和开关档位信息发送给计算机。模拟驾驶台操控板连接双面八显示机车信号机，采集上下行按钮状态，控制双面八显示机车信号机上色灯信号的状态。

司机操作台模块模拟HXD3C型机车的列车驾驶操作台，模拟的硬件驾驶台和现实中的该型号机车驾驶台的比例是1:1，每个功能按键、旋转按钮、操作杆等的功能与现实中的功能都一一对应。

多功能状态仪表模块包括仪表驱动板、速度表、网压/控制电压表、状态指示盒、数显压力表和紧急制动按钮，仪表驱动板通过RS232通讯线与综合运算控制服务器串口连接，仪表驱动板连接速度表、网压/控制电压表、状态指示盒、数显压力表和紧急制动按钮，采集和驱动仪表显示值。

机车显示屏连接综合运算控制服务器DVI接口以及USB接口。

CIR操作显示终端(MMI)包括MMI按键板、按键控制板、送受话器和热敏打印模块，按键控制板通过RS232通讯线与综合运算控制服务器串口连接；MMI按键板由专用键盘扫描控制芯片和矩阵按键组成，该矩阵按键具体为8×6矩阵按键，按键控制板与MMI按键板连接，提供电源和通信接口；热敏打印模块通过RS232通讯线与综合运算控制服务器串口连接；本实施例中，送受话器为紧凑型送受话器，送受话器的麦克风输出接口与按键控制板的麦克风输入接口连接，送受话器的音频输入接口与按键控制板的音频输出接口连接。

本实施例中，监控记录主机具体为LKJ2000监控记录主机，监控显示器具体为LKJ2000监控显示器。

如图3所示，LKJ2000监控记录主机包括总线板、通用控制板、通信板和监控记录板，其中，通信板为LKJ2000通信板，监控记录板为多数据监控记录板。通用控制板通过VME总线与多数据监控记录板连接，总线板上的两路RS485通信接口和一路RS422通信接口分别与LKJ2000通信板连接，并且，总线板为母板，通用控制板、LKJ2000通信板和多数据监控记录板通过总线板进行连接。

LKJ2000监控显示器包括第二液晶显示器、屏显底板、平显主板、平显语音板和第一面膜按键，其中，第二液晶显示器为10寸液晶显示屏，第一面膜按键为常规的面膜按键。10寸液晶显示屏连接平显主板的LCD接口，平显主板的PC104总线连接屏显底板，平显语音板通过并口与平显主板连接，第一面膜按键连接屏显底板的矩阵键盘接口。LKJ2000监控记录主机的总线板通过CAN通信总线与LKJ2000监控显示器中的屏显底板连接。

制动显示器由第三液晶显示器、LCMD按键控制板和第二面膜按键组成，其中，第三液晶显示器为10.4寸液晶显示屏。LCMD按键控制板通过RS232与三维视景渲染服务器串口连接，10.4寸液晶显示屏通过DVI接口与三维视景渲染处理服务器的DVI接口连接，第二面膜按键连接LCMD按键控制板。

55寸4K液晶显示屏通过HDMI接口与三维视景渲染处理服务器的HDMI接口连接。

本实用新型提供的机车司机室模拟驾驶系统是实现全程模拟机车行驶的硬件基础。本实用新型提供的机车司机室模拟驾驶系统配置相应的软件，能够全程模拟机车的行驶状况，在培训机车乘务员时，所有的操作、显示界面与实际设备相同，给机车乘务员一个直观、形象的学习模式，加强了培训效果，大大降低由于机车乘务员操作不熟练而可能导致的行车安全问题。同时，通过对模拟操控记录的分析，可优化乘务员操控列车的方式，为提高行车效率奠定技术基础。

另外，将模拟驾驶系统中的各组成部分分立设置，比如将LKJ2000监控主机、LKJ2000监控显示器、司机操作台模块、制动显示屏、机车显示屏、多功能状态仪表模块、CIR操作显示终端、三维视景渲染处理服务器和综合运算控制服务器模块化分开设置，当某部分出现故障时，只需对相应的模块进行维修即可，并且当需要扩展模拟驾驶系统时，只需替换或者增设相应的模块即可，增强了模拟驾驶系统的适用性。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述系统的硬件结构，而系统的具体模拟操作过程则根据乘务员的教学需要或者根据教学教程进行具体制定，因此，本实用新型不限于具体的模拟操作过程。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，包括司机操作台模块、监控记录主机、监控显示器、状态仪表模块、机车显示屏、CIR操作显示终端、机车信号机和处理模块，所述监控记录主机与监控显示器连接，所述处理模块分别连接所述司机操作台模块、状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，所述机车信号机与所述司机操作台模块连接。

2.根据权利要求1所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述处理模块由三维视景渲染处理服务器和综合运算控制服务器构成，所述综合运算控制服务器分别连接所述司机操作台模块、状态仪表模块、机车显示屏和CIR操作显示终端，所述模拟驾驶系统还包括制动显示器和第一液晶显示器，所述三维视景渲染处理服务器分别连接所述制动显示器和第一液晶显示器。

3.根据权利要求1所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述司机操作台模块包括模拟驾驶台操控板、司机控制器、电子制动阀和操作台按钮开关，所述模拟驾驶台操控板与所述处理模块连接，所述模拟驾驶台操控板连接所述司机控制器、电子制动阀和操作台按钮开关，所述机车信号机连接所述模拟驾驶台操控板。

4.根据权利要求1所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述监控记录主机包括总线板、通用控制板、通信板和监控记录板，通用控制板、通信板和监控记录板通过总线板进行连接；监控显示器包括第二液晶显示器、屏显底板、平显主板、平显语音板和第一面膜按键，第二液晶显示器连接平显主板的LCD接口，平显主板的PC104总线连接屏显底板，平显语音板通过并口与平显主板连接，第一面膜按键连接屏显底板的矩阵键盘接口；所述总线板通过CAN通信总线与所述屏显底板连接。

5.根据权利要求1所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述状态仪表模块包括仪表驱动板、速度表、网压/控制电压表、状态指示盒、数显压力表和紧急制动按钮，仪表驱动板通过RS232通讯线与所述处理模块连接，仪表驱动板连接所述速度表、网压/控制电压表、状态指示盒、数显压力表和紧急制动按钮。

6.根据权利要求1所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述CIR操作显示终端包括MMI按键板、按键控制板、送受话器和热敏打印模块，所述按键控制板通过RS232通讯线与所述处理模块连接，所述MMI按键板由键盘扫描控制芯片和矩阵按键组成，所述按键控制板与MMI按键板连接，所述热敏打印模块通过RS232通讯线与所述处理模块连接，所述送受话器的麦克风输出接口与按键控制板的麦克风输入接口连接，送受话器的音频输入接口与按键控制板的音频输出接口连接。

7.根据权利要求2所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述制动显示器由第三液晶显示器、LCMD按键控制板和第二面膜按键组成，LCMD按键控制板通过RS232与三维视景渲染服务器串口连接，第二面膜按键连接LCMD按键控制板，所述第三液晶显示器通过DVI接口与三维视景渲染处理服务器的DVI接口连接。

8.根据权利要求1所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述监控记录主机为LKJ2000监控记录主机，所述监控显示器为LKJ2000监控显示器。

9.根据权利要求2所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述第一液晶显示器为55寸4K液晶显示屏。

10.根据权利要求2所述的机车司机室模拟驾驶系统，其特征在于，所述第一液晶显示器通过HDMI接口与三维视景渲染处理服务器的HDMI接口连接。