JP2008276050A - Apparatus and method for simulating operation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気機関車の運転を被験者に疑似体験させる運転模擬装置および運転模擬方法に関する。 The present invention relates to a driving simulation apparatus and a driving simulation method that allow a subject to experience the operation of a steam locomotive.
従来より、被験者に様々な状況を疑似体験をさせる模擬装置として、例えば電車などの運転を疑似体験させる運転模擬装置が知られている。このような運転模擬装置は、例えば次のように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a simulation device that allows a subject to experience various situations, for example, a driving simulation device that simulates driving such as a train is known. Such a driving simulation device is configured as follows, for example.
すなわち、下記特許文献1に開示されている運転模擬装置は、電車を仮想的に運転するようなシミュレーションゲームにおいて、ゲーム画面上に第1の画像領域(運転席前方の窓越しに見える動画風景)と、それ以外の第2の画像領域である運転操作盤とを表示する。そして、第1の画像領域内の所定領域の輝度平均値(すなわち、運転席の窓越しに見える部分の明るさ)に応じて、運転操作盤上の明るさやメータの照明の点灯/消灯を制御することで、リアリティがあり、かつ臨場感溢れたゲームなどを実現できる構成とされている。 That is, the driving simulation device disclosed in Patent Document 1 below is a simulation game in which a train is virtually driven. In a simulation game, the first image area (moving image scenery seen through the window in front of the driver's seat) is displayed on the game screen. And a driving operation panel which is the other second image area. Then, the brightness on the driver's operation panel and the lighting / extinguishing of meter illumination are controlled in accordance with the average luminance value of the predetermined area in the first image area (that is, the brightness of the portion that can be seen through the window of the driver's seat). By doing so, it is configured to be able to realize a realistic and realistic game.
また、下記特許文献2に開示されている運転模擬装置は、車掌などの被験者が訓練を行うためのものであり、プラットフォーム上の表示装置が停止位置目標を表示し、模擬車両が運転手の操作状態に応じた速度を出力し、この情報に基づき車掌室の窓から前方を見た風景がプラットフォーム前方に表示される。これとともに、プラットフォーム前方から車掌室付近まで設けた表示装置に、停止位置目標の表示位置を順次変化させて模擬車両の速度に応じて表示することで、プラットフォームの停止位置目標の形状、色などの設定を自由に行い、車掌の訓練生の訓練に供することができる構成とされている。 Further, the driving simulation device disclosed in Patent Document 2 below is for a subject such as a conductor to train, a display device on the platform displays a stop position target, and the simulated vehicle is operated by the driver. A speed corresponding to the state is output, and based on this information, a landscape viewed from the window of the conductor's compartment is displayed in front of the platform. At the same time, by changing the display position of the stop position target sequentially according to the speed of the simulated vehicle on the display device provided from the front of the platform to the vicinity of the conductor's compartment, the platform stop position target shape, color, etc. It is configured so that it can be set freely and used for the training of conductors of conductors.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されている運転模擬装置では、表示装置のゲーム画面上に動画風景や運転操作盤などの画像を表示して擬似的に運転を行うものであるため、実際に実物と同様に造られた計器類や操作レバーを有する運転席にて擬似的に運転操作を行い、より現実に近い形で運転を被験者に模擬体験させることができないという問題があった。 However, in the driving simulation device disclosed in Patent Document 1 described above, an image such as a moving image scenery or a driving operation panel is displayed on the game screen of the display device to perform a pseudo driving. There is a problem that it is not possible to perform a simulated operation in a driver's seat having instruments and operation levers that are made in the same manner as the real thing, and to make the subject experience a simulated operation in a more realistic manner.
また、上述した特許文献2に開示されている運転模擬装置では、プラットフォームの停止位置目標に電車を停止させることを主目的とした模擬装置であり、車掌の訓練生が乗務員室から停止位置が正しいか否かを判断してドアの開閉を操作するものであるため、同様に運転席にて擬似的に運転操作を行って現実に近い形で被験者に運転を模擬体験をさせることができないという問題がある。 In addition, the driving simulation device disclosed in Patent Document 2 described above is a simulation device whose main purpose is to stop the train at the platform stop position target, and the trainee trainee has the correct stop position from the crew room. In the same way, it is a matter of operating the door opening and closing, so that it is not possible to simulate the driving operation in the driver's seat and make the subject experience simulated driving in a form close to reality There is.
特に、これら特許文献1および特許文献2に開示されている運転模擬装置は、電車に関した模擬体験を実施するように設計されたものであるため、例えば蒸気機関車のような操作系統が複雑な車両に対しての模擬体験を想定したものではなかった。 In particular, since the driving simulation devices disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are designed to perform a simulation experience related to a train, an operation system such as a steam locomotive is complicated. It was not intended to simulate a vehicle experience.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、蒸気機関車の運転に関して、現実に近い形で被験者に模擬体験させることができる運転模擬装置および運転模擬方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a driving simulation device and a driving simulation method that allow a subject to have a simulation experience in a manner close to reality with respect to the operation of a steam locomotive in order to eliminate the above-described problems caused by the prior art. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る運転模擬装置は、蒸気機関車の運転を被験者に疑似体験させる運転模擬装置であって、前記蒸気機関車の車体部における運転室を模倣した模擬運転室に設置される模擬ボイラー部の火室内に投入された疑似石炭の投入量および投入位置を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された検出結果と、前記模擬ボイラー部に供給された疑似水分の供給量とに応じて、該模擬ボイラー部の模擬蒸気圧を算出する模擬蒸気圧算出手段と、前記模擬蒸気圧算出手段によって算出された模擬蒸気圧と、前記運転室に設けられた前記蒸気機関車の動作に関する操作部の操作状況とに基づいて、前記蒸気機関車の模擬牽引力を算出する模擬牽引力算出手段と、前記模擬牽引力算出手段によって算出された模擬牽引力と、前記蒸気機関車の走行に関して影響を及ぼす各種の影響情報とに基づいて、前記蒸気機関車の走行速度を算出する速度算出手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an operation simulation apparatus according to the present invention is an operation simulation apparatus that allows a subject to experience the operation of a steam locomotive, and includes a cab in a body part of the steam locomotive. Detecting means for detecting the amount and position of the simulated coal put into the fire chamber of the simulated boiler unit installed in the simulated cab that imitates the detection result detected by the detecting means, and the simulated boiler unit A simulated steam pressure calculating means for calculating a simulated steam pressure of the simulated boiler unit according to the supply amount of the simulated moisture supplied to the engine, a simulated steam pressure calculated by the simulated steam pressure calculating means, and the cab And a simulated traction force calculating means for calculating a simulated traction force of the steam locomotive based on the operation status of the operation section relating to the operation of the steam locomotive provided in the And the calculated simulated traction, the based on the affect various effect information with respect to the travel of the steam locomotive, characterized in that a speed calculation means for calculating a traveling speed of the steam locomotive.
本発明に係る運転模擬装置は、このように構成されることにより、蒸気機関車の運転に関して、現実に近い形で被験者に模擬体験させることができる。特に、模擬ボイラー部の火室における疑似石炭の燃焼管理(すなわち、燃焼を調節する作業)を、操作部の操作と並行して行わせることができ、より現実に近い形で模擬体験をさせることができる。 The operation simulation device according to the present invention is configured in this way, and can allow the subject to experience a simulation in a form close to reality regarding the operation of the steam locomotive. In particular, the simulated coal combustion management in the fire chamber of the simulated boiler unit (ie, the work of adjusting combustion) can be performed in parallel with the operation of the operation unit, and the simulated experience can be made more realistic. Can do.
前記速度算出手段によって算出された走行速度に応じて、前記運転室の車窓風景の映像を表す画像情報を表示装置の表示画面上に表示する画像表示手段をさらに備えた構成とされていてもよい。 In accordance with the traveling speed calculated by the speed calculating means, the image display means may further comprise image display means for displaying on the display screen of the display device image information representing the image of the driver's cab window scenery. .
前記検出手段によって検出された検出結果と、前記模擬蒸気圧算出手段によって算出された模擬蒸気圧と、前記運転室に設けられた前記操作部の操作状況と、前記模擬牽引力算出手段によって算出された模擬牽引力と、前記蒸気機関車の走行に関して影響を及ぼす各種の影響情報と、前記速度算出手段によって算出された走行速度とに基づいて、前記蒸気機関車の動作状況を判断する動作状況判断手段と、前記動作状況判断手段によって判断された動作状況に応じて音声を出力する音声出力手段とをさらに備えた構成とされていてもよい。 The detection result detected by the detection unit, the simulated vapor pressure calculated by the simulated vapor pressure calculation unit, the operation status of the operation unit provided in the cab, and the simulated traction force calculation unit An operation state determination unit that determines an operation state of the steam locomotive based on simulated traction force, various pieces of influence information that affects the traveling of the steam locomotive, and the traveling speed calculated by the speed calculation unit; The sound output means for outputting a sound in accordance with the operation status determined by the operation status determination means may be further provided.
前記動作状況判断手段によって判断された動作状況に応じて、少なくとも前記運転室に振動を与える揺動手段をさらに備えた構成とされていてもよい。 According to the operation status determined by the operation status determination means, it may be configured to further include a swinging means that applies vibration to at least the cab.
前記検出手段によって検出された検出結果に応じて、前記火室内における前記疑似石炭の燃焼状況を照明により演出する照明演出手段をさらに備えた構成とされていてもよい。 According to the detection result detected by the said detection means, it may be set as the structure further equipped with the illumination production | presentation means which produces the combustion condition of the said pseudo coal in the said fire chamber by illumination.
前記検出手段は、前記火室内に投入された疑似石炭の通過個数および通過位置を検出可能なマトリクス状の検知領域を有する物体通過センサを有する構成とされていてもよい。 The detection means may be configured to include an object passage sensor having a matrix-like detection region capable of detecting the number of passages and passage positions of the pseudo coal put into the firebox.
前記照明演出手段は、前記物体通過センサの前記マトリクス状の検知領域にそれぞれ対応する光源を有し、各光源から前記火室内の床面部に向けて照射される光の色および照度を変えて前記燃焼状況を演出する構成とされていてもよい。 The illumination effect means has light sources respectively corresponding to the matrix-like detection areas of the object passage sensor, and changes the color and illuminance of light emitted from each light source toward the floor surface portion in the firebox. You may be set as the structure which produces a combustion condition.
前記音声出力手段は、前記動作状況判断手段によって動作状況に異常が生じたと判断された場合に、所定の警報音を出力する構成とされていてもよい。 The voice output unit may be configured to output a predetermined alarm sound when the operation status determination unit determines that an abnormality has occurred in the operation status.
前記影響情報は、例えば、前記蒸気機関車の制動力、走行抵抗および車両重量のうちの少なくとも一つに関する情報である。 The influence information is, for example, information on at least one of the braking force, running resistance, and vehicle weight of the steam locomotive.
本発明に係る運転模擬方法は、蒸気機関車の運転を被験者に疑似体験させる運転模擬方法であって、前記蒸気機関車の車体部における運転室を模倣した模擬運転室に設置される模擬ボイラー部の火室内に投入された疑似石炭の投入量および投入位置を検出する検出工程と、前記検出工程にて検出された検出結果と、前記模擬ボイラー部に供給された疑似水分の供給量とに応じて、該模擬ボイラー部の模擬蒸気圧を算出する模擬蒸気圧算出工程と、前記模擬蒸気圧算出工程にて算出された模擬蒸気圧と、前記運転室に設けられた前記蒸気機関車の動作に関する操作部の操作状況とに基づいて、前記蒸気機関車の模擬牽引力を算出する模擬牽引力算出工程と、前記模擬牽引力算出工程にて算出された模擬牽引力と、前記蒸気機関車の走行に関して影響を及ぼす各種の影響情報とに基づいて、前記蒸気機関車の走行速度を算出する速度算出工程とを含むことを特徴とする。 The driving simulation method according to the present invention is a driving simulation method that allows a subject to experience the operation of a steam locomotive, and is a simulated boiler unit installed in a simulated driver's room that simulates the driver's cab in the body of the steam locomotive. In accordance with a detection step of detecting the amount and position of the pseudo coal put into the fire chamber, the detection result detected in the detection step, and the supply amount of the pseudo water supplied to the simulated boiler unit The simulated steam pressure calculating step for calculating the simulated steam pressure of the simulated boiler section, the simulated steam pressure calculated in the simulated steam pressure calculating step, and the operation of the steam locomotive provided in the cab Based on the operation status of the operation unit, a simulated traction force calculating step for calculating a simulated traction force of the steam locomotive, a simulated traction force calculated in the simulated traction force calculation step, and travel of the steam locomotive Based on the various effect information on the sound, characterized in that it comprises a speed calculation step of calculating the running speed of the steam locomotive.
本発明に係る運転模擬方法は、このように構成されることにより、蒸気機関車の運転に関して、現実に近い形で被験者に模擬体験させることができる。 By configuring the operation simulation method according to the present invention in this way, the test subject can be caused to experience a simulation in a form close to reality regarding the operation of the steam locomotive.
本発明に係る運転模擬装置および運転模擬方法によれば、蒸気機関車の運転に関して、現実に近い形で被験者に模擬体験させることができるという効果を奏する。 According to the driving simulation device and the driving simulation method according to the present invention, there is an effect that the subject can have a simulation experience in a form close to reality with respect to the operation of the steam locomotive.
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る運転模擬装置および運転模擬方法の実施の形態を説明する。 Embodiments of a driving simulation apparatus and a driving simulation method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る運転模擬装置の全体構成の例を一部を省略して示す構成図、図2は同運転模擬装置の車体部の例を示す正面図、図3は同運転模擬装置の車体部の例を一部を透過状態にて示す外観斜視図、図4は同運転模擬装置の車体部の一部を拡大して透過状態にて示す斜視図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a driving simulation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing an example of a vehicle body part of the driving simulation apparatus. FIG. 4 is an external perspective view showing a part of the vehicle body portion of the driving simulation device in a transparent state, and FIG. 4 is an enlarged perspective view of a part of the vehicle body portion of the driving simulation device in a transparent state.
また、図5は、同運転模擬装置のハードウェア構成の例を示す構成図、図6は同運転模擬装置のソフトウェア構成の例を示す構成図、図7は同運転模擬装置の車体部における照明演出を説明するための説明図、図8は同運転模擬装置にて実行される運転模擬方法の運転模擬動作処理手順を説明するためのフローチャートである。 FIG. 5 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the driving simulator, FIG. 6 is a block diagram showing an example of the software configuration of the driving simulator, and FIG. 7 is an illumination in the vehicle body of the driving simulator. FIG. 8 is a flowchart for explaining a driving simulation operation processing procedure of a driving simulation method executed by the driving simulation device.
図1〜図3に示すように、運転模擬装置100は、例えば、蒸気機関車の実際の車体部を模倣した車体部10と、この車体部10における運転室10Aに設けられた前方窓72A,72Bおよび側方窓73A,73B(73Aは図に表れていない)から見える実際の車窓風景の映像が表示される表示画面70A,70Bとを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、運転模擬装置100は、この表示画面70A,70Bに車窓風景の映像を表示する表示装置71A,71Bと、蒸気機関車の運転模擬に関するガイダンスを表示するガイダンスディスプレイ80と、運転模擬装置100の全体を制御する制御装置90とを備えている。
In addition, the
車体部10は、蒸気機関車の模擬運転操作などを行うための運転室10Aと、この運転室10Aの前方側に一体的に形成された模擬ボイラー部50と、この模擬ボイラー部50に設けられた疑似石炭が模擬的に燃焼する火室51とを備える。なお、疑似石炭は、実物の石炭を模した硬質樹脂部材からなる運転模擬装置100における疑似燃料である。
The
また、車体部10は、この火室51に投入された疑似石炭が降下して収められる回収カート60と、運転室10Aの後方側に疑似石炭の供給口42が臨むように設けられた回収カート60を昇降させる回収カート昇降機41と、この回収カート昇降機41を駆動する駆動装置40とを備えている。
The
したがって、この運転模擬装置100では、火室51に投入された疑似石炭が回収カート60内に貯留され、例えば、図3中白抜き矢印Xで示す方向に手動あるいは自動により引き出されて回収カート昇降機41に図3中白抜き矢印Yで示す方向に収められるように運搬された回収カート60が、回収カート昇降機41にて駆動装置40により図3中白抜き矢印Zで示す方向に上昇される。そして、運転模擬装置100は、この回収カート60内の疑似石炭が供給口42を介して運転室10A内に排出されることにより、再び疑似石炭が火室51内に投入可能に供給される構造を実現する。
Therefore, in this
なお、この車体部10には、運転室10Aが載置される基台95に設けられ、蒸気機関車の動作状況に応じて、少なくとも運転室10Aに振動を与える揺動装置11が接続されている。そして、この運転室10Aの床面には、後方側に延びる延長デッキ12と、手摺13とが設けられ、運転室10Aの左右側所定位置には、運転席14A,14Bがそれぞれ設けられている。
The
車体部10の運転室10Aの正面側のレイアウトは、例えば次のように構成される。すなわち、運転室10Aの正面には、この運転模擬装置100においては、中央に模擬ボイラー部50が配置されている。また、運転室10Aには、左側の運転席14Aの近傍に、蒸気機関車の前進あるいは後退を切り替える逆転機のギアの位置を表示する逆転機位置表示器20と、蒸気機関車の走行速度を表示する速度計21とが設けられている。
The layout of the front side of the
さらに、運転室10Aには、左側の運転席14Aの近傍に、逆転機を操作するための逆転機ハンドル22と、砂まき弁を操作するための砂まき弁作用コック23と、シリンダ排水弁を操作するためのシリンダ排水弁作用コック24と、バイパス弁を操作するためのバイパス弁作用コック25とが設けられている。
Further, in the
また、運転室10Aの左側の運転席14Aの近傍における模擬ボイラー部50には、蒸気機関車の走行速度を加速させるアクセル弁を操作するためのアクセル加減弁テコ31と、汽笛を鳴らすために操作される汽笛作用棒32と、ブレーキの圧力を表示するブレーキ圧力計26とが設けられている。
The
さらに、運転席14Aの近傍における模擬ボイラー部50には、単独ブレーキ弁を操作するための単独ブレーキ弁作用コック27と、自動ブレーキ弁を操作するための自動ブレーキ弁作用コック28と、模擬ボイラー部50に供給される疑似水分の水面位置を表示するための水面計30とが設けられている。
Further, the
そして、この模擬ボイラー部50の中央下方には、火室51の投炭口52と連通する焚口34と、この焚口34を開閉する開閉扉35を操作するための焚口取っ手33とが設けられている。なお、この開閉扉35は、運転模擬装置100にて運転模擬動作が開始された場合に、被験者が手や指を挟まないように全閉状態にはならないように設置されている。
Further, below the center of the
この模擬ボイラー部50の上方側の運転室10Aには、シリンダ内の圧力を表示するためのシリンダ圧力計15と、ボイラー内の圧力を表示するためのボイラー圧力計16と、その他のボイラーの状態(例えば、ボイラー内の温度など)を表示する表示計17とが設けられている。
In the
また、模擬ボイラー部50の中央上方には、疑似水分としての冷水を模擬ボイラー部50に供給するための給水ポンプ18と、ブロアを止めるために操作されるブロア止弁19とが設けられている。さらに、運転室10Aの右側の運転席14Bの近傍における模擬ボイラー部50には、疑似水分としての温水を模擬ボイラー部50に供給するための注水器29が設けられている。
Further, a
模擬ボイラー部50の火室51内には、上述した焚口34と連通する投炭口52およびこの投炭口52を介して投入された疑似石炭が回収カート60に排出される排出口52Aが形成された火室ダクト56と、この火室ダクト56の内部に設けられ、投炭口52から投入された疑似石炭の投入量および投入位置を検出するセンサ部59とが設けられている。
In the
このセンサ部59は、具体的には、例えば、投炭口52から投入された疑似石炭の通過個数および通過位置を検出可能なマトリクス状の検知領域を有する物体通過センサにより構成される。物体通過センサとしては、超音波式、赤外線式、レーザ式など、いずれの方式を採用してもよい。
Specifically, the
また、火室51内の火室ダクト56の上方には、投炭口52から投入された疑似石炭の燃焼状況を照明により演出するための照明装置57が設けられている。この照明装置57は、例えば、センサ部59によって検出された疑似石炭の投入位置に対応する火室ダクト56の床面部56Aに向けて光を照射する複数の光源58を有する。そして、照明装置57は、疑似石炭の投入量や投入位置に応じて床面部56Aに照射する光の色および照度を変えることにより、火室51内における疑似石炭の燃焼状況を演出する。
In addition, an illuminating
次に、本実施形態の運転模擬装置100のハードウェア構成について説明する。運転模擬装置100は、図5に示すように、全体の制御を司る制御装置90を備える。この制御装置90は、例えば、制御計算部91と、ハブ(HUB)92と、映像/音声生成装置93と、音声増幅器94と、説明者用ディスプレイ95と、説明者用ディスプレイ95と、説明者用入力装置96と、ナレーション用音声出力部97と、電源制御装置98と、無停電電源装置(UPS)99とを備えている。
Next, the hardware configuration of the driving
また、車体部10の運転室10Aは、運転操作機器10Bと、音声出力部10Cと、揺動台10Dと、ハードウェア制御部91Aとを備え、この揺動台10Dは、上述した揺動装置11と接続されている。運転操作機器10Bは、例えば、各種コック類、レバー類、スイッチ類、ペダル類、NFB、計器類、表示灯などからなり、これらは実際に使用されるものを模した構造を備えて構成されている。
The driver's
なお、制御装置90の制御計算部91と運転室10Aのハードウェア制御部91Aとの間では、デジタルによる信号の入出力処理が行われるとともに、制御計算部91からハードウェア制御部91Aに対して、デジタル信号によるサーボ出力処理が行われる。また、運転室10Aの運転操作機器10Bとハードウェア制御部91Aとの間では、アナログ信号およびデジタル信号による入出力処理が行われる。
A digital signal input / output process is performed between the
ガイダンス装置81は、例えば、DVDプレーヤ82と、上述したガイダンスディスプレイ80とを備え、運転模擬装置100の動作や操作方法などを説明するガイダンスに関する画像情報や音声情報を出力する。このガイダンス装置81は、具体的には、DVDプレーヤ82によって再生されたガイダンスに関する画像や音声をガイダンスディスプレイ80によって被験者に対して視聴させる。
The
制御計算部91は、運転模擬装置100を動作させるための各種のプログラムを実行し、制御に関する計算処理を行って蒸気機関車の運転模擬動作を実施する。この制御計算部91は、ハブ92によって接続されたLAN回線などを通じて映像/音声生成装置93と電気的に接続されている。
The
ハブ92は、制御装置90の各構成部を接続する集線装置であり、映像/音声生成装置93は、制御計算部91からの制御信号に応じて、内蔵するハードディスク(HD)93aに記憶した各種情報に基づき、運転模擬動作に伴い使用される画像情報や音声情報を生成する。
The hub 92 is a line concentrator that connects each component of the
この映像/音声生成装置93によって生成された画像情報を表す映像信号は、プロジェクタなどからなる表示装置71A,71Bに出力され、これら表示装置71A,71Bによって、左スクリーンである表示画面70Aや右スクリーンである表示画面70Bに入力した映像信号により表される車窓風景などの映像が運転模擬動作に関連して表示される。
The video signal representing the image information generated by the video /
また、映像/音声生成装置93によって生成された音声情報を表すAUDIO信号は、運転室10Aの音声出力部10Cに直接出力されたり、制御装置90の音声増幅器94を介して音声出力部10Cに出力されたりする。運転室10Aの音声出力部10Cは、映像/音声生成装置93から入力されたAUDIO信号や、音声増幅器94によって増幅されたAUDIO信号に基づき、運転模擬動作に関連して使用される音声を出力する。
Also, the AUDIO signal representing the audio information generated by the video /
さらに、制御計算部91は、LAN回線などを通じて揺動装置11に対して運転室10Aの揺動台10Dを運転模擬動作に関連して振動させる制御信号を出力する。そして、運転模擬装置100の説明者に対しては、制御計算部91は、運転模擬装置100の運用に関する映像信号を出力してこれに基づく映像を説明者用ディスプレイ95に表示したり、同様に運用に関するAUDIO信号を出力してこれに基づく音声をナレーション用音声出力部97から出力したりすることによって、これらの映像や音声を説明者に視認させる。また、説明者からの入力操作に伴う入力信号は、例えば、キーボードやマウスなどのデバイスからなる説明者用入力装置96によって受け付けられ、制御計算部91に出力される。
Further, the
なお、制御装置90は、AC100VやAC200Vの電源から電源制御装置98に入力され整流された電流によって稼働し、この電源制御装置98は、無停電電源装置99にAC100Vの電流を供給する。無停電電源装置99は、電源制御装置98等に不具合が生じて電源からの制御装置90への電力供給が断たれた場合などに、制御装置90への電力供給を所定時間継続するバックアップ電源装置である。
The
次に、本実施形態の運転模擬装置100のソフトウェア構成について説明する。運転模擬装置100の制御装置90では、図6に示すように、運転模擬動作時に制御計算部91によって、模擬演算プログラム110と、シナリオプログラム120と、映像制御プログラム130と、模擬実行プログラム110Aと、制御装置90の全体を制御させるための全体制御プログラム140とが読み込まれて実行される。なお、ガイダンス装置81では、運転模擬動作に関する映像などが収められたDVD映像ソフト83が読み込まれて実行される。
Next, the software configuration of the driving
また、表示装置71A,71Bに備えられた映像発生装置93A,93Bでは、それぞれ、映像表示プログラム151,161と、制御計算部との通信プログラム152,162と、映像発生装置制御プログラム153,163とが読み込まれて実行される。そして、各映像表示プログラム151,161が実行されることにより、左画面用映像データ150と、右画面用映像データ160とが、映像発生装置93A,93Bにて生成される。
Further, in the
模擬演算プログラム110は、シナリオプログラム120が実行されることによる運転模擬動作時のシナリオに沿って、運転模擬動作に関する演算処理を制御計算部91に行わせる。この模擬演算プログラム110は、火室51の特性を模擬するための火室特性模擬プログラム111と、蒸気機関車の車両の論理的な模擬を行わせるための車両論理模擬プログラム112とを含む。
The
また、模擬演算プログラム110は、蒸気機関車の車両の運動に関する模擬を行わせるための車両運動模擬プログラム113と、蒸気機関車の車両の走行に関する模擬を行わせる走行模擬プログラム114とを含む。そして、模擬演算プログラム110は、蒸気機関車が走行する路線に関する情報を示す路線データ121、蒸気機関車が動作する際の音声に関する擬音データ122および運転室10Aの揺動台10Dを揺動装置11によって振動させるための揺動データ123に基づいて、運転模擬動作に関する演算処理を制御計算部91に行わせる。
Further, the
映像制御プログラム130は、映像/音声生成装置93に対して、運転模擬動作が実行された際の映像を表す画像情報を生成させる。模擬実行プログラム110Aは、制御計算部91に対して、模擬演算プログラム110が実行されたことによる演算結果に応じた運転模擬動作を行わせる。
The
この模擬実行プログラム110Aは、運転室10Aの運転操作機器10Bに対して動作状況を表示させるための状況表示プログラム131と、制御計算部91への情報の入出力を制御させるための入出力制御プログラム132と、擬音データ122に基づく音声を示す音声情報の生成などを行わせる擬音制御プログラム133と、揺動データ123に基づく揺動装置11の制御を行わせる揺動制御プログラムと134と、運転模擬動作における運転操作機器10Bの操作などに関する評価を行わせる評価プログラム135とを含む。
The simulation execution program 110A includes a
なお、このように構成されたハードウェアとソフトウェアを有する運転模擬装置100の運転模擬動作において、運転室10Aにおける模擬ボイラー部50の火室51への疑似石炭の投入に関する照明演出は、例えば次のように行われる。すなわち、図7に示すように、運転模擬の被験者89は、スコップ88などで供給口42から運転室10Aに供給された疑似石炭87を掬い、焚口34に向けて掬った疑似石炭87を投入する。
In the operation simulation operation of the
焚口34に投入された疑似石炭87は、投炭口52から火室51の火室ダクト56の内部に撒かれ、センサ部59のマトリクス状の検知領域を通過して排出口52Aから回収カート60内に排出される。このような行為は、通常の蒸気機関車であればボイラー部の火室に石炭をくべることになり、燃焼により火室内の炎の色などが激しく変化することとなる。
The
このため、運転模擬装置100では、炎の代わりに火室51内の疑似石炭87の燃焼状況を照明装置57による照明で演出するように構成している。すなわち、センサ部59のマトリクス状の検知領域によって、火室51の火室ダクト56のどの位置にどの程度の疑似石炭87が投入されたかを、例えば疑似石炭87の通過個数や通過位置を検出することにより制御装置90の制御計算部91が認識する。
For this reason, the
そして、模擬演算プログラム110の火室特性模擬プログラム111や模擬実行プログラム110Aの状況表示プログラム131が実行されることで、照明装置57の光源58のうち、例えば、検知領域にて疑似石炭87を検出した位置と対応する位置に設けられた光源58aにより、疑似石炭87の通過個数により表される投入量に合わせた色や照度の光からなるスポット85および光束86を床面部56Aに向けて照射する。
Then, the fire chamber
これにより、被験者89は、疑似石炭87の火室51への投入による燃焼状況を擬似的に把握することができ、火室51内で疑似石炭87を効率よく燃焼させるように投入動作を行うよう留意しつつ、蒸気機関車の運転模擬を体験することが可能となる。この被験者89による疑似石炭87の火室51への投入と同時に、他の被験者(図示せず)によって、運転操作機器10Bが操作され、制御計算部91は、この運転操作機器10Bから出力された信号も加味して、あたかも実際の蒸気機関車を操作するように演出された総合的な運転模擬動作を実行する。
As a result, the subject 89 can pseudo-understand the combustion state of the
この運転模擬動作の動作処理手順は、例えば、次のようなものとなる。図8に示すように、運転模擬装置100の電源などがON状態となり、運転模擬動作が実行されると、まず、制御計算部91は、火室51内の火室ダクト56のセンサ部59からの信号により、火室51内への疑似石炭87の投入を検出すると(ステップS101)、続いて火室51内に被験者89によって投入された疑似石炭87の投入状況を検出する(ステップS102)。すなわち、センサ部59のマトリクス状の検知領域のどの領域を疑似石炭87が通過したかによって、疑似石炭87の投入量や投入位置を投入状況として検出する。
The operation processing procedure of this driving simulation operation is as follows, for example. As shown in FIG. 8, when the
次に、ステップS102にて検出された疑似石炭87の投入量や投入位置を示す検出結果と、模擬ボイラー部50に給水ポンプ18によって供給された冷水や注水器29によって供給された温水の供給量とに基づいて、模擬ボイラー部50の模擬蒸気圧を算出し、この模擬蒸気圧と、運転操作機器10Bの操作状況とに基づいて、蒸気機関車の模擬牽引力を算出する(ステップS103)。
Next, the detection result indicating the amount and position of the
模擬牽引力を算出したら、制御計算部91は、ステップS102にて検出された検出結果と、模擬ボイラー部50への酸素の供給状況とに基づいて、照明装置57による照明演出の内容(すなわち、演出をどのように行うか)を演算により決定し(ステップS104)、決定した内容に基づいて照明装置57の制御を実行する(ステップS105)。
After calculating the simulated traction force, the
そして、ステップS103にて算出した模擬牽引力と、蒸気機関車の走行に関して影響を及ぼす影響情報としての制動力、走行抵抗、車両重量などの情報とに基づいて、走行速度を算出する(ステップS106)。この走行速度は、例えば、走行速度=∫[{牽引力−(制動力+走行抵抗)}÷車両重量]dtという式を用いた演算を行うことによって算出することができる。 Then, the traveling speed is calculated based on the simulated traction force calculated in step S103 and information such as braking force, traveling resistance, and vehicle weight as influence information affecting the traveling of the steam locomotive (step S106). . This travel speed can be calculated, for example, by performing an operation using an equation of travel speed = ∫ [{traction force− (braking force + travel resistance)} ÷ vehicle weight] dt.
走行速度を算出したら、制御計算部91は、算出した走行速度に現在仮想出力中の走行速度を加味して、表示画面70A,70Bに表示する車窓風景などの映像を表す画像情報を生成し(ステップS107)、生成した画像情報を表示装置71A,71Bに出力して映像を表示させて(ステップS108)、上記ステップS101に移行し処理を繰り返す。なお、上記フローチャートによる動作処理の実行中は、例えば運転室10Aにおける臨場感を高めるために、音声出力部10Cからは蒸気機関車の動作に合わせた種々の音声が出力される。
After calculating the travel speed, the
以上述べたように、本実施形態の運転模擬装置100およびこの運転模擬装置100が実行する運転模擬方法によれば、このような動作処理が行われることで、蒸気機関車の運転に関して、現実に近い形で被験者89に運転を模擬体験させることができる。この模擬体験においては、特に、蒸気機関車を走行させる上で高度な技術が必要となる模擬ボイラー部50の火室51における疑似石炭87の燃焼を調節する作業を、運転操作機器10Bの操作と並行して行わせることができ、より現実に近い形で蒸気機関車の運転を模擬体験させることが可能となる。
As described above, according to the
なお、本実施形態で説明した運転模擬方法は、例えば、あらかじめ用意された運転模擬に関するプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができるように構成されてもよい。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行されるものでもよい。また、このプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。 Note that the driving simulation method described in the present embodiment may be configured to be realized, for example, by executing a program relating to driving simulation prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This program may be recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, or a DVD, and executed by being read from the recording medium by the computer. The program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.
以上のように、本発明に係る運転模擬装置および運転模擬方法は、蒸気機関車の運転を模擬体験させる分野の技術に有用であり、特に、より実際の運転に近い形での模擬体験を実現することに適している。 As described above, the operation simulation device and the operation simulation method according to the present invention are useful for the technology in the field of simulating the operation of a steam locomotive, and in particular, realize a simulation experience closer to actual operation. Suitable for doing.
10 車体部
10A 運転室
11 揺動装置
50 模擬ボイラー部
57 照明装置
58 光源
59 センサ部
60 回収カート
90 制御装置
91 制御計算部
100 運転模擬装置
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記蒸気機関車の車体部における運転室を模倣した模擬運転室に設置される模擬ボイラー部の火室内に投入された疑似石炭の投入量および投入位置を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された検出結果と、前記模擬ボイラー部に供給された疑似水分の供給量とに応じて、該模擬ボイラー部の模擬蒸気圧を算出する模擬蒸気圧算出手段と、
前記模擬蒸気圧算出手段によって算出された模擬蒸気圧と、前記運転室に設けられた前記蒸気機関車の動作に関する操作部の操作状況とに基づいて、前記蒸気機関車の模擬牽引力を算出する模擬牽引力算出手段と、
前記模擬牽引力算出手段によって算出された模擬牽引力と、前記蒸気機関車の走行に関して影響を及ぼす各種の影響情報とに基づいて、前記蒸気機関車の走行速度を算出する速度算出手段とを備えた
ことを特徴とする運転模擬装置。 A driving simulation device that allows a subject to experience the operation of a steam locomotive,
Detection means for detecting the amount and position of the simulated coal introduced into the fire chamber of the simulated boiler unit installed in the simulated cab imitating the cab in the body of the steam locomotive,
Simulated vapor pressure calculating means for calculating the simulated vapor pressure of the simulated boiler unit according to the detection result detected by the detection unit and the supply amount of the simulated moisture supplied to the simulated boiler unit;
Simulation for calculating the simulated traction force of the steam locomotive based on the simulated steam pressure calculated by the simulated steam pressure calculating means and the operation status of the operation unit related to the operation of the steam locomotive provided in the cab Traction force calculating means;
Speed calculation means for calculating the traveling speed of the steam locomotive based on the simulated traction force calculated by the simulated traction force calculating means and various influence information that affects the traveling of the steam locomotive. A driving simulator characterized by.
前記動作状況判断手段によって判断された動作状況に応じて音声を出力する音声出力手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載の運転模擬装置。 The detection result detected by the detection unit, the simulated vapor pressure calculated by the simulated vapor pressure calculation unit, the operation status of the operation unit provided in the cab, and the simulated traction force calculation unit An operation state determination unit that determines an operation state of the steam locomotive based on simulated traction force, various pieces of influence information that affects the traveling of the steam locomotive, and the traveling speed calculated by the speed calculation unit; ,
The driving simulation apparatus according to claim 1, further comprising a voice output unit that outputs a voice according to the operation status determined by the operation status determination unit.
前記蒸気機関車の車体部における運転室を模倣した模擬運転室に設置される模擬ボイラー部の火室内に投入された疑似石炭の投入量および投入位置を検出する検出工程と、
前記検出工程にて検出された検出結果と、前記模擬ボイラー部に供給された疑似水分の供給量とに応じて、該模擬ボイラー部の模擬蒸気圧を算出する模擬蒸気圧算出工程と、
前記模擬蒸気圧算出工程にて算出された模擬蒸気圧と、前記運転室に設けられた前記蒸気機関車の動作に関する操作部の操作状況とに基づいて、前記蒸気機関車の模擬牽引力を算出する模擬牽引力算出工程と、
前記模擬牽引力算出工程にて算出された模擬牽引力と、前記蒸気機関車の走行に関して影響を及ぼす各種の影響情報とに基づいて、前記蒸気機関車の走行速度を算出する速度算出工程とを含む
ことを特徴とする運転模擬方法。 A driving simulation method that allows the subject to experience the operation of a steam locomotive,
A detection step of detecting the amount and position of the simulated coal introduced into the fire chamber of the simulated boiler unit installed in the simulated cab imitating the cab in the body of the steam locomotive,
A simulated vapor pressure calculating step of calculating a simulated vapor pressure of the simulated boiler unit according to the detection result detected in the detection step and the supply amount of the simulated moisture supplied to the simulated boiler unit;
The simulated traction force of the steam locomotive is calculated based on the simulated steam pressure calculated in the simulated steam pressure calculating step and the operation state of the operation unit related to the operation of the steam locomotive provided in the cab. Simulated tractive force calculation process,
A speed calculating step of calculating a traveling speed of the steam locomotive based on the simulated tractive force calculated in the simulated tractive force calculating step and various influence information affecting the traveling of the steam locomotive. A driving simulation method characterized by.
前記動作状況判断工程にて判断された動作状況に応じて音声を出力する音声出力工程とをさらに含むことを特徴とする請求項10または11記載の運転模擬方法。 In the detection result detected in the detection step, the simulated vapor pressure calculated in the simulated vapor pressure calculation step, the operation status of the operation unit provided in the driver's seat, and the simulated traction force calculation step An operation for determining an operation state of the steam locomotive based on the calculated simulated traction force, various pieces of influence information affecting the traveling of the steam locomotive, and the traveling speed calculated in the speed calculating step. A situation judgment process;
The driving simulation method according to claim 10, further comprising a sound output step of outputting a sound according to the operation state determined in the operation state determination step.
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