朔黃鐵路機車駕駛模擬器的構(gòu)造方案

朔黃鐵路機車駕駛模擬器的系統(tǒng)構(gòu)造仵澤林〔062350〕用。關(guān)鍵詞：機車駕駛模擬器系統(tǒng) 構(gòu)造0朔黃鐵路機車駕駛模擬器是《朔黃鐵路運輸綜合〔仿真〕培訓(xùn)系統(tǒng)》機車駕駛模擬器、構(gòu)造簡潔、修理便利、質(zhì)量穩(wěn)定、運行牢靠、外形美觀大方的產(chǎn)品，功能強大，特點鮮亮。技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流。研制機車駕駛模擬器的背景〔或稱列車駕駛模擬器盡狀況及列車運行動力學(xué)建立起來的數(shù)學(xué)模型進展仿真運算和把握和運行規(guī)律。20702090上崗人員每年定期進展技能穩(wěn)固培訓(xùn)。的機車駕駛水平和豐富的執(zhí)乘閱歷。而利用機車駕駛模擬器培訓(xùn)具有不受場地和時間的限制、訓(xùn)練可以重復(fù)、安全、經(jīng)濟、高效率等優(yōu)點，引入機車駕駛模擬器能夠為朔黃鐵路機車乘務(wù)作業(yè)人員的職業(yè)技能培訓(xùn)制造有利條件。由于目前國內(nèi)的機車駕駛模擬器多為功能較為簡潔的機車駕駛模擬器交通大學(xué)合作，共同研制具有國際水準的機車駕駛模擬器。機車駕駛模擬器的根本組成機車駕駛模擬器常見系統(tǒng)構(gòu)造聲音仿真系統(tǒng)視景仿真系統(tǒng)操縱設(shè)備主控系統(tǒng)運動仿真系統(tǒng)教員監(jiān)控系統(tǒng)一套機車駕駛模擬器多由操縱設(shè)備、視景仿真系統(tǒng)、聲音仿真系統(tǒng)、列車行為〔操縱、運行〕仿真系統(tǒng)〔也稱主控系統(tǒng)、運動仿真系統(tǒng)和教員監(jiān)控〔監(jiān)視、指導(dǎo)、評價〕系統(tǒng)組成〔見圖1聲音仿真系統(tǒng)視景仿真系統(tǒng)操縱設(shè)備主控系統(tǒng)運動仿真系統(tǒng)教員監(jiān)控系統(tǒng)1機車駕駛模擬器的根本組成早期機車駕駛模擬器的構(gòu)造早期承受計算機仿真技術(shù)的機車駕駛模擬器構(gòu)造與功能都比較簡潔觀看、記錄、分析列車動力學(xué)性能，為找出合理的操縱方式供給幫助。其構(gòu)造組成(見圖2)包括：簡易的司機操縱臺、列車動力學(xué)性能圖形化顯示設(shè)備、列車動力學(xué)仿真計算機及有關(guān)數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。車溝力狀況顯示器車溝力狀況顯示器計算數(shù)據(jù)顯示器數(shù)據(jù)輸出設(shè)備簡易司機操縱臺列車動力學(xué)仿真計算機2早期機車駕駛模擬器的構(gòu)造全功能機車駕駛模擬器的構(gòu)造的模擬功能被逐步納入機車駕駛模擬器的構(gòu)造組成中之增加，全功能機車駕駛模擬器的概念應(yīng)運而生。全功能機車駕駛模擬器(見圖3動仿真、主控、教員監(jiān)控等子系統(tǒng)，也有附設(shè)學(xué)員觀摩、客室模型、站臺屏蔽門模擬、故障和操縱結(jié)果反響。視景顯示系統(tǒng)視景顯示系統(tǒng)駕駛艙客室模型站臺屏蔽門視景生成系統(tǒng)機車駕駛模擬器聲音仿真系統(tǒng)故障處理系統(tǒng)運動仿真系統(tǒng)學(xué)員觀摩系統(tǒng)列車仿真把握系統(tǒng)教員監(jiān)控系統(tǒng)3全功能機車駕駛模擬器的組成朔黃鐵路機車駕駛模擬器的系統(tǒng)構(gòu)造朔黃鐵路機車駕駛模擬器設(shè)計為全功能機車駕駛模擬器，依據(jù)朔黃特點仿真SS4B型電真實地模擬SS4B/制動特性以及其它特性。駕駛艙機車駕駛模擬器駕駛艙是為操縱司機供給與原車完全全都的操縱環(huán)境及操縱性能，因此，一般設(shè)計其仿真操縱把握臺都是與真實的機車把握臺盡可能全都，有的做了一些改造，但照舊保存原有的外表和手感。駕駛艙有全封閉動感司機室、全封閉非動感司機室、簡易司機室、司機操縱臺等多種。全封閉動感司機室實物電器柜、空氣制動系統(tǒng)等無法與駕駛艙直接連接，不能直接進展實物故障培訓(xùn)。全封閉非動感司機室運行時的動感。為滿足操縱司機對操縱環(huán)境具有最正確沉醉感機車設(shè)備則以虛擬方式呈現(xiàn)，照舊能夠進展設(shè)備故障訓(xùn)練。運動仿真系統(tǒng)運動仿真的關(guān)鍵不僅在于列車運行中各種姿勢的實時產(chǎn)生為明顯。運動系統(tǒng)就其運動的驅(qū)動方式而言，可分為氣動、液壓、電動等三種主要方式。氣動力最大，把握技術(shù)最成熟，但需要配置專用的液壓泵站，噪音大，而且跑、冒、滴、漏及系統(tǒng)維護是液壓設(shè)備的共同缺點；電動系統(tǒng)的承載力氣〔指運動系統(tǒng)的頻響在一樣的范圍內(nèi)〕要低于液壓系統(tǒng)，但系統(tǒng)地維護簡潔、使用便利。的位移量，利用六個液壓伺服回路或伺服電機驅(qū)動作動筒動作，實現(xiàn)對運動平臺的把握。朔黃鐵路機車駕駛模擬器承受六自由度電動運動平臺及其把握系統(tǒng)實現(xiàn)機車駕駛模擬器的運動仿真系統(tǒng)，以保證優(yōu)越的運動仿真性能、高牢靠性和易維護性。視景系統(tǒng)：是對操縱者所見到景物的模擬，逼真的視覺使訓(xùn)練仿真環(huán)境更趨于真實化。視景系統(tǒng)可劃分為視景生成系統(tǒng)和視景顯示系統(tǒng)兩個局部。視景生成系統(tǒng)由于列車運動軌跡的特別性，機車駕駛模擬器的視景生成方式主要分為三種：直接放像技術(shù)、圖像壓縮技術(shù)和圖像生成技術(shù)。直接放像技術(shù)：是將線路實景錄制在錄像帶、激光視盤等物理介質(zhì)上，再利用相應(yīng)難以實現(xiàn)平滑的連續(xù)調(diào)速，顯示效果較差。數(shù)字視頻技術(shù)〔簡稱DV：原理是承受數(shù)字視頻技術(shù)，以MPEG1或MPEG2能完全解決列車運行時視景畫面不穩(wěn)定的問題。計算機圖像生成技術(shù)〔簡稱CG：是視景模擬公認的進展方向，它通過計算機軟件及相應(yīng)硬件顯示設(shè)備實現(xiàn)列車運行時的場景模擬，通過建立列車運行線路的三維場景模型，要進展變化，但是制作本錢很高。朔黃鐵路機車駕駛模擬器承受了直接放像技術(shù)和計算機圖像生成技術(shù)兩種視景生成系600計算機圖像生成技術(shù)涵蓋了南灣-西柏坡、肅寧北段內(nèi)近100公里的線路，從視景仿真環(huán)境和制作本錢上作了充分的考慮。視景顯示系統(tǒng)：通過投影儀、顯示器等各種顯示設(shè)備將線路視景顯示出來，一般有以下幾種視景顯示方案。〔1〕單通道前向視景。承受DLP觀，但需要遮擋駕駛艙側(cè)窗，以提高視景的沉醉感。(2)板塊式多通道視景系統(tǒng)：多個通道均承受投影設(shè)備顯示實現(xiàn)，可以到達很寬的前向視致。〔3〕柱面多通道視景系統(tǒng)：180完全逼真地實現(xiàn)駕駛艙外觀的模擬。因重量所限，一般視景屏幕全部靜止地安放在地面上，寸大，運動平臺包絡(luò)范圍大，必需承受大尺寸的柱面屏幕，對投影儀的性能要求高，價格格外昂貴。朔黃鐵路機車駕駛模擬器承受三通道板塊式視景顯示系統(tǒng)沉醉感，又可以節(jié)約投資，性價比相對最高。列車運行仿真把握系統(tǒng)列車運行仿真性能是機車駕駛模擬器最重要的指標鍵因素。其仿真計算涉及：列車牽引計算、列車動力學(xué)計算以及列車把握規(guī)律計算等。由于朔黃鐵路公司配屬的電力機車全部為SS4B型電力機車，牽引車輛大多為C64型，SS4B型電力機車牽引運行C64車輛運行的各種狀況，列車的牽引計算遵守《列車牽引計算規(guī)程》要求，既可模擬列車運行，也可模擬單機運行SS4B型機車、C64SS4G、C70等其它真。故障處理系統(tǒng)故障設(shè)置與處理功能是機車駕駛模擬器得以廣泛應(yīng)用的主要因素之一培訓(xùn)司機的故障分析、推斷及實時查找和排解力氣。擬。故障設(shè)置的方式為即時產(chǎn)生式和預(yù)置式兩種。配置實物電器柜或把握柜設(shè)置實物電器柜和把握柜的故障內(nèi)容可以通過人為的方法直接設(shè)置在相應(yīng)的實物上價值，缺乏在于占用的場地空間較大；無法進展破壞性故障的設(shè)置、突發(fā)故障的設(shè)置常培訓(xùn)難以連續(xù)。計算機軟件模擬借助于計算機多媒體軟件技術(shù)，將實物電器柜以23度較大。朔黃鐵路機車駕駛模擬器的故障處理系統(tǒng)承受軟件仿真與實物配置同時實現(xiàn)擬較為困難的空氣制動系統(tǒng)承受實物承受即時產(chǎn)生式，最大限度滿足教與學(xué)的需要。聲音仿真系統(tǒng)響的模擬更多地承受數(shù)字頻率合成技術(shù)，通過記錄發(fā)生的實際聲響，進展頻譜和頻率合成。朔黃鐵路機車駕駛模擬器的聲響發(fā)生系統(tǒng)承受數(shù)字式聲響發(fā)生系統(tǒng)還可以便利地實現(xiàn)聲音的記錄、回放和處理。學(xué)員觀摩系統(tǒng)還配備了用于對操縱司機的操盡狀況進展評價的學(xué)員終端，讓學(xué)員依據(jù)個人的生疏和理解，對操縱司機的駕駛過程進展評價，有利于各學(xué)員之間相互溝通學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的樂觀性。朔黃鐵路機車駕駛模擬器選用主動式觀摩系統(tǒng)，配置了15位學(xué)員觀摩設(shè)備，用于提高培訓(xùn)質(zhì)量和效率，并為今后列車根底學(xué)問培訓(xùn)、局部任務(wù)培訓(xùn)留下了拓展接口。教員監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)有良好的人機界面，便利完成列車參數(shù)設(shè)置、列車編組、斷面修改、接口調(diào)試、結(jié)果輸出和操縱評價等功能，并隨時對模擬駕駛進展干預(yù)。朔黃鐵路機車駕駛模擬器的教員監(jiān)控系統(tǒng)盡可能的配置了足夠了信息供給設(shè)備景顯示、閉路監(jiān)視、運行把握、操縱評價等，便利教員的教學(xué)，提高工作效率。其它系統(tǒng)設(shè)備包括電源設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、視頻、音頻切換設(shè)備、空調(diào)等，為機車駕駛模擬器供給必要的、穩(wěn)定、良好的工作環(huán)境。以上各個系統(tǒng)共同組成了朔黃鐵路機車駕駛模擬器〔見圖4。司機室及配套設(shè)備司機室及配套設(shè)備數(shù)據(jù)采集及把握子系統(tǒng)運行仿真主控子系統(tǒng)全功能SS4B機車駕駛仿真視景仿真子系統(tǒng)朔黃鐵路機車駕駛模擬器系統(tǒng)構(gòu)成聲音仿真子系統(tǒng)故障模擬子系統(tǒng)6DOF觀摩臺顯示系統(tǒng)學(xué)員觀摩系統(tǒng)主動觀摩交互系統(tǒng)教員監(jiān)控臺教員系統(tǒng)閉路監(jiān)視系統(tǒng)通訊模擬系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備其它設(shè)備視頻設(shè)備電源設(shè)備及空調(diào)完畢語

4朔黃鐵路機車駕駛模擬器系統(tǒng)構(gòu)成目前，朔黃鐵路機車駕駛模擬器已投入使用，成功實現(xiàn)了對SS4B機車及列車的性能模擬、運行環(huán)境模擬和操縱培訓(xùn)，表現(xiàn)出了強大的功能和突出的作用：運行條件和參數(shù)的設(shè)置、更改便利。轉(zhuǎn)變計算機軟件設(shè)置就能在短時間內(nèi)對運行的條件和參數(shù)進展轉(zhuǎn)變。試驗可以反復(fù)進展，不受限制。練。正常訓(xùn)練和故障訓(xùn)練均可培訓(xùn)。除了正常訓(xùn)練還可依依據(jù)需要設(shè)置一