列车模拟驾驶系统
城市轨道交通列车虚拟驾驶仿真系统
城市轨道交通列车虚拟驾驶仿真系统叶华平;姚军;钱雪军【摘要】根据上海轨道交通的发展现状,提出通过虚拟驾驶仿真系统满足大量的新驾驶员培训的需求.介绍了虚拟驾驶仿真系统的总体架构和功能实现的方式.采用三维图像技术结合虚拟仪表技术实现了模拟驾驶培训系统,该系统具有虚拟驾驶台、三维视景系统,而且还有培训课程的设计开发功能,能够达到较好的培训效果.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2015(018)011【总页数】3页(P124-126)【关键词】城市轨道交通;虚拟驾驶仿真系统【作者】叶华平;姚军;钱雪军【作者单位】上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心,201102,上海;上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心,201102,上海;同济大学电气工程系,200092,上海【正文语种】中文【中图分类】TP337;U231近几年，上海轨道交通线网规模快速增长，每年都需要增加大量的驾驶员。
对于新驾驶员，不但要对其进行城市轨道交通基础知识的培训，还要对其进行技术培训，使其掌握驾驶技术、车辆联挂技术，熟悉车辆设备接口。
鉴于城市轨道交通运营的特点，新驾驶员的培训工作不可能完全在现场完成，大部分培训工作都需要在培训中心来完成。
由于需要培训的新驾驶员多，列车型号也在不断变化和增加，构建大量的实物培训装置不切实际，因此，选择并开发一种成本低，又能完成新驾驶员培训工作的培训手段和工具，具有非常现实的意义［1－2］。
虚拟驾驶仿真系统能满足这样的实际需求。
采用1台普通的计算机，不需要任何附加的运行许可，即可实现单机版的列车虚拟驾驶，实现最基本的驾驶培训。
虚拟驾驶仿真系统能帮助驾驶员熟悉列车司机控制台上的仪表、按钮、转换开关、控制器等设备，掌握司机显示器的操作使用，熟悉列车运行线路的环境以及纵横断面。
本研究根据上海轨道交通系统特点，结合新驾驶员实际培训工作需要，提出了一种基于PC（个人计算机）的虚拟驾驶仿真系统，来实现基于课程的培训方案。
列车模拟驾驶的原理
列车模拟驾驶的原理列车模拟驾驶是通过虚拟现实技术模拟真实列车运行环境和操作，帮助培训机车司机和提高驾驶技能。
其原理主要包括数据采集、仿真计算、车辆动力学模型以及人机交互等方面。
首先，列车模拟驾驶的原理之一是数据采集。
通过真实列车运行中的各种传感器和设备，例如速度传感器、加速度传感器、压力传感器以及控制系统等，实时采集列车运行过程中的各种数据。
这些数据包括速度、加速度、制动力、牵引力、车轮径向、电气参数、空气制动、电制动等。
通过这些数据的采集和记录，可以在模拟器中实现对列车运行过程的真实再现。
其次，列车模拟驾驶的原理之二是仿真计算。
根据采集到的数据，通过一系列数学模型和计算公式，对列车运行的各种物理量进行仿真计算。
例如，通过牵引系统的模型可以计算出牵引力的大小，通过制动系统的模型可以计算出制动力的大小，通过车辆动力学模型可以计算出车轮径向的变化。
通过这些仿真计算，可以实现对列车运行过程中各种物理现象的模拟和预测。
第三，列车模拟驾驶的原理之三是车辆动力学模型。
车辆动力学模型是模拟列车运行过程中的力学特性和动力学特性的数学模型。
它包括车辆总体模型、车辆运动学模型、车辆牵引力和制动力模型等。
车辆总体模型描述了列车的几何特征、重量分布和整体动力学性能等。
运动学模型描述了列车运动的速度、加速度和位移等因素。
牵引力和制动力模型描述了列车运行过程中牵引和制动系统对列车速度变化的影响。
通过车辆动力学模型，可以模拟列车运行过程中的各种力学特性和动力学特性，从而提供一个真实的运行环境。
最后，列车模拟驾驶的原理之四是人机交互。
通过人机交互界面，驾驶员可以进行列车的操作和控制。
这个界面通常包括虚拟显示器、控制柄、按钮、触摸屏等。
驾驶员可以使用这些设备来控制列车的加速、刹车、换挡、转向等操作，同时还可以观察运行状态、收集运行数据以及接收系统的提示和警告。
通过人机交互设计合理的界面和交互流程，可以提高驾驶员的操作体验和驾驶技能。
简述地铁模拟驾驶台驾驶列车的全部流程
简述地铁模拟驾驶台驾驶列车的全部流程地铁模拟驾驶台是一个专门用于训练驾驶员的仿真系统。
The subway simulator is a simulation system designed for training drivers.首先，驾驶员需要穿着制服进入驾驶台，准备开始训练。
First, the driver needs to enter the driving compartment in uniform and prepare for training.接着，驾驶员需要熟悉驾驶台上的各种控制按钮和仪表盘。
Next, the driver needs to familiarize themselves with the various control buttons and dashboards on the driving compartment.驾驶员需要进行系统检查，确保列车的各个系统运转正常。
The driver needs to carry out a system check to ensure that all the train systems are functioning properly.然后，驾驶员需要接收指挥中心的信号，确认列车可以出发。
Next, the driver needs to receive signals from the command center to confirm that the train can depart.在行车过程中，驾驶员需要根据信号和路况控制列车的速度和停靠站。
During the driving process, the driver needs to controlthe speed and stopping of the train according to signals and road conditions.如果遇到紧急情况，驾驶员需要及时做出反应，保证列车的安全。
列车自动驾驶ATO系统
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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2．列车自动折返控制
自动折返是一种特殊情况下的驾驶模式，在折返 站使用，这种驾驶模式下无需司机控制，而且列车上 的全部控制台将被锁闭。列车收到折返许可后，自动 进入自动折返模式。授权经驾驶室人机接口( MMI)显 示给司机，司机必须确认这个显示，并得到授权，锁 闭控制台。
若采用ATO自动运行折返模式，在司机按压ATO 启动按钮后，列车自动驶入折返轨，并改变车头和轨 道电路发送方向；在折返轨至发车站台的进路排列完 成后，再次按压ATO启动按钮，列车自动驶入发车站 台，并精确地停在发车站台，此时，ATO车载设备即 退出自动折返模式。
若采用ATO无人自动折返模式，只有在司机下车 后按压站台上的无人折返按钮后，才能实施自动列车 折返运行。无人自动折返功能的输入是来自车载速度 ／距离功能的列车当前的速度和位置以及ATP速度曲 线，输出使列车制动和牵引的控制命令。
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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2．巡航／惰行功能
巡航／惰行功能的任务是按照时刻表自动实现列
车区间运行的惰行控制，同时节省能源，保证最大能 量效率。ATO巡航／惰行功能协同ATS中的列车自动 调整(ATR)功能，并通过确定列车运行时间和能源优化 轨迹功能实现巡航／惰行功能。
设备，以及提供车站标识和车站停车状 态信息的ATO车辆报告系统设备等。
信号与通信概论 第 6 章 列 车 自 动 驾 驶 系 统
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6.3 ATO系统的功能及其工作原理
ATO系统的功能分为基本控制功能和 服务功能。基本控制功能包括：列车自 动驾驶、自动折返和车门控制三个功能。 其他辅助功能包括：列车定位修正、巡 航／惰行、列车识别(PTI)支持功能等。
列车运行自动控制系统—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
城市轨道交通通信信号系统—ATC系统
ATC系统是城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，它实现以下功能： （1）行车指挥和列车运行自动化； （2）最大限度地保证列车运行安全； （3）提高运输效率； （4）减轻运营人员的劳动强度； （5）发挥城市轨道交通的通过能力。
• ATC系统主要包括中央设备、 地面设备、车载设备三部分。
思考题
ATP系统用于列车运行速度监督、列车运行超速防护，是保 证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运 行的设备。
ATP系统的主要作用：
（1）对列车运行进行超速防护 （2）实现列车位置检测 （3）保证列车间的安全间隔 （4）故障报警、降级提示 （5）列车参数、线路参数的输入 （6）与ATS、ATO系统进行信息交互 （7）停车点防护和列车车门控制。
专业术语
• OCC：operating control center，控制中心 • 对全线列车运行、电力供应、车站设备运行、防灾报警、环境监
控、票务管理及乘客服务等地铁运营全程进行调度、指挥和监控 的中心。
专业术语
是英文Positive Train Identification的缩写, 即列车定位识别 • 该系统主要由车载和轨旁两部分组成, 实现列车-地面的信息单向
传输。 • 运行过程中，每辆列车唯一的列车编号通过PTI传输到地面设备。
专业术语
• 惰行模式就是利用车辆自身的惯性进行滑行,是一种有效节约能 源的运行模式,
练习1：下列各项与ＡＴO、ＡＴP、ＡＴS有对应关系？
实现对列车运行的 ， 辅助行车调度人员对全线列 车运行进行管理。
01
用于实现“ ”，即用地面信息实现 对列车驱动、制动的控制 ，以及列车自动折返等。
OCC
思考题
• 1.实现列车位置检测的信号设备是什么？ • 2.如何保证列车间的安全间隔？
列车驾驶模拟器客室监控视景仿真系统的实现
年第期5列车驾驶模拟器客室监控视景仿真系统的实现胡峰1朱金陵1郝昱2（1.西南交通大学智能控制与仿真工程研究中心，成都610031；2.西南交通大学电气工程学院，成都610031）摘要研究了一种基于虚拟现实技术的地铁列车客室监控视景仿真系统，并将其应用于地铁列车驾驶模拟器系统中。
使用OpenGL Performer 开发视景仿真系统，采用OpenGL 开发人机交互操作界面。
着重研究了系统功能结构、人际交互界面设计、人群行为与突发事件仿真等技术；使用了图形拾取算法和基于智能体的行为模拟，实现了具有真实感的客流仿真以及疏散仿真，最终给出了视景仿真结果。
关键词：模拟器；视景仿真；虚拟人；智能体；人群疏散Design and Implementation of Carr iage Monitoring System Simulation in Train Oper ation SimulatorHu Feng 1Zhu Jinling 1Ha o Y u 2(1.Intelligent Control and Simulation Research Center,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031;2.School of Electrical Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031)Abstr act Carriage visual system simulation based on virtual reality was introduced and implemented in train operation simulation system.This paper uses OpenGL Performer software package to develop framework of visual simulation system and OpenGL to develop the friendly human-computer interaction operation interface.This paper mainly studies these aspects as below:the system function structure,human-computer interaction operation interface design,crowd behavior and sudden ing picking algorithm and Agent,realize the realistic simulation of passenger flow and evacuation.Key words ：simulator ；visual simulation ；virtual man ；agent ；crowd evacuation1引言列车驾驶模拟器是培训轨道交通列车司机的先进工具，具有训练过程安全、训练费用小、不影响正常行车、故障及操作训练可重复等优点。
2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件
2024/1/24
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案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
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节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
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系统架构设计与实现
系统架构设计
01
02
采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
2024/1/24
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车载设备与系统架构
2024/1/24
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车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
2024/1/24
高铁火车模拟仿真驾驶系统软件开发定制
高铁火车模拟仿真驾驶系统软件开发定制高铁供电仿真模拟系统在我国高速铁路快速发展的当下，高铁电力设备巡视检查工作成为整个铁路运维中的重要一环，高铁供电工作人员的工作能力和培训效率显得尤为重要。
但因为牵引供电系统的电压等级高、结构复杂以及无法中断运行。
华盛恒辉软件开发可以来这里，这个首肌开始是幺乌扒，中间是幺幺叁叁，最后一个是泗柒泗泗，按照你的顺序组合可以找到。
高铁供电仿真模拟系统是基于三维仿真技术，为铁路电力运维部门打造的高铁输电线路应急模拟系统。
系统对现实世界进行虚拟再现，以三维模型的方式打造列车行驶的全程场景。
该系统结合仿真建模和Unity3D技术，实现在不同天气、光线、地形地貌环境下，对不同随机电路应急事件的排查和处置演练。
北京华盛恒辉高铁仿真系统实现全3D场景，搭建了包含60公里长的轨道线路以及沿途的山脉、雪峰、农田、桥梁、隧道、湖泊、植被等超大型场景。
以第—视角模拟高速、普通列车运行，用户可根据需求设置列车运行里程和配置站点信息，并可对场景中的天气进行设置，真实再现晴天、雨天、下雪天的列车行驶视野。
华盛恒辉通过以上系统功能，充分提高铁路供电部门人员培训的效率和质量，让巡检人员充分了解到供电设备的状态，起到减少巡检疏漏、无法发现缺陷的情况，提高巡检人员的检查工作水平。
从而实现减少劳动成本和工作风险，不断提高供电设备的巡视检查能力。
高铁仿真系统实现全3D场景，搭建了包含60公里长的轨道线路以及沿途的山脉、雪峰、农田、桥梁、隧道、湖泊、植被等超大型场景。
以第—视角模拟高速、普通列车运行，用户可根据需求设置列车运行里程和配置站点信息，并可对场景中的天气进行设置，真实再现晴天、雨天、下雪天的列车行驶视野。
通过以上系统功能，充分提高铁路供电部门人员培训的效率和质量，让巡检人员充分了解到供电设备的状态，起到减少巡检疏漏、无法发现缺陷的情况，提高巡检人员的检查工作水平。
从而实现减少劳动成本和工作风险，不断提高供电设备的巡视检查能力。
列车模拟驾驶系统
列车模拟驾驶系统城轨列车模拟驾驶系统TDS（Train DrivingSimulator）是由韩国沙龙工程株式会社研制，沈阳铁路信号工厂进行技术引进国产化的一套针对城轨司机、维修人员及站台服务人员上岗前和提高技能再培训的综合性教育培训系统。
TDS 系统是以城轨的车辆特性、ATP/ATO条件、线路状况和运行要求为主要模型，利用计算机仿真技术、列车动力学、列车控制理论和影像、音响技术相结合的产物。
TDS系统准确展现列车各子系统的逻辑关系与运行状态，真实地模拟城轨列车在各种运行环境与意外情况下的运行特性、操纵特性、牵引/制动特性以及其它特性，能够从视觉、听觉、体感、触觉等方面逼真地再现列车在不同情况下的运行状况。
系统组成：全功能模拟驾驶练习机（前部司机室、后部司机室、联系（救援）司机室、客室及站台、视景系统、声音仿真系统、六自由度动感系统、列车运行仿真系统、故障排除仿真系统等）教员控制系统学员观摩系统计算机辅助教学系统基本功能练习机等系统的设计充分考虑实际培训的需要，保证学员从理论到实作、从基本技能到综合技能的培训。
系统采用模块化设计，可灵活组合，并考虑拓展性，可满足今后功能扩展的需要。
技术特点：1.按实际车辆1:1制作的模拟驾驶室及操作台，配合通过计算机图像生成（CGI）技术对实际城轨运行线路进行仿真的视景系统以及音响等系统，可真实模拟列车正常、故障及意外状况下的各种运行情况，给受训司机一种身临其境的感觉；2.六自由度动感平台，可以模拟真实列车运行中的所有震动、摇摆等动作，平台采用电气驱动方式，易于维护、费用低；3.特有的客室及站台系统，可以训练在客室及站台出现突发事件时，司机和站台服务人员的应变能力。
4. 特有的联系（救援）系统，可以训练司机在救援与被救援、以及编组作业中的驾驶技能。
5.功能强大的教员系统，具有课程设计、故障管理、数据管理、对受训学员指导及对受训学员的训练进行分析评价等功能。
目前该装置已在韩国首尔、仁川、大田、釜山大铁、地铁以及香港地铁等大量使用。
轨道交通仿真模拟驾驶系统都有哪些典型案例？
铁路不仅包括长途运输的高铁、普铁、动车等，而且还包括城市通勤的地铁、轻轨、有轨电车等。
模拟驾驶系列产品，涵盖轨道交通的所有车型系列，通过自主开发的模拟平台，可以真实恢复驾驶员的操作环境，技术严格，外形高度模拟。
郑州轨道交通一号线六自由度仿真模拟器
郑州铁路职业技术学院城轨仿真实训系统
南京铁路职业技术学院城轨仿真实训系统
长沙磁悬浮列车模拟驾驶仿真实训系统
本成果的辐射，极大地提升了本行业的技术进步，带动了机械、电子、软件等相关产业的发展。
河南德拓信息科技有限公司数据智能产品、方案和技术能力的用户遍及电信、金融、能源、媒体、涉密、教育、医疗、政府和企业等多个行业，产品已入围中央采购目录，市场业绩已连续三年保持100%以上快速增长。
动车组模拟驾驶控制系统设计
动车组模拟驾驶控制系统设计王学伦【摘要】随着轨道交通行业快速发展,车辆研究单位对快速培养高素质列车驾驶人员以及模拟驾驶系统提出了更高要求.对动车组模拟驾驶控制系统如何实现硬件选型、软件设计以及联合调试等功能进行了详细论述与分析,并提出了一种模拟驾驶控制系统方案,该方案易于功能扩展,方便列车生产、调试和使用.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】2页(P58-59)【关键词】动车组;模拟驾驶;计算机仿真【作者】王学伦【作者单位】中车青岛四方车辆研究所有限公司,青岛 266031【正文语种】中文随着近年来我国高速列车铁路网规划不断深化，大量高铁新线路投入运营，这对动车组驾驶人员提出了更加严格的需求。
驾驶人员需要使用模拟驾驶系统进行驾驶训练，从而减少实车驾驶所需时间，已成为动车组驾驶人员训练的重要手段[1-2]。
控制单元选型及控制算法设计是模拟驾驶系统实现的重要组成部分，本文利用嵌入式控制器，结合Matlab-Simulink工具箱设计了一种模拟驾驶控制单元算法，模拟列车运行和其他状态，并可以实现虚拟视景单元交互数据，实时模拟动车组列车驾驶操作过程。
1 系统功能模拟驾驶系统能够模拟真实动车组操控相关功能，使动车组驾驶人员感受沉浸式体验过程。
模拟驾驶系统相关功能有列车使能、列车小复位、升降受电弓、主断路器闭合关断、列车施加牵引、制动、车外门打开关闭以及车外灯打开关闭等，另外系统还可以将驾驶人员操作历史数据传输至虚拟视景单元，以图形形式展示出来，以便于分析驾驶人员的操作习惯，及时纠正错误操作，提高驾驶人员学习效率。
2 硬件选型模拟驾驶系统是一个综合型系统，由不同硬件功能模块组成，并进行数据交互。
本文所设计的模拟驾驶系统主要由司机台显示屏、虚拟视景单元、控制单元和数据采集单元组成，如图1所示。
图1 模拟驾驶系统组成模块示意图为了提高系统用户体验，所有与司机交互的设备，如显示屏、司控器、司机台上按钮以及旋钮都采用动车组上原配件，此类设备工作电压为110V，通过一个220VZ 转110V电源提供。
列车模拟驾驶系统中列车的运行控制仿真与实现
行问题 ， 建立了多质点列车动力学仿真模型； 并采用
改进 的混 合 控 制 策 略 ， 完成列 车的节能运行控 制。 模 型具 有 分析 列车 不 同线路 条件 和不 同编组 条件 下 的运行 性 能和运 行 效 率 的功 能 ， 主 要 用 于教 学 培 训 和演示 ； 同时 ， 由于 采 用 准 确 的 列 车动 力 学 模 型 ， 系 统可 用于 优化 列车 编 组 ， 提 高 线 路 运 行效 率 和优 化 列车 速度 控制 的可 行性 分析 研究 中。
１ 系统框 架
列 车模 拟驾 驶 系统 总体结 构 ， 如 图 １所示 ， 由操
作仿真模块 、 动力学仿 真模块 、 视景仿真模块 、 音响 仿真模块 、 运动仿 真模块 、 仿真结果输 出模 块 、 操作
评 价模 块 和数据 管理 模块 构成 。其 中操 作仿 真模块 是 学员 与列 车模 拟 驾 驶 系统 交 互 的主 要 通 道 ； 动力
关键 词
列车模拟驾驶
多质 点模 型
运 行控制
Ａ
工况 转换
列车仿 真模 型
中图法分类 号
Ｕ ２ ８ ４ ． ４ ８ １ ；
文献标志码
随着铁路事业的发展 ， 尤其是铁路大提速以后 ， 列 车运 行速 度越 来 越 快 的情 况 下 ， 为 了保 证 列 车 安 全 高效 的运 行 ， 对 列 车 司机操 作熟 练 度 的要 求 也 越 来越 高 ， 对列 车 司 机 的培 训 也 将 日益 重要 。列 车 模 拟 驾驶 系统 能够 充 分满 足 列 车 司机 培训 的要 求 ， 既 缩 短 了培训 时 间 ， 减少 培训 费用 ， 而 且培 训过 程绝 对 安全 ， 不影响正常的行车 ； 但传统的列车模拟驾驶系 统缺乏准确的动力学模 型， 不能准确地反映列车加 速、 惰行 和 制动过 程 中列 车速度 的实 际 变化情 况 ， 在 培训 学 员 的过程 中会 影 响培 训 效 果 ， 也 无 法 满 足 工 程分 析 的要求 ¨ 。 因此 ， 在列 车模 拟 驾 驶 系 统 中加
基于模拟仿真的动车组驾驶培训系统
系统在 空间布 局上划 分为４ 区域 ：学员 观摩 教学 个 区 、全 功能列车驾驶仿 真教学 区 、教员 工作站 和设 备间
（ 图１ 见 ）。
基金项 目：湖北省教 育厅２ １年度科技 重点课题 （２ １６ ０ ）。 ０ Ｏ Ｄ ００、采 用软件 方 式实现 的基 于模 拟 仿真 的动
车 组 驾驶 培 训 系统 ，有 利 于 安 全、 节 能 、 快 速 、 高效地 培 训动 车 组 司机 ，特 别是 在培 养动 车 组 司机 非正 常情 况 的操 纵技 能和应 急故
理 能力上具 有 无可 比拟 的作 用 。
车组司机非正 常情况的操纵技 能和应急故 障处 理能力上 具有无可 比拟 的作用 。在驾驶 训练 中，即使 出现碰撞 、
“ Ｂ — Ｔ ～ ＭＳ Ｃ Ｔ Ｐ Ｔ Ｆ ”三类 培训设 施 ，构 成多层 次培训 系
２ ０ 名 。因此 ，未来 几年 ，我 国急需 培养大批 动车组 统 。 Ｏ ０ ０
司机 ，确保 高速铁路安全 、高效运 营。 基于模拟仿 真的动车组 驾驶培训 系统 有利于安全 、 节 能 、快速 、高效地培养动 车组 司机 ，特别 是在培养动
率 。根据 《 中长期铁 路网规划 》测算 ，￣２ １ 年底 ，我 层体 系结 构 （ Ｌ ０２ Ｈ Ａ）的先 进思想 ，采用 构成方式灵 活 、
国将运营 １ ０ 列 （ 辆 编组 ）左右时速 ３ ０ｋ ０ ０ ８ ０ ｍ的高速动 具有高可 靠性和可扩展性 的分布式体 系结构 。按 照 “ 认 车 组 ，动车 组司机 将达 到８ ０ 名 左右 ；到２ ２ 年 底 ， ０ ０ ００ 我 国运 营高速动车组将达到２ ０ 列 ，动车组司机将达到 ０ ４ 知 、熟 悉 、精 通 ” 的递进 培训 过 程 和 目标 ，分别 配 置
CRH3动车虚拟驾驶仿真系统的设计与实现
ＣＲＨ３动 车 虚拟 驾驶 仿 真 系统 的设计 与 实 现 ，能够 在仿 真环 境 下对 动车 司机 进行 模拟 驾驶 、故 障处理 、 非正常行车处理等方面的多媒体教学培训 ，有效地提高了培训质量 、降低 了培训成本。
１ 虚 拟现实技术简 介
虚拟 现 实 （ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ，简 称 ＶＲ，又 译 作灵 境 、幻 真 ）是 近年 来 出现 的高 新技 术 ，也称 灵 境技 术 或虚 拟 仿 真 。虚拟 仿 真 能让 使 用 者 如 同身 历 其境 一 般 ，已经 被世 界 上 一些 大 型 企业 广 泛地 应 用 到工 业 的各 个 环 节 。虚 拟 仿 真技 术 的 引入 ，将使 工 业设 计 的 手段 和思 想 发生 质 的 飞跃 ，更 加 符合 社会 发展 的需要 。工 业 仿
词 ：ＣＲＨ３虚拟 仿真 ；模拟 驾驶 ；故 障处理 ；非正常行车
中图分 类号 ：ＴＰ３９１．９
文献标志码 ：Ａ
我国高速铁路的迅速发展 ，使得动车组司机培训机制未能及时完善。具有我国 自主知识产权的高速 铁 路 动 车组 诞 生后 ，司机 培养 的 问题 更加 突 出 。 目前 动 车 组驾 驶 面临 的 问题 是 动车 司 机专业 人 才 紧缺 ；动 车 司机培训难度高 、周期长 ；在培训过程 中，学员 的学 习效率低 。 日本 、法 国、德 国等 国家的高速铁路起步 较早 ，发展 比较成熟 ，相应 的培训机制 比较健全 ，培训设施 比较完备 。由于铁路安全生产特色要求 ，难 以在 高速铁路现场进行司机培训 ；部分铁路高职院校虽然也在积极开发培训 资源 ，但受资金 困扰 ，现有实训设 施 的更 新 升级 难 以保证 。
模拟驾驶HXD3实训心得
模拟驾驶HXD3实训心得嘿，模拟驾驶HXD3的实训可真是让我体验了一把“过山车”般的感觉，只不过这“过山车”是我自己掌控的铁路列车。
刚开始接触这个模拟驾驶系统的时候，我就像个刚学走路的小孩，对一切都充满了好奇，但又有点不知所措。
那一堆密密麻麻的操作按钮和仪表盘，在我眼里就像是外星来的高科技产物，我心里直犯嘀咕：“这我能搞得定吗？”不过，咱就是抱着“来都来了，干就完了”的心态。
当我第一次按下启动按钮，听到那模拟的发动机轰鸣声，我瞬间就兴奋起来了，感觉自己像是个超级英雄，即将踏上拯救世界的征程。
可是，现实很快就给了我一个“大嘴巴子”。
在起步阶段，我不是操作过猛，就是速度起不来，那列车就像个不听话的倔驴，在轨道上扭来扭去。
我就纳闷了，这看似简单的操作怎么到我手里就变得这么难呢？后来啊，在老师的指导下，我慢慢摸到了一些门道。
原来，驾驶这个HXD3就像是在跳一场微妙的舞蹈，每个操作都要有节奏感。
就好比在平地上行驶的时候，操作要轻柔，就像抚摸一只小猫咪一样；而在爬坡或者加速的时候，又要果断而有力，就像拳击手出拳一样。
有一次，我在模拟行驶过程中遇到了一个“紧急情况”，前方轨道上突然出现了一个障碍物。
我当时就懵了，大脑一片空白，过了几秒钟才反应过来要紧急制动。
这一刹，那列车发出了尖锐的刹车声，感觉整个世界都停止了。
我心有余悸地想：“我的天呐，这要是在现实中，可不得了啊。
”不过，也正是这个小插曲，让我深刻地认识到了这个模拟驾驶可不仅仅是玩游戏，它是在模拟真实的铁路运输环境，每一个决策和操作都关乎着重大的安全责任。
在整个实训过程中，我还发现了一个很有趣的现象。
有时候，我觉得自己已经操作得很完美了，可是系统还是会给我指出一些小问题。
这就像你觉得自己做了一道完美的菜，结果评委却说少了点盐一样，有点小挫败。
但是呢，这也让我明白，在驾驶这种大型机车的时候，容不得半点马虎，必须要精益求精。
模拟驾驶HXD3的实训，就像是一场充满挑战和惊喜的冒险。
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城轨列车模拟驾驶系统TDS（Train Driving Simulator）是由韩国沙龙工程株式会社研制，沈阳铁路信号工厂进行技术引进国产化的一套针对城轨司机、维修人员及站台服务人员上岗前和提高技能再培训的综合性教育培训系统。TDS系统是以城轨的车辆特性、ATP/ATO条件、线路状况和运行要求为主要模型，利用计算机仿真技术、列车动力学、列车控制理论和影像、音响技术相结合的产物。TDS系统准确展现列车各子系统的逻辑关系与运行状态，真实地模拟城轨列车在各种运行环境与意外情况下的运行特性、操纵特性、牵引/制动特性以及其它特性，能够从视觉、听觉、体感、触觉等方面逼真地再现列车在不同情况下的运行状况。
5. 功能强大的教员系统，具有课程设计、故障管理、数据管理、对受训学员指导及对受训学员的训练进行分析评价等功能。
目前该装置已在韩国首尔、仁川、大田、釜山大铁、地铁以及香港地铁等大量使用。
2. 六自由度动感平台，可以模拟真实列车运行中的所有震动、摇摆等动作，平台采用电气驱动方式，易于维护、费用低；
3. 特有的客室及站台系统，可以训练在客室及站台出现突发事件时，司机和站台服务人员的应变能力。
4. 特有的联系（救援）系统，可以训练司机在救援与被救援、以及编组作业中的驾驶技能。
系统组成：
全功能模拟驾驶练习机（前部司机室、后部司机室、联系（救援）司机室、客室及站台、视景系统、声音仿真系统、六自由度动感系统、列车运行仿真系统、故障排除仿真系统等）
教员控制系统
学员观摩系统
计算机辅助教学系统
基本功能练习机等
系统的设计充分考虑实际培训的需要，保证学员从理论到实作、从基本技能到综合技能的培训。系统采用模块化设计，可灵活组合，并考虑拓展性，可满足今后功能扩展的需要。
技术特点：
1. 按实际车辆1:1制作的模拟驾驶室及操作台，配合通过计算机图像生成（CGI）技术对实际城轨运行线路进行仿真的视景系统以及音响等系统，可真实模拟列车正常、故障及意外状况下的各种运行情况，给受训司机一种身临其境的感；