列车机车虚拟现实驾驶模拟教学系统（二）

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初级列车驾驶模拟训练器技术方案



　　初级列车驾驶模拟训练器主要包括训练用司机操纵台和驾驶模拟训练软件系统。下面分别从司机操作台、驾驶模拟训练仿真软件以及模拟训练视景数据库三方面阐述技术方案。



　　操作台技术方案



　　操纵台是列车驾驶模拟器的重要人机交互界面，较为真实的驾驶模拟训练操纵环境，能增强列车驾驶模拟的逼真度，强化培训和训练效果。根据要求，操作选用配置和真实列车相一致的主控制台，包含完整的仪表、按钮、开关、指示灯等装置，能指示列车各种信号，且所有的逻辑关系与真车一致；包含列车管理系统显示装置和ATC显示器，列车管理器显示装置在显示内容、操作方式和内部逻辑及装置与真车一致；操纵装置配输出为模拟或数字量的传感器，其操作能控制视景变化，并有相应的声音输出，滞后延迟控制在100毫秒之内；座椅采用原车座椅，保持操纵环境的一致性。



　　针对初级列车模拟驾驶训练操作台的功能需求，并从运行效果综合考虑，



　　场景及视景数据库



　　驾驶模拟系统中所使用的场景采用实景建模方式准确构建，建模技术采用专业建模软件前期处理，之后应用场景优化技术，处理隧道、站台、指示牌等多种场景模型，构建完整的视景数据库。并通过后期烘焙处理、LOD、着色处理等优化处理，获得和真实场景高度近似一致的仿真画面。



　　场景内容包括：地铁列车运行线路中的全部正线、折返线、停车线、检修线、实验线、出入库线、洗车线、车辆段等；地铁列车双向运行于上述区域司机视域范围的所有静态以及动态景物；以及轨道、架空线路、轨旁设备、隧道、站台（包括车站建筑及附属设备、站台屏蔽门、广告牌、站内乘客、站台闭路电视监视器、倒数计时器、到站显示器）、沿线景物（包括外部风景、桥梁、立交桥、建筑物、行人及车辆、其它地铁车辆等）、车厂/车辆段（包括所有建筑及附属设施、洗车台、检修台、其它地铁车辆），以及动态模拟的工作人员等。



　　教员控制软件方案



　　教员控制软件系统主要在训练开始后根据司机室控制面板和信号显示装置的型号，在控制软件中设置相关的技术参数，包括车型参数（A型、B型、C型）、牵引参数、制动参数、各功能按钮的逻辑关系、仪表及显示屏的显示内容等；并在完成驾驶模式的设定；手动设置列车车厢编组、列车自重、载重等列车相关参数；编辑设定图形用户界面和轨道线路；在学员练习过程中录制、回放一定时间内学员的操作情况及列车情况；结合仿真软件的评估功能，根据科目、驾驶员操纵情况、对于故障及事故的判断及处理等因素进行评估，教员可以在教员控制系统中更新评价参数。

教员控制软件技术方案设计



　　根据实际应用的需求分析，教员控制软件的功能希求如下：



　　（1）根据司机室控制面板和信号显示装置的型号，在控制软件中设置相关的技术参数，包括车型参数、牵引参数、制动参数、各功能按钮的逻辑关系、仪表及显示屏的显示内容等；



　　（2）设定驾驶模式；手动设置列车车厢编组、列车自重、载重等列车相关参数；



　　（3）设定图形用户界面和轨道线路；



　　（4）在学员练习过程中录制、回放一定时间内学员的操作情况及列车情况；



　　（5）结合仿真软件的评估功能，根据科目、驾驶员操纵情况、对于故障及事故的判断及处理等因素进行评估，教员可以在教员控制系统中更新评价参数。



　　教员控制系统通过C/S模式与视景仿真软件系统进行通讯，所有的配置文件保存在关系数据库中。软件通过B/S模式与后台数据库进行交互，进行相关的设定。B/S模块选用Ajax和Flex框架实现，数据库选用MySql;C/S软件模块基于VC、OSG编写，保证在培训过程中的实时交互，以及仿真过程录制、回放过程的连续及顺畅。


  



学员观摩区及教员控制区示意









　　学员观摩区及教员控制台方案



　　学员观摩区主要提供学员在学习过程中观察同学驾驶过程，以及接受教员讲解及分析的场所。在硬件上需提供实时画面，观察在司机室中学员的各种操作，并能在一个交互环境中感受和学习各种规范的操作流程。

学员观摩区技术要求



　　（1）设有教员监控台可以监控学员模拟驾驶室友表现，可实现设置各种故障和事故，并能与司机室学员保持联系。



　　（2）要设立独立的教师控制台和满足40学员的坐席，形成一个教学研讨区域，并配有投影、控制设备，以备教学观摩、研讨之用；能够实时讲评驾驶员的操作，达到现场教学的目的；能够配合记录回放功能，实现典型科目的教学任务；能够配合评估系统功能，实现现场讲评驾驶员操作。



　　学员观摩区技术方案



　　（1）按照场地情况，安排一定的区域，并配置大屏多通道显示装置，将学员在司机室中的操作画面，以及司机室的前向视景同步显示；



　　（2）配置练习软件，在各自的位置上，针对教员的讲解情况，在单机上进行练习，巩固学校内容。


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