ATP车载设备专项仿真培训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种ATP车载设备专项仿真培训系统，包括：车载设备仿真模块，用于模拟ATP车载设备核心功能；环境仿真模块，用于模拟ATP车载设备运行所需的外部地面环境及条件；列车驾驶仿真模块，用于模拟与ATP车载设备相关的操作设备、列车基本控制逻辑以及牵引计算；教学辅助模块，用于整个系统的培训模式选择、培训数据支撑以及培训流程控制。本发明专利技术提供的ATP车载设备专项仿真培训系统，基于完全仿真模拟的方式，提高了ATP车载设备的培训效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿真培训
，具体涉及一种ATP车载设备专项仿真培训系统。
技术介绍
中国列车运行控制系统（CTCS，Chinese Train Control System）是我国铁路的重要技术装备，是保证列车运行安全、可靠、高效的核心技术之一。作为CTCS的重要组成部分，列车自动保护系统（ATP，Automatic Train Protection）车载设备直接关系到行车安全，一般情况下ATP车载设备从CTCS地面环境接收行车许可并自动防护列车的运行。目前CTCS-2级以及CTCS-3级列控系统（以下简称C2及C3）均配备有ATP车载设备，高铁司机和信号系统维护人员必须熟练掌握此类设备的功能结构及工作原理，并且需要具备快速的故障处理应急能力。因此，此类人员必须要经过严格的教学培训及多次的实操演练。传统的ATP车载设备方面的培训往往基于真实的设备，但是ATP车载设备的正常运行严重依赖于外部的地面环境中存储的数据，此部分数据往往由各类接收单元读取线路上的设备获取，单独仿真培训时获取难度较大且不易模拟，这就造成ATP车载设备只能进行极为有限的操作，不能进行完整的演练培训，培训时极为不便且效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是传统的ATP车载设备培训只能进行极为有限的操作且培训效率低的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种ATP车载设备专项仿真培训系统，包括：车载设备仿真模块，用于模拟ATP车载设备核心功能；环境仿真模块，用于模拟ATP车载设备运行所需的外部地面环境及条件；列车驾驶仿真模块，用于模拟与ATP车载设备相关的操作设备、列车基本控制逻辑以及牵引计算；教学辅助模块，用于整个系统的培训模式选择、培训数据支撑以及培训流程控制。与传统基于真实的ATP车载设备培训方式相比，本专利技术基于完全仿真模拟的方式，涵盖了完整的仿真ATP车载设备、仿真列控地面环境及仿真列车驾驶模型，从而能够进行完整的演练培训及独立的场景培训，提高了ATP车载设备的培训效率。可选的，所述车载设备仿真模块包括：安全主机仿真模块，用于管理车载设备各类状态转换及数据计算；人机交互仿真模块，用于显示车载设备各类状态并接收学员的操作命令。可选的，所述环境仿真模块包括：联锁计算模块，用于管理地面各类仿真基础设备间的联锁逻辑控制及状态转换控制；列控计算模块，用于为所述车载设备仿真模块提供轨道电路模拟发码信息及RBC移动授权信息；调度计算模块，用于模拟控制地面进路序列、临时限速生成以及仿真报点功能。可选的，所述列车驾驶仿真模块包括：简易操作设备，用于模拟列车中与ATP车载设备相关的各类设备操作；逻辑控制模块，用于模拟部分中央控制单元的控制功能，将简易操作设备的具体操作转换为各类指令发送给所述车载设备仿真模块及牵引计算模块，并接收所述车载设备仿真模块输出的防护制动指令以输出给牵引计算模块；牵引计算模块，用于计算列车纵向动力学各项参数。可选的，所述教学辅助模块包括：可视化编辑工具，用于实现课程数据包和场景数据包的统一可视化编辑；作业培训控制模块，用于以课程数据包为数据基础控制完整作业培训模式下的整个培训流程；场景培训控制模块，用于以场景数据包为数据基础控制场景化培训模式下的整个培训流程。本专利技术提供的教学辅助模块，以数据包为基础，每个课程信息或场景信息被集成在一个数据包中。一方面，升级或扩展非常便利，只需对数据包进行替代或添加即可；另一方面，可丰富培训的模式，例如可采用闯关模式，逐条加载数据包进行培训，亦可采用乱序模式，随机加载数据包，方便考核并增加了培训的乐趣。可选的，所述完整作业培训模式是将ATP车载设备一次完整的作业流程编辑存储为一个课程数据包，培训时通过加载课程数据包并控制列车由始发位置运行至终点位置以模拟ATP车载设备工作的全过程。通过设置所述完整作业培训模式，有助于学员了解整个ATP的运行流程。可选的，所述场景化培训模式是将ATP车载设备运行过程截取成多个典型运营场景数据包，培训时依据场景数据包内容直接加载对应的运营场景并进行培训。通过设置所述场景化培训模式，不需要经过繁琐的操作过程，直接进入培训主题，甚至不需要教员的角色，学员可以在短时间内接触到CTCS车载设备所有可能遇到的情形，尤其是各类故障及非正常行车的模拟，迅速提高技能水平。可选的，所述加载对应的运营场景是控制列车按照极短的计算周期和固定的速度由场景计算初始位置运行至场景开始位置以满足场景开始所必须的复杂初始状态及条件的过程。此种加载方式有效地解决了直接进行ATP车载设备某个场景培训时所依赖的外部数据生成问题，相当于车载设备快速运行至某个位置，中间所有经过的外部环境数据均得到了保留，当进入某个特定场景时，其依赖的数据均已具备且外部环境计算模型准确性得到了保证。可选的，所述课程数据包和所述场景数据包均包括基本参数和转换条件；所述基本参数包括完整作业培训模式或场景化培训模式下开始及结束的位置、开始的列车速度以及场景加载起始计算的位置、基本时刻表；所述转换条件为ATP车载设备中间运行状态转换所必须的条件，包括列车运行前方进路操作条件、地面设备故障的触发条件以及车载设备本身故障触发条件。可选的，所述可视化编辑是以CTCS地面信号平面图为基础，通过位置截取的方法获取所述基本参数和所述转换条件，并进行逻辑条件及数据的合理性自动验证。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术提供的ATP车载设备专项仿真培训系统，基于完全仿真模拟的方式，涵盖了完整的仿真ATP车载设备、仿真列控地面环境及仿真列车驾驶模型，从而能够进行完整的演练培训及独立的场景培训，培训组织以数据包控制方式外置，便于编辑与升级，提高了ATP车载设备的培训效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的ATP车载设备专项仿真培训系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的完整作业培训模式的过程示意图；图3是本专利技术实施例的场景化培训模式的过程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例图1是本专利技术实施例的ATP车载设备专项仿真培训系统的结构示意图，所述ATP车载设备专项仿真培训系统包括环境仿真模块11、车载设备仿真模块12、列车驾驶仿真模块13以及教学辅助模块14。需要说明的是，所述环境仿真模块11、所述车载设备仿真模块12以及所述列车驾驶仿真模块13可以集成在一起，所述辅助模块14可以为外置式模块。具体地，所述车载设备仿真模块12用于模拟ATP车载设备核心功能，例如模拟安全计算主机及人机交互界面等ATP车载设备核心功能，包括人机交互仿真模块121和安全主机仿真模块122。其中，所述安全主机仿真模块122用于管理车载设备各类状态转换及数据计算，例如模式转换、MRSP防护曲线计算、预警时间计算、过分相预告等。所述人机交互仿真模块121用于显示车载设备各类状态并接收学员的操作命令，例如制动预警信息、速度信息、预告信息等。每个仿真周期内，所述人机交互仿真模块121和所述安全主机仿真模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ATP车载设备专项仿真培训系统，其特征在于，包括：车载设备仿真模块，用于模拟ATP车载设备核心功能；环境仿真模块，用于模拟ATP车载设备运行所需的外部地面环境及条件；列车驾驶仿真模块，用于模拟与ATP车载设备相关的操作设备、列车基本控制逻辑以及牵引计算；教学辅助模块，用于整个系统的培训模式选择、培训数据支撑以及培训流程控制。

【技术特征摘要】
1.一种ATP车载设备专项仿真培训系统，其特征在于，包括：车载设备仿真模块，用于模拟ATP车载设备核心功能；环境仿真模块，用于模拟ATP车载设备运行所需的外部地面环境及条件；列车驾驶仿真模块，用于模拟与ATP车载设备相关的操作设备、列车基本控制逻辑以及牵引计算；教学辅助模块，用于整个系统的培训模式选择、培训数据支撑以及培训流程控制。2.根据权利要求1所述的ATP车载设备专项仿真培训系统，其特征在于，所述车载设备仿真模块包括：安全主机仿真模块，用于管理车载设备各类状态转换及数据计算；人机交互仿真模块，用于显示车载设备各类状态并接收学员的操作命令。3.根据权利要求1所述的ATP车载设备专项仿真培训系统，其特征在于，所述环境仿真模块包括：联锁计算模块，用于管理地面各类仿真基础设备间的联锁逻辑控制及状态转换控制；列控计算模块，用于为所述车载设备仿真模块提供轨道电路模拟发码信息及RBC移动授权信息；调度计算模块，用于模拟控制地面进路序列、临时限速生成以及仿真报点功能。4.根据权利要求1所述的ATP车载设备专项仿真培训系统，其特征在于，所述列车驾驶仿真模块包括：简易操作设备，用于模拟列车中与ATP车载设备相关的各类设备操作；逻辑控制模块，用于模拟部分中央控制单元的控制功能，将简易操作设备的具体操作转换为各类指令发送给所述车载设备仿真模块及牵引计算模块，并接收所述车载设备仿真模块输出的防护制动指令以输出给牵引计算模块；牵引计算模块，用于计算列车纵向动力学各项参数。5.根据权利要求1至4任一项所述的ATP车载设备专项仿真培训系统，其特征在于，所述教学辅助模块包括：可视化编辑工具，用于实现课程数据包和场景数据包的统一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成周，李跃宗，曾理，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51