一种模拟机车行车系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及铁路机车模拟行车操作培训技术领域，尤其涉及一种模拟机车行车系统及方法。一种模拟机车行车系统，包括：工控机主板，通过VGA数据线与工控机主板连接的液晶显示单元，通过RS232串口通信线与工控机主板连接的手柄信号采集单元，通过RS232串口通信线和USB连接线与工控机主板的LKJ仿真单元，以及为工控机主板供电的工控电源。本发明专利技术提供的一种模拟机车行车系统及方法具有结构合理，仿真程度高，操控逼真，模拟效果真实，培训效果好的优点。

Simulation locomotive running system and method

The invention relates to the technical field of train operation training for railway locomotive simulation, in particular to an analog locomotive running system and a method thereof. Including a simulation of locomotive driving system: computer motherboard, LCD to connect VGA data line and the computer motherboard through the display unit, a signal acquisition unit is connected with the industrial computer through RS232 serial communication line, LKJ simulation unit control board through the RS232 serial communication line and USB connecting line and industry, as well as the computer motherboard power supply. The invention provides an analog locomotive running system and a method, which has the advantages of reasonable structure, high simulation degree, vivid operation, real simulation effect and good training effect.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟机车行车系统及方法
本专利技术涉及铁路机车模拟行车操作培训
，尤其涉及一种模拟机车行车系统及方法。
技术介绍
目前在铁路机车模拟驾驶仿真领域，机车各项操作功能由电脑端软件操作实现，学员只能通过点击屏幕按钮实现各项功能，在模拟驾驶仿真化操作等方面，没有实现操作设备的仿真化和操作设备功能的实现，学员在模拟操作练习中不能体会到实车操作，导致教学与培训工作效率低下，机车模拟操作无法与实际操作结合，直观性不强，培训效果差。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的铁路机车模拟驾驶培训无法与实际操作结合，直观性不强，培训效果差的问题，而提供通过手柄模型和扳键开关组操作，由信号采集板获得对应操作信号，将信号发送至电脑端进行处理，实现实车手柄模型功能相同，实现铁路机车模拟驾驶的功能，使培训学员获得同实车相同的操作方法，具有高仿真，直观性强，培训效果好的一种模拟机车行车系统及方法。本专利技术的目的是这样实现的：将手柄信号采集单元和的LKJ（列车运行监控记录装置）仿真单元结合，通过获取司控器手柄的轻触开关电平状态，判断司控器手柄所处的工况位置，向模拟行车设备发送工况信号；由速度手柄转动，带动角度传感器转动，手柄信号采集板将角度传感器输出的信号，转化成数字信号，由此信号可以计算出速度手柄的位置，模拟得到机车应有的速度；由大小闸手柄带动角度传感器转动，手柄信号采集板将角度传感器输出的信号，转化成数字信号，由此信号可以计算出大闸和小闸手柄的位置，得到机车应有的管压和制动缸压力，模拟实现机车的减速停车功能。具体来说，一种模拟机车行车系统，包括：工控机主板，通过VGA数据线与工控机主板连接的液晶显示单元，通过RS232串口通信线与工控机主板连接的手柄信号采集单元，通过RS232串口通信线和USB连接线与工控机主板的LKJ仿真单元，以及为工控机主板供电的工控电源；所述手柄信号采集单元包括与工控机主板连接的手柄信号采集板，以及分别与手柄信号采集板连接的司控器手柄模型、大小闸手柄模型以及扳键开关组，手柄信号采集板与司控器手柄模型、大小闸手柄模型和扳键开关组之间通过I/O接口进行连接，采集出对应的电平状态，判断手柄模型的各种档位。司控器手柄模型上设置有包括司控器工况手柄和司控器速度手柄，所述司控器工况手柄设置有零位、向前、向后三个档位，设置有两个轻触开关状态呈现导通或截止状态，由此状态实现4种高低电平状态，手柄信号采集板通过2通道的电平状态，实现手柄工况信号的采集；所述司控器速度手柄上设置有与之匹配的角度传感器，速度手柄在前进速度区间、中间位、向后速度区间内转动时，带动角度传感器转动，角度传感器通过转动调整输出的电阻值，手柄信号采集板通过A/D转换，获取速度手柄转动角度值对应的电压值。使用时，用户扳动司控器工况手柄，在零位、向前、向后三个档位，有对应的两个轻触开关状态呈现导通或截止状态，由此状态可实现4种高低电平状态，手柄信号采集板通过2通道的电平状态，实现手柄信号工况的采集；用户扳动司控器速度手柄，可以在3个区间内转换，前进速度区间、中间位、向后速度区间，速度信号手柄转动，带动角度传感器转动，角度传感器通过转动调整输出的电阻值，手柄信号采集板通过AD转换，获取速度手柄转动角度值对应的电压值，以上数据通过RS232接口传送至工控机主板进行处理。大小闸手柄模型用于模拟输出控制列车管压力和制动缸压力；包括大小闸手柄及与之匹配的角度传感器，大小闸手柄转动，带动角度传感器转动，角度传感器通过转动调整输出的电阻值，手柄信号采集板通过A/D转换，获取速度手柄转动角度值对应的电压值。使用时，用户扳动大小闸手柄，可以分别控制列车管压力和制动缸压力，大小闸手柄转动，带动角度传感器转动，角度传感器通过转动调整输出的电阻值，手柄信号采集板通过AD转换，获取速度手柄转动角度值对应的电压值，以上数据通过RS232接口传送至工控机主板进行处理。扳键开关组包括3个扳键开关、1个钥匙开关、2个蘑菇头按钮，扳键开关组用于模拟实现车辆开机、升降弓、停放制动、停放缓解的功能，手柄信号采集板通过按钮开关及扳键开关电平状态，判断按钮开关和扳键开关的位置，通过RS232接口传送至工控机主板进行处理。工控机主板通过手柄信号采集单元，能够得到行车时所需的工况信息，通过对速度手柄的输入信号AD转换后得到模拟行车当前车辆速度值，通过手柄信号采集单元传送过来的大小闸手柄信号AD转换后列车管压力值和制动缸压力值。上述LKJ仿真单元包括液晶显示器底板，通过PC104总线与液晶显示器底板连接的PC104模块，通过并口总线与PC104模块连接的IC卡语音板，通过数据总线与PC104模块连接的按键信息采集板，通过CAN总线与液晶显示器底板连接的CAN设备，以及通过CAN总线与液晶显示器底板连接的信息处理板；所述IC卡语音板通过音频线连接有喇叭，实现语音播放和IC卡转储功能，所述PC104模块通过VGA线连接有10寸显示器，实现人机交互界面的显示，所述按键信息采集板通过按键接口连接有面膜按键,所述信息处理板通过VME总线连接有监控记录板；所述LKJ仿真单元中的液晶显示器底板及CAN设备分别RS232串口通信线和通过USB连接线与工控机主板连接。模拟机车行车系统能够将扳键开关组输出信号通过工控机主板经RS232接口向LKJ仿真单元传送包括机车工况、机车速度、列车管压力、制动缸压力的行车信息，LKJ仿真单元中信息处理板将行车信息转换为LKJ系统能够识别的机车信号并发送监控记录板，实现模拟开车功能。一种利用上述模拟机车行车系统进行模拟机车行车的方法，包括以下步骤：步骤1）、在液晶显示单元中播放需要操作的实景录像或显示模拟操作题目；步骤2）、根据液晶显示单元中播放需要操作的实景录像或显示模拟操作题目，使用者通过操控手柄信号采集单元中的司控器手柄模型，模拟实现工况信号的操作和输入及速度信号的操作和输入；通过操控大小闸手柄模型，模拟实现列车管压力和制动缸压力信号的操作和输入及实现车辆减速控制；通过操控扳键开关组，模拟实现升降弓、停放制动、停放缓解信号的操作和输入；步骤3）、司控器手柄模型、大小闸手柄模型以及扳键开关组产生的包括机车工况、机车速度、列车管压力、制动缸压力的模拟操作行车信息，通过手柄信号采集板传送至工控机主板，通过工控机主板经RS232接口向LKJ仿真单元，LKJ仿真单元中信息处理板将行车信息转换为LKJ系统能够识别的机车信号并发送监控记录板，LKJ仿真单元模拟列车监控装置于正常运行状态下所需的信号条件，实现模拟驾驶的功能。本专利技术所提供的一种铁路机车模拟操控实训系统及方法中所涉及到的LKJ模拟控制模块为成套设备，其对使用者提供显示器显示内容，提供面膜按键以供使用者操作；LKJ模拟控制模块提供RS-232接口和USB接口，以供和PC主机对接。LKJ模拟控制模块中的PC104模块，是现有成熟产品，采用上海三创电子科技有限公司的SAM-PB4800A，类似于小型工业计算机，其通过VGA接口与显示器连接，通过并口总线与IC卡语音板连接，通过数据总线与按键信息采集板连接，通过PC104总线与液晶显示器底板连接，PC104模块通过显示器和按键面膜来模拟LKJ设备的实际运行；司控器手柄模型、大小闸手柄模型以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟机车行车系统，其特征在于，包括：工控机主板，通过VGA数据线与工控机主板连接的液晶显示单元，通过RS232串口通信线与工控机主板连接的手柄信号采集单元，通过RS232串口通信线和USB连接线与工控机主板的LKJ仿真单元，以及为工控机主板供电的工控电源；所述手柄信号采集单元包括与工控机主板连接的手柄信号采集板，以及分别与手柄信号采集板连接的司控器手柄模型、大小闸手柄模型以及扳键开关组。

【技术特征摘要】
1.一种模拟机车行车系统，其特征在于，包括：工控机主板，通过VGA数据线与工控机主板连接的液晶显示单元，通过RS232串口通信线与工控机主板连接的手柄信号采集单元，通过RS232串口通信线和USB连接线与工控机主板的LKJ仿真单元，以及为工控机主板供电的工控电源；所述手柄信号采集单元包括与工控机主板连接的手柄信号采集板，以及分别与手柄信号采集板连接的司控器手柄模型、大小闸手柄模型以及扳键开关组。2.根据权利要求1所述的模拟机车行车系统，其特征在于：所述司控器手柄模型上设置有包括司控器工况手柄和司控器速度手柄，所述司控器工况手柄设置有零位、向前、向后三个档位，设置有两个轻触开关状态呈现导通或截止状态，由此状态实现4种高低电平状态，手柄信号采集板通过2通道的电平状态，实现手柄工况信号的采集；所述司控器速度手柄上设置有与之匹配的角度传感器，速度手柄在前进速度区间、中间位、向后速度区间内转动时，带动角度传感器转动，角度传感器通过转动调整输出的电阻值，手柄信号采集板通过A/D转换，获取速度手柄转动角度值对应的电压值。3.根据权利要求1所述的模拟机车行车系统，其特征在于：所述大小闸手柄模型用于模拟输出控制列车管压力和制动缸压力；包括大小闸手柄及与之匹配的角度传感器，大小闸手柄转动，带动角度传感器转动，角度传感器通过转动调整输出的电阻值，手柄信号采集板通过A/D转换，获取速度手柄转动角度值对应的电压值。4.根据权利要求1所述的模拟机车行车系统，其特征在于：所述扳键开关组包括3个扳键开关、1个钥匙开关、2个蘑菇头按钮，扳键开关组用于模拟实现车辆开机、升降弓、停放制动、停放缓解的功能，手柄信号采集板通过按钮开关及扳键开关电平状态，判断按钮开关和扳键开关的位置。5.根据权利要求1所述的模拟机车行车系统，其特征在于：所述LKJ仿真单元包括液晶显示器底板，通过PC104总线与液晶显示器底板连接的PC104模块，通过并口总线与PC10...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明玥，赵捷，吴高峰，秦百峰，刘鹏，朱翊，黎俊，齐公博，逯明，
申请(专利权)人：郑州爱普锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41