一种铁路应急演练仿真培训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路应急演练仿真培训系统，包括环境仿真系统、驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统、虚拟AI应急协同系统、教员系统。本发明专利技术主要应用于应急预案流程和突发处置演练的铁路应急演练仿真培训，针对司机、随车机械师、调度、车站、工务、电务等不同的工种，对各工种的应急处置流程和操作进行联合仿真演练，在逼真的仿真环境中有效地提升各工种对应急预案的演练效果。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路应急演练仿真培训系统
本专利技术涉及仿真培训
，具体地，涉及一种铁路应急演练仿真培训系统。
技术介绍
随着我国铁路的快速发展，铁路的运营范围已基本覆盖全国，于此同时，正在建设和规划建设的铁路尤其是高速铁路也在大面积铺开。截止2016年底，全国铁路营业里程达12.4万公里，其中高速铁路达2.2万公里，2016年我国铁路客运量突破30亿人次。针对如此复杂而艰巨的运输任务，确保安全和高效是铁路运营的首要目标。因此，为应对铁路可能发生的突发事件及更好地进行突发事件应急管理，2007年，国务院通过《铁路交通事故应急救援和调查处理条例》、铁道部(现铁路总公司)发布施行了《铁路交通事故应急救援规则》。2012年，铁道部(现铁路总公司)发布了“铁运33号--《高速铁路突发事件应急预案》”。这些制度文件对铁路可能发生的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、群体性事件等铁路突发事件制定了针对性的预案。铁路应急预案的作用在于防患于未然，通过预案的推演及时找出可能发生问题的隐患，同时通过对应急预案的演练，让各相关人员有序、协调工作，最大程度降低事故的后果，避免可能发生的次生灾害。因此，经常性地对应急预案的演练是意义重大且必要的。然而铁路应急预案演练组织难度大、费用高、有一定的安全隐患，一般情况下，演练形式局限于单项桌面演练，综合桌面演练、单项实战演练、综合实战演练的次数较少。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铁路应急演练仿真培训系统，解决了现有的铁路应急演练培训效率较低、成本较高的技术问题，实现了铁路应急演练的仿真培训，且仿真培训效率较高，成本较低。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种铁路应急演练仿真培训系统，包括环境仿真系统、驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统、虚拟AI应急协同系统、教员系统。本专利技术主要应用于应急预案流程和突发处置演练的铁路应急演练仿真培训，针对司机、随车机械师、调度、车站、工务、电务等不同的工种，对各工种的应急处置流程和操作进行联合仿真演练，在逼真的仿真环境中有效地提升各工种对应急预案的演练效果。进一步地，所述环境仿真系统用于向驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统提供运行所需的虚拟仿真环境服务。主要包括虚拟站场服务、虚拟列车服务、虚拟调度车站指挥系统、语音通讯仿真系统。其中虚拟站场服务系统将建立一个与实际轨道线路、列车供电线路、轨旁设备、信号设备及其相互关系、相对位置、技术参数相一致的站场模型，虚拟列车在虚拟站场上运行实现与真实列车在站场上运行相一致的效果。系统可以接受教员监控系统控制，预先设定或实时设定站场设备故障/突发事件，并按故障类型模拟故障后的运行状态并向相关系统提供数据。虚拟列车服务系统为整个系统提供所有列车对象仿真模型。通过虚拟列车服务系统，可以计算出整条线路上所有车辆的位置、速度及功耗等参数。列车服务系统还可与列车驾驶仿真培训系统兼容，使驾驶仿真培训系统代替列车服务系统中的一辆或几辆列车在线路上运行，从而可实现驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统融合，使它们在共同的平台上进行仿真训练。虚拟调度车站指挥系统为驾驶仿真培训系统运行提供相应地面设备及控制指挥系统。语音通信仿真系统由通信仿真计算机及通信实现终端组成，实现车站作业仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、驾驶仿真培训系统等系统内部及系统间的语音通讯联络的功能，仿真各种有线及无线的通讯方式。当各系统独立运行时通讯仿真系统依旧能承担语音通讯功能且互不干扰。进一步地，所述调度指挥仿真培训系统按照目前国内铁路运营的标准对铁路的列车运行、调度指挥、地面信号系统等进行仿真。模拟调度所作业的相关内容与操作功能，如运行图、实绩图、日班计划、调整计划、调度命令等，为调度指挥操作培训提供仿真交互平台。系统既可独立运行，也可与车站作业仿真培训系统、驾驶仿真培训系统等系统连接，实现突发事件应急演练培训功能。其中调度指挥模拟系统包括行调台终端仿真系统及助调台终端仿真系统。进一步地，所述车站作业仿真培训系统用于为车站值班员提供实践车站工作任务的培训平台。系统将模拟铁路运营过程中的车流及其变化情况、线路信号与联锁设备功能，通过友好的图形化人机交互界面，为操作人员在培训过程中实时控制、调整列车运行状态提供有力的支撑；通过模拟实际信号系统人机界面为车站值班员监督列车运行提供交互界面，实现同质、相似条件下的仿真运行。进一步地，所述随车机械师桌面式仿真培训系统主要解决动车组在运营途中所可能发生的突发事件及车辆故障的仿真模拟。系统采用纯3D虚拟现实的方式进行构建和实现，主要具备以下功能：车辆的设备(车内、车顶、车下等设备)仿真、车辆运行途中突发事件的触发与应急处理仿真、车辆非正常行车的触发与处理的仿真、车辆电气逻辑仿真、车辆故障仿真、车辆车载信息屏维护界面仿真。进一步地，所述虚拟AI应急协同系统采用计算机AI的方式，实现电务、工务、站务、供电的作业仿真过程。系统定义好规范的接口数据收发流程，按照预定的方式反馈规范的信息。虚拟AI应急协同仿真系统确保整个突发事件应急演练仿真过程保持完整性、一致性。进一步地，所述教员系统具备对整个系统进行管理与控制的功能，包括：系统数据库的管理、培训/考核课程的准备与编辑、故障信息的管理、设定系统初始运行环境与工况、对系统运行过程进行监控与干预、训练结束后数据的查询等。教员系统软件主要由三大部分构成，分别是数据管理，运行监控和系统维护。基本运行环境参数与训练条件由教员在课程中加载相关信息而确定，仿真运行数据的记录根据不同课程分别进行保存。教员系统硬件主要由教员台、闭路监视系统、通讯系统、显示系统等设备组成。本专利技术提供的铁路应急演练仿真培训系统实现一个仿真调度中心、多个仿真车站、多套列车驾驶仿真培训系统(动车、机车、轨道车)、随车机械师仿真培训系统，满足一条线上的行车、集控站作业、调度指挥工作的模拟训练，各工种仿真培训系统既可独立运行培训，也可接入联合演练进行培训。系统具有高拓展性：可按照需求增加列车驾驶仿真培训系统、仿真调度中心、仿真车站，整套系统满足同时进行多条线路、多工种联合训练的规模要求，并预留接口，具备未来拓展规模的能力。进一步地，所述铁路应急演练仿真培训系统首先按照“列车/轨道车驾驶—调度指挥—车站值守”的关联关系，分别设计驾驶仿真培训系统(含随车机械师)、车站作业仿真培训系统、车站作业仿真培训系统，并实现四个子系统的信息互联，同时加入虚拟AI应急协同系统(工务、电务、供电、站务)，构成虚拟的行车环境。系统既可以独立进行列车/轨道车驾驶仿真培训、车站作业仿真培训、调度指挥仿真培训、随车机械师培训，也可以进行突发事件应急演练培训，具有模拟实际行车过程的功能，可以实现独立训练所不能及的培训效果。进一步地，所述铁路应急演练仿真培训系统为驾驶仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、随车机械师仿真培训系统四个子系统提供了统一的虚拟运行服务，包括虚拟环境服务和虚拟列车服务。其中虚拟环境服务主要提供运行所需的虚拟站场、虚拟设备等服务。虚拟环境服务将建立一个与实际轨道线路、列车供电线路、轨旁设备、信号设备及其相互关系、相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路应急演练仿真培训系统，其特征在于，所述系统包括如下子系统：环境仿真系统、驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统、虚拟AI应急协同系统、教员系统；所述环境仿真系统，用于向驾驶仿真系统、调度指挥仿真系统、车站作业仿真系统提供运行所需的环境服务；所述驾驶仿真培训系统，用于模拟列车在各种运行环境与工况下的运行状况、操纵特性、牵引/制动特性；所述调度指挥仿真培训系统，用于模拟铁路调度所的相关作业内容与操作功能，为调度指挥操作培训提供仿真交互平台；所述车站作业仿真培训系统，用于模拟铁路运营过程中的车流及其变化情况、线路信号设备的显示和联锁功能，为操作人员在培训过程中实时控制、调整列车运行状态提供平台支撑；通过模拟实际铁路信号系统为车站值班员监督列车运行提供交互界面，并实现铁路信号系统的仿真运行；所述随车机械师桌面式仿真培训系统，用于模拟动车组在运营途中发生的突发事件及车辆故障；所述虚拟AI应急协同系统，用于模拟电务、工务、站务、供电的作业仿真过程；所述教员系统，用于监控环境仿真系统、驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统的运行状态，预先编制课程计划，在演练的过程中设置故障并向各系统发送故障信息，接收各系统的操作步骤记录数据。...

【技术特征摘要】
1.一种铁路应急演练仿真培训系统，其特征在于，所述系统包括如下子系统：环境仿真系统、驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统、虚拟AI应急协同系统、教员系统；所述环境仿真系统，用于向驾驶仿真系统、调度指挥仿真系统、车站作业仿真系统提供运行所需的环境服务；所述驾驶仿真培训系统，用于模拟列车在各种运行环境与工况下的运行状况、操纵特性、牵引/制动特性；所述调度指挥仿真培训系统，用于模拟铁路调度所的相关作业内容与操作功能，为调度指挥操作培训提供仿真交互平台；所述车站作业仿真培训系统，用于模拟铁路运营过程中的车流及其变化情况、线路信号设备的显示和联锁功能，为操作人员在培训过程中实时控制、调整列车运行状态提供平台支撑；通过模拟实际铁路信号系统为车站值班员监督列车运行提供交互界面，并实现铁路信号系统的仿真运行；所述随车机械师桌面式仿真培训系统，用于模拟动车组在运营途中发生的突发事件及车辆故障；所述虚拟AI应急协同系统，用于模拟电务、工务、站务、供电的作业仿真过程；所述教员系统，用于监控环境仿真系统、驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统的运行状态，预先编制课程计划，在演练的过程中设置故障并向各系统发送故障信息，接收各系统的操作步骤记录数据。2.根据权利要求1所述的一种铁路应急演练仿真培训系统，其特征在于，所述环境仿真系统将建立一个站场模型，该站场模型中的虚拟轨道线路、虚拟列车供电线路、虚拟轨旁设备、虚拟信号设备均与实际线路上的设备在以下方面保持一致：设备之间的物理逻辑关系，设备之间的相对位置，所有设备的各种技术参数；站场模型能够接受教员监控系统控制，实时设定站场设备故障，并按故障类型模拟故障后的运行状态并向相关系统提供数据。3.根据权利要求2所述的一种铁路应急演练仿真培训系统，其特征在于，教员设定站场设备故障后，环境仿真系统按故障类型模拟故障后的运行状态，同时向驾驶仿真培训系统、调度指挥仿真培训系统、车站作业仿真培训系统、随车机械师桌面式仿真培训系统、虚拟AI应急协同系统提供实时数据，同时各分系统将根据故障信息触发故障流程的处理；虚拟AI应急协同系统将对电务、工务、站务、供电的故障处理标准作业过程进行虚拟仿真处理。4.根据权利要求1所述的一种铁路应急演练仿真培训系统，其特征在于，所述驾驶仿真培训系统包括：动车组驾驶仿真培训系统、机车驾驶仿真培训系统、轨道车驾驶仿真培训系统；所述动车组驾驶仿真培训系统能够培训各种信号模式下的运行规范，能够模拟与车站及调度中心的通讯，训练标准的呼唤应答，能够模拟训练...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建君，刘文斌，陈志洲，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：四川,51