一种泥水盾构模拟操作平台及模拟实训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种泥水盾构模拟操作平台及模拟实训系统，模拟操作平台包括主操控台、上位控制计算机、PLC控制电路板和电源模组；主操控台包括驾驶仓、设置在驾驶仓内的模拟盾构机操控台，以及设置在模拟盾构机，模拟盾构机操控台分为左机台和右机台两部分，左机台为启动控制面板和泥水循环控制面板，右机台为辅助控制面板和系统信息显示面板；右机台包含有两个显示屏，下屏模拟显示盾构机操作的实际主控界面，上屏显示实训人员的操作界面。本发明专利技术创建了一个虚拟的盾构机工作环境，提供高效、逼真的交互操作环境，使学员达到身临其境的感觉，弥补了传统培训的缺点，提高了培训效率，降低了培训成本。

【技术实现步骤摘要】
一种泥水盾构模拟操作平台及模拟实训系统
本专利技术涉及泥水盾构
，具体涉及一种泥水盾构模拟操作平台及模拟实训系统。
技术介绍
盾构掘进机集机、电、液、传感、信息技能于一体，具有开挖切削土体、运送土碴、拼装隧道衬砌、丈量导向纠偏等功能。随着国家基础建设的持续发展，隧道工程越来越多，盾构法施工在铁路行业逐渐推广。据统计，我国目前共有四十多个城市正在进行轨道交通前期规划、设计、筹备和建设等工作。而这一趋势还将继续扩大，因此盾构机将会得到广泛的应用。但盾构设备结构复杂、自动化程度高，而且常常根据不同的要求进行专门设计制造。因此如何保障施工过程的质量和安全是广大隧道施工单位优先考虑的问题。为了保障对建设质量以及人员和设备的安全，在隧道开工前必须对盾构主司机进行专业培训。目前盾构主要采用传统的、集中上课的方式进行培训。但出于安全考虑，学员不能进入施工现场观看设备内部结构和运转操作情况，因此培训效果并不理想。另外，随着盾构相应的技术资料的增多，原有的资料管理和员工培训方法逐渐暴露出信息表达不直观、资料共享度不高等问题。在竞争日益激烈的今天，如何弥补传统培训的缺点，提高培训效率，降低培训成本，快速培养出合格的盾构机主司机，是众多企业需要解决的一个重要问题。虚拟培训技术已经在变电站管理、油气集输、设备维修等方面得到了应用。但由于盾构机的复杂性及工作的特殊性，其相关虚拟培训技术在国内研究还处于起步阶段。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够模拟盾构机的实际工作环境，提供高效、逼真的操作反馈的泥水盾构模拟操作平台及模拟实训系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种泥水盾构模拟操作平台，包括主操控台、上位控制计算机、PLC控制电路板和电源模组；所述主操控台包括驾驶仓、设置在所述驾驶仓内的模拟盾构机操控台，以及设置在所述模拟盾构机，所述模拟盾构机操控台分为左机台和右机台两部分，左机台为启动控制面板和泥水循环控制面板，右机台为辅助控制面板和系统信息显示面板；所述右机台包含有两个显示屏，下屏模拟显示盾构机操作的实际主控界面，上屏显示实训人员的操作界面。优选的，所述模拟盾构机操控台的操控按键及仪表盘由真实盾构机的操控台1比1仿真制作而成。优选的，所述驾驶仓为有机玻璃材质。优选的，在所述驾驶仓内还设有语音播放设备。本专利技术还涉及一种泥水盾构模拟实训系统，包括知识层、逻辑层、展示层和交互层，所述知识层为数据库模块，为系统提供理论知识和经验知识的支撑，包括盾构试题库、盾构知识库和视频资料库；所述逻辑层为数据处理和分析模块，用于数据的分析和处理；所述交互层为上述的泥水盾构模拟操作平台；所述展示层为显示模块，用于显示模拟盾构机的各个部件状态和操作主界面。本专利技术的有益效果在于：本专利技术实用性强，利用虚拟现实技术，创建虚拟的盾构机工作环境，并构造了一个高效、逼真的交互操作环境，使学员达到身临其境的感觉，弥补了传统培训的缺点，提高了培训效率，降低了培训成本，能够快速培养出合格的盾构机主司机，为祖国快速发展的盾构行业保驾护航。附图说明图1是本专利技术泥水盾构模拟实训系统的原理图。具体实施方式下面结合实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。实施例1：泥水盾构模拟操作平台，包括主操控台、上位控制计算机、PLC控制电路板和电源模组；主操控台包括驾驶仓、设置在驾驶仓内的模拟盾构机操控台，以及设置在模拟盾构机，模拟盾构机操控台分为左机台和右机台两部分，左机台为启动控制面板和泥水循环控制面板，右机台为辅助控制面板和系统信息显示面板；右机台包含有两个显示屏，下屏模拟显示盾构机操作的实际主控界面，上屏显示实训人员的操作界面。其中，模拟盾构机操控台的操控按键及仪表盘由真实盾构机的操控台1比1仿真制作而成；驾驶仓为有机玻璃材质，在驾驶仓内还设有语音播放设备。实施例2：一种泥水盾构模拟实训系统，包括知识层、逻辑层、展示层和交互层，知识层为数据库模块，为系统提供理论知识和经验知识的支撑，包括盾构试题库、盾构知识库和视频资料库；逻辑层为数据处理和分析模块，用于数据的分析和处理；交互层为实施例1的泥水盾构模拟操作平台；展示层为显示模块，用于显示模拟盾构机的各个部件状态和操作主界面。本专利技术操作平台具有现场操控、环境仿真模拟，案例讲解、事故资料分析，网上学习、自学自测，以及知识更新、内容分布维护的功能。培训模式包括理论学习模式、标准流程模式与实操考试模式。理论学习模式，根据轨道交通盾构隧道施工技术基本知识和要点，培训基地可以编制具体的理论学习内容放入考试系统，便于盾构机主司机掌握所需知识。理论知识点的编辑考虑图文结合，以方便学员对知识点的认识和掌握。标准流程模式，该模式下，学员可以对主操控台直接操作，主操控台由真实盾构机的操控台1比1仿真制作。通过主操控台的实际操作，学员有如在真实环境下的操作感觉，按照设计好的标准操作流程的提示操作，让主司机能够熟练掌握正常的、标准化操作流程。实操考试模式，考试模式下，系统根据用户权限不同，可以设置为学员站和考官站，学员操作时，考官可以监控并打分。交互层主要是主操控台，具有现场操控、环境仿真模拟功能，系统配有模拟仿真的操控台，操控台上的操作，会在系统展示界面有相应的变化，学员用操控台来操作时，会有身临其境的感觉，有更为直观的感受，能够取得良好的培训效果。展示层主要是指用户能够直接看到的内容，包括盾构机各个部件状态和操作的显示主界面。逻辑层主要用于数据的分析和处理，提供高效的算法，模型的显示方法等。知识层为系统提供理论知识和经验知识的支撑，除了盾构机的结构和原理，还包括相关的操作、维护知识和施工经验等，具有案例讲解、事故资料分析功能，实时记录分析国内外隧道工程发生的事故信息，同时方便系统管理员记录最新盾构隧道施工进展及事故资料。工程施工人员通过本系统培训学习，深入了解各种事故发生的风险因素和损失，熟悉风险控制措施，操作技能得到提高，降低施工风险，对工程风险管理的实施起到极大的促进作用。网上学习、自学自测功能，基于C/S+B/S结构，仿真操控部分采用C/S架构，理论学习部分采用B/S架构，施工人员或工程管理人员,只要能够和培训系统联网，就能登录本系统进行盾构施工技能培训学习,同时方便学员根据需要来测试学习效果和成绩。知识更新、内容分布维护功能，该功能可凭借全国工程行业专家之力，共同维护培训内容，保持该系统的知识点、测试题目、工程案例、事故等资料的更新和补充。上面结合实施例对本专利技术作了详细的说明，但是所属
的技术人员能够理解，在不脱离本专利技术宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本专利技术的常见变化范围，在此不再一一详述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥水盾构模拟操作平台，其特征在于，包括主操控台、上位控制计算机、PLC控制电路板和电源模组；所述主操控台包括驾驶仓、设置在所述驾驶仓内的模拟盾构机操控台，以及设置在所述模拟盾构机，所述模拟盾构机操控台分为左机台和右机台两部分，左机台为启动控制面板和泥水循环控制面板，右机台为辅助控制面板和系统信息显示面板；所述右机台包含有两个显示屏，下屏模拟显示盾构机操作的实际主控界面，上屏显示实训人员的操作界面。

【技术特征摘要】
1.一种泥水盾构模拟操作平台，其特征在于，包括主操控台、上位控制计算机、PLC控制电路板和电源模组；所述主操控台包括驾驶仓、设置在所述驾驶仓内的模拟盾构机操控台，以及设置在所述模拟盾构机，所述模拟盾构机操控台分为左机台和右机台两部分，左机台为启动控制面板和泥水循环控制面板，右机台为辅助控制面板和系统信息显示面板；所述右机台包含有两个显示屏，下屏模拟显示盾构机操作的实际主控界面，上屏显示实训人员的操作界面。2.根据权利要求1所述的泥水盾构模拟操作平台，其特征在于，所述模拟盾构机操控台的操控按键及仪表盘由真实盾构机的操控台1比1仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连山，赵海雷，张合沛，高会中，李凤远，张兵，任颖莹，韩伟锋，褚长海，郭璐，王雅文，陈桥，王发民，王凯，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：广东,44