[發明專利]一種泥水盾構模擬操作平臺及模擬實訓系統

在審

• 申請號: 201910689449.6
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110349470A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 王連山;趙海雷;張合沛;高會中;李鳳遠;張兵;任穎瑩;韓偉鋒;褚長海;郭璐;王雅文;陳橋;王發民;王凱
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;盾構及掘進技術國家重點實驗室
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

本發明公開了一種泥水盾構模擬操作平臺及模擬實訓系統，模擬操作平臺包括主操控臺、上位控制計算機、PLC控制電路板和電源模組；主操控臺包括駕駛倉、設置在駕駛倉內的模擬盾構機操控臺，以及設置在模擬盾構機，模擬盾構機操控臺分為左機臺和右機臺兩部分，左機臺為啟動控制面板和泥水循環控制面板，右機臺為輔助控制面板和系統信息顯示面板；右機臺包含有兩個顯示屏，下屏模擬顯示盾構機操作的實際主控界面，上屏顯示實訓人員的操作界面。本發明創建了一個虛擬的盾構機工作環境，提供高效、逼真的交互操作環境，使學員達到身臨其境的感覺，彌補了傳統培訓的缺點，提高了培訓效率，降低了培訓成本。

技術領域

本發明涉及泥水盾構技術領域，具體涉及一種泥水盾構模擬操作平臺及模擬實訓系統。

背景技術

盾構掘進機集機、電、液、傳感、信息技能于一體，具有開挖切削土體、運送土碴、拼裝隧道襯砌、丈量導向糾偏等功能。隨著國家基礎建設的持續發展，隧道工程越來越多，盾構法施工在鐵路行業逐漸推廣。據統計，我國目前共有四十多個城市正在進行軌道交通前期規劃、設計、籌備和建設等工作。而這一趨勢還將繼續擴大，因此盾構機將會得到廣泛的應用。但盾構設備結構復雜、自動化程度高，而且常常根據不同的要求進行專門設計制造。因此如何保障施工過程的質量和安全是廣大隧道施工單位優先考慮的問題。

為了保障對建設質量以及人員和設備的安全，在隧道開工前必須對盾構主司機進行專業培訓。目前盾構主要采用傳統的、集中上課的方式進行培訓。但出于安全考慮，學員不能進入施工現場觀看設備內部結構和運轉操作情況，因此培訓效果并不理想。另外，隨著盾構相應的技術資料的增多，原有的資料管理和員工培訓方法逐漸暴露出信息表達不直觀、資料共享度不高等問題。在競爭日益激烈的今天，如何彌補傳統培訓的缺點，提高培訓效率，降低培訓成本，快速培養出合格的盾構機主司機，是眾多企業需要解決的一個重要問題。虛擬培訓技術已經在變電站管理、油氣集輸、設備維修等方面得到了應用。但由于盾構機的復雜性及工作的特殊性，其相關虛擬培訓技術在國內研究還處于起步階段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠模擬盾構機的實際工作環境，提供高效、逼真的操作反饋的泥水盾構模擬操作平臺及模擬實訓系統。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

設計一種泥水盾構模擬操作平臺，包括主操控臺、上位控制計算機、PLC控制電路板和電源模組；

所述主操控臺包括駕駛倉、設置在所述駕駛倉內的模擬盾構機操控臺，以及設置在所述模擬盾構機，所述模擬盾構機操控臺分為左機臺和右機臺兩部分，左機臺為啟動控制面板和泥水循環控制面板，右機臺為輔助控制面板和系統信息顯示面板；所述右機臺包含有兩個顯示屏，下屏模擬顯示盾構機操作的實際主控界面，上屏顯示實訓人員的操作界面。

優選的，所述模擬盾構機操控臺的操控按鍵及儀表盤由真實盾構機的操控臺1比1仿真制作而成。

優選的，所述駕駛倉為有機玻璃材質。

優選的，在所述駕駛倉內還設有語音播放設備。

本發明還涉及一種泥水盾構模擬實訓系統，包括知識層、邏輯層、展示層和交互層，所述知識層為數據庫模塊，為系統提供理論知識和經驗知識的支撐，包括盾構試題庫、盾構知識庫和視頻資料庫；所述邏輯層為數據處理和分析模塊，用于數據的分析和處理；所述交互層為上述的泥水盾構模擬操作平臺；所述展示層為顯示模塊，用于顯示模擬盾構機的各個部件狀態和操作主界面。

本發明的有益效果在于：

本發明實用性強，利用虛擬現實技術，創建虛擬的盾構機工作環境，并構造了一個高效、逼真的交互操作環境，使學員達到身臨其境的感覺，彌補了傳統培訓的缺點，提高了培訓效率，降低了培訓成本，能夠快速培養出合格的盾構機主司機，為祖國快速發展的盾構行業保駕護航。

附圖說明