[發(fā)明專利]列車駕駛模擬器控制信號(hào)數(shù)據(jù)庫、建立方法及培訓(xùn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011176541.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112017504B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春勝;張馨月;唐中軍;王坤;葉東;黃成周;李躍宗;章磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都運(yùn)達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G09B9/00
• 分類號(hào): G09B9/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發(fā)明公開了列車駕駛模擬器控制信號(hào)數(shù)據(jù)庫、建立方法及培訓(xùn)系統(tǒng)，其技術(shù)方案要點(diǎn)是：建立相應(yīng)的車輛動(dòng)力學(xué)模型，并采集司機(jī)室的振動(dòng)信號(hào)；將目標(biāo)線路按運(yùn)行工況進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)，并制定車輛動(dòng)力學(xué)仿真矩陣和檢索策略；根據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)仿真矩陣在車輛動(dòng)力學(xué)模型中設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，并結(jié)合振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真后得到振動(dòng)信號(hào)文件；將振動(dòng)信號(hào)文件儲(chǔ)存到列車振動(dòng)數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的存放位置；建立振動(dòng)信號(hào)的檢索程序和信號(hào)檢查界面；建立實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)信號(hào)調(diào)用功能的調(diào)用接口。本發(fā)明可為列車駕駛模擬器提供更加真實(shí)、全面的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制信息，為受訓(xùn)司機(jī)提供一個(gè)更加真實(shí)的司機(jī)室振動(dòng)環(huán)境、提高司機(jī)培訓(xùn)質(zhì)量、確保列車安全運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通駕駛培訓(xùn)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及列車駕駛模擬器控制信號(hào)數(shù)據(jù)庫、建立方法及培訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在列車司機(jī)培訓(xùn)體系中，動(dòng)感仿真模擬器的優(yōu)勢(shì)在于能夠通過控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，為受訓(xùn)司機(jī)模擬列車運(yùn)行過程中司機(jī)室的振動(dòng)環(huán)境，提供一個(gè)“聲-動(dòng)-畫”三位一體的沉浸感培訓(xùn)體驗(yàn)，提高司機(jī)培訓(xùn)效果，更好地保證列車的運(yùn)行品質(zhì)與安全。列車駕駛動(dòng)感仿真模擬器通過實(shí)時(shí)控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)模擬列車運(yùn)行過程中司機(jī)室的振動(dòng)環(huán)境。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制信號(hào)直接決定了列車駕駛動(dòng)感仿真模擬器的動(dòng)感逼真程度。

六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)一般可以同時(shí)提供6個(gè)自由度的位移、速度、加速度控制接口，共計(jì)18個(gè)控制接口。動(dòng)感仿真模擬器設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)不同需要，向這18個(gè)控制接口輸入動(dòng)感控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)感效果。雖然六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)能夠開放18組控制信號(hào)，但現(xiàn)階段的列車動(dòng)感仿真模擬器往往通過1到2個(gè)自由度控制信號(hào)的疊加來實(shí)現(xiàn)動(dòng)感效果：如通過橫向（車軸軸向）、垂向（重力方向）來模擬列車運(yùn)行中的隨機(jī)振動(dòng)效果。且運(yùn)動(dòng)平臺(tái)輸入信號(hào)普遍采用公式來計(jì)算運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的輸入信號(hào)，如用正弦函數(shù)疊加、擬合的方式來模擬列車運(yùn)行過程中的隨機(jī)效果。這樣的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)動(dòng)感控制策略的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、控制信息占用空間小、程序運(yùn)行效率較高；動(dòng)感控制功能平移性較強(qiáng)，可以應(yīng)用到不同車型對(duì)應(yīng)的動(dòng)感仿真模擬器上。

然而，上述控制信號(hào)的信號(hào)維度、信號(hào)內(nèi)容都與司機(jī)室真實(shí)振動(dòng)情況存在一定差距，逼真度有限。首先，列車車輛動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)多自由度、非線性系統(tǒng)，在隨機(jī)軌道不平順的作用下，司機(jī)室振動(dòng)自由度較多、很難用公式進(jìn)行表達(dá)；其次，不同的車型懸掛系統(tǒng)不同，使得列車司機(jī)室的振動(dòng)環(huán)境因車而異。因此，不同列車在以相同的速度運(yùn)行在同一線路時(shí)，司機(jī)室振動(dòng)環(huán)境不同。而不理想的逼真度不但會(huì)降低受訓(xùn)司機(jī)室的沉浸感體驗(yàn)、培訓(xùn)效果、甚至產(chǎn)生錯(cuò)誤的感知和做出錯(cuò)誤的決定，而且會(huì)增大受訓(xùn)司機(jī)患運(yùn)動(dòng)疾病的概率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有動(dòng)感仿真模擬器輸出的控制信號(hào)逼真度有限的問題，本發(fā)明的目的是提供列車駕駛模擬器控制信號(hào)數(shù)據(jù)庫、建立方法及培訓(xùn)系統(tǒng)。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，提供了列車駕駛模擬器動(dòng)感控制信號(hào)數(shù)據(jù)庫建立方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)列車駕駛模擬器的目標(biāo)車型以及目標(biāo)車型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)建立相應(yīng)的車輛動(dòng)力學(xué)模型，并采集動(dòng)力學(xué)仿真過程中不同運(yùn)行工況下司機(jī)室的振動(dòng)信號(hào)，振動(dòng)信號(hào)包括6自由度的位移、速度、加速度；

S2：根據(jù)列車駕駛模擬器的目標(biāo)線路按運(yùn)行工況進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)，并制定車輛動(dòng)力學(xué)仿真矩陣和檢索策略；

S3：根據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)仿真矩陣在車輛動(dòng)力學(xué)模型中設(shè)置相應(yīng)環(huán)境，并結(jié)合振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真后得到振動(dòng)信號(hào)文件；

S4：根據(jù)檢索策略將振動(dòng)信號(hào)文件儲(chǔ)存到列車振動(dòng)數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的存放位置；

S5：根據(jù)檢索策略、列車振動(dòng)數(shù)據(jù)庫的存放位置建立振動(dòng)信號(hào)的檢索程序和信號(hào)檢查界面；

S6：根據(jù)檢索策略建立可與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制程序連接以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)信號(hào)調(diào)用功能的調(diào)用接口。