適用于展會(huì)的動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳彥 曹偉濤 賈志凱

摘?要：當(dāng)前動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)已從駕駛培訓(xùn)和性能仿真延伸到展會(huì)應(yīng)用。由于動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)具備的沉浸式體驗(yàn)特點(diǎn)，使其成為我國(guó)動(dòng)車組展示的重要平臺(tái)。為此，本文針對(duì)展會(huì)需求，設(shè)計(jì)以CR400AF型動(dòng)車組為對(duì)象的模擬駕駛臺(tái)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、列車動(dòng)力學(xué)、列車控制理論、計(jì)算機(jī)圖形圖像、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，模擬CR400AF型動(dòng)車組牽引、制動(dòng)、控制邏輯等功能，提供逼真三維視景顯示，為展會(huì)用動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)提供解決方案。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;模擬駕駛;展會(huì)應(yīng)用;解決方案

中圖分類號(hào)：U216

Design?andImplementation?of?EMU?Driving?Simulation?System?for?Exhibition

Chen?Yan?Cao?Weitao?Jia?Zhikai

Institute?of?Computing?Technologies?China?Academy?of?Railway?Sciences?Corporation?Limited?Beijing?100081

Abstract：At?present，EMU?driving?simulation?system?has?been?extended?from?driving?training?and?performance?simulation?to?exhibition?application.Due?to?the?immersive?experience?characteristics?of?EMU?driving?simulation?system，it?has?become?an?important?platform?for?EMU?display?in?China.According?to?the?demand?of?the?exhibition，this?paper?designed?the?simulation?bridge?system?of?CR400AF?EMU.By?using?computer?simulation?technology，train?dynamics，train?control?theory，computer?graphics?and?image，computer?multimedia?technology，the?traction，braking，control?logic?and?other?functions?of?CR400AF?EMU?were?simulated，and?realistic?3D?visual?display?was?provided.The?solutions?for?EMU?driving?simulation?system?for?exhibition?was?put?forward.

Keywords：EMU;driving?simulation;exhibition?application;solutions

動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)通過(guò)仿真動(dòng)車組運(yùn)行性能、動(dòng)車組駕駛環(huán)境來(lái)建構(gòu)一個(gè)具有高度真實(shí)感的虛擬駕駛環(huán)境。動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)主要用于動(dòng)車組駕駛技能的培訓(xùn)，具有安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效等特點(diǎn)。動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組運(yùn)行性能仿真和駕駛環(huán)境仿真。性能仿真部分主要實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組牽引及制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)車組控制系統(tǒng)、動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)、車載信號(hào)系統(tǒng)等與動(dòng)車組運(yùn)行內(nèi)容相關(guān)的仿真;駕駛環(huán)境仿真則從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)感受等方面模擬動(dòng)車組真實(shí)運(yùn)行時(shí)的駕駛環(huán)境，令使用者能夠身臨其境。

由于動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)具備沉浸式體驗(yàn)特點(diǎn)，其作用以從駕駛培訓(xùn)和性能仿真延伸到展會(huì)應(yīng)用，成為我國(guó)高鐵展示的重要平臺(tái)。為此，針對(duì)高速列車模擬駕駛展會(huì)需求，設(shè)計(jì)以CR400AF型動(dòng)車組為對(duì)象的模擬駕駛臺(tái)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、列車動(dòng)力學(xué)、列車控制理論、計(jì)算機(jī)圖形圖像、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，模擬出CR400AF型動(dòng)車組的牽引、制動(dòng)、控制邏輯等功能，提供逼真三維視景顯示，展示高鐵車站、有渣路基面、無(wú)渣路基面、市區(qū)建筑群、戈壁灘風(fēng)貌、風(fēng)車、橋梁、隧道、綠洲、山丘、雪地等要素，展現(xiàn)CR400AF型動(dòng)車組以及選定高鐵線路沿途特色景觀，營(yíng)造出沉浸感極強(qiáng)的列車運(yùn)行環(huán)境。

1?系統(tǒng)構(gòu)成

CR400AF動(dòng)車組模擬駕駛系統(tǒng)具備高度仿真的動(dòng)車組性能及功能，主要包括仿真司機(jī)操縱臺(tái)、視景仿真系統(tǒng)、聲音仿真系統(tǒng)、動(dòng)車組運(yùn)行仿真系統(tǒng)、接口采集與控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備等組成。CR400AF動(dòng)車組模擬駕駛臺(tái)組成，如圖1所示。