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轨道交通模拟驾驶系统
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详细内容

1. 概述

       城市轨道交通模拟驾驶实训室是用于对学员进行培训的仿真训练系统,是计算机仿真、列车动力学和列车控制理论相结合的产物。通过对列车操纵、运行等过程进行模拟,实现对学员的训练与考核。
      城市轨道交通模拟驾驶实训室,可为学员提供如下内容的训练及考核:列车基本运行相关的操作方法、操作规程与操作步骤,包括列车发车准备、列车正常运行、列车自动折返、驾驶技巧、进路熟悉、车辆段内行驶、退行、车辆摘挂等;列车运行中故障及突发事件的处理方法、处理规程及处理步骤,包括故障的排除以及事故、突发事件和非正常状态的处理等。
       地铁列车驾驶模拟器系统的基本配置包括:完整的1:1司机室、全套操纵及数据采集输出模块(含主操纵台、副操纵台、设备柜等)、水平视角达120度的柱面三通道视景仿真子系统、5.1声道音响子系统、教员监控系统、控制柜以及各类辅助设备等。
       我公司提供地铁列车驾驶模拟器1套,模拟车厢1套、屏蔽门系统1套、教员控制台1套、网络化交互式演练系统1个、相应的软件系统1套,并提供相关的系统设计、开发、制造、运输、安装、调试、检验验收、质保期内的维护保养、备品备件的提供、对业主相关人员的培训等服务内容。
       我公司在系统中所使用的所有设备均采用技术成熟、性能先进、结构简单、维修方便、质量稳定、运行可靠、外形美观的产品,在满足技术要求的前提下尽可能地采用国产化设备。此外,系统的硬、软件系统充分考虑其可靠性、可维修性和可扩展性,同时遵循模块化设计、冗余设计的原则。

2. 实训室功能

       能够为学生提供列车性能、运行环境以及简单信号系统的模拟直观教学; 
       能够为学生提供全面、真实地模拟列车在各种运行环境与工况下的运行状况转换和操纵的实践活动;
       能够为学生提供全面、真实地模拟列车行驶的线路震动情况;
       能够为学生提供地铁、轻轨列车模拟驾驶操纵实践活动;
       能够为学生提供地铁和轻轨列车操作方法、操作规程与操作步骤的技能养成;
       能够为学生提供列车运行中事故、突发事件和非正常状态的处理方法演练;
       能够为学生提供对地铁和轻轨列车操纵、运行等过程进行模拟,实现对地铁和轻轨列车司机训练与考核;
       能够为学生提供全高屏蔽门、半高屏蔽门实训;
       能够为学生提供地铁乘客紧急疏散系统实训。

3. 整体设计

       我公司所提供的是一套功能完备的列车模拟驾驶培训系统。该模拟驾驶训练系统能够实现列车性能、运行环境以及信号系统的模拟,能够全面、真实地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/制动特性以及其它特性,并能够从视觉、听觉、体感、触觉等方面逼真地再现列车在不同情况下的运行状况。以课程为基础进行培训与考核,所有的培训和考核课程均可预先设计并保存。
       本系统主要由四个部分构成:地铁列车驾驶模拟器,教员控制台、学员操作台、学员观摩区(如图1所示)。

4. 产品清单

编号产品名称规格单位数量
1司机操纵台按城市轻轨车定制。司机室内的主控制台、副控制台、设备柜(含全套操纵设备、仪表、MMI)均采用模块化设计,可以替换。司机驾驶台设备具有与实物完全一致的尺寸、外观、色彩、手感和操纵力度。配置原厂真实司控器。基于防火等安全考虑,操纵台应采用难燃材料。1
2模拟驾驶舱内饰按城市轻轨C型驾驶舱布置,布置设备柜(含全套仪表、MMI、指示灯、操纵设备、空气开关面板等)与原车一致。1
3模拟驾驶舱按城市轻轨C型制造。列车模拟驾驶器具有完整的1:1司机室,基于防火等安全考虑,驾驶舱及投影室总体结构采用难燃材料。1
4客室舱客室舱包含客室车体,透明车窗,地板,车窗,坐席,车内照明,扶手,吊环,车厢内顶部通风口等车内设施依照真实的车辆布置;车厢外顶部装设空调机组模型,模拟空调通风机向车辆通风;外观、高度与实际车厢一致,长度在(含司机室)8米,采用合金、钢材、玻璃钢等难燃材料制作。1
5客室车门(手动)2张车门,一张车门模拟外观,可手动开关。一张车门仿真控制;车门联动设备1套,车门控制柜和操作面板1套,联动车门在车辆右侧。
车门控制板,位于列车给定一侧的控制开关可操作列车该侧的车门。 
车门由信号系统自动控制开关门,且可实现手动开关门。
车门可以完成紧急解锁操作,在遇到紧急情况时,乘客拉下紧急解锁装置的红色手柄,就能立即切断门锁紧装置的控制系统,并向司机报警,车停后可手动打开客室门。紧急解锁装置需设置自保作用。 
车门可以完成切除操作,门切除锁为机械方式,门切除时,门被锁闭,并脱离控制系统。
车门有显示系统表明状态,开门过程中有声光报警指示。
车门有内外侧门灯显示,根据车门的状态做出相应的显示。
车门外部设置钥匙开关,实现外部车门开关操作。
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6客室车门1
7紧急安全疏散门全金属材料仿真制作,可以模拟紧急安全疏散门的各种实际故障,能完成紧急逃生功能演练。1
8视频配套系统系统最低带宽不低于300MHz,含8台1入4出视频分配器、1台8入4出视频切换矩阵、1台画面分割器等。1
9屏蔽门系统全金属仿真制作,电动仿真屏蔽门,具备屏蔽门五部分,三级控制;其中相应滑动门参与系统工作,能在站台视景中对应响应。1
10客室照明光带客室需要安装灯带,常规照明和紧急照明。
激活车辆合上司机室模拟控制面板照明按钮,客室照明点亮,常规照明由辅助逆变器提供AC220V供电点亮,紧急照明由直流变换器提供DC110V供电点亮。
激活车辆后,未升弓前紧急照明由供电部分直接提供DC110V点亮。
在辅助逆变器故障时,客室照明只有紧急照明。
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11车辆广播CACU(广播系统控制单元):此设备为整个车辆广播和乘客信息系统的“大脑”,通过它设置各种广播状态的音量、更换广播内容、测试和实时查看广播系统内部的数据交换。  
SACU(客室音频控制单元):此设备的主要功能为功放,通过它调节对应车厢内的广播音量、音色以及噪声增益。此外,它还转发报站触发信号给客室显示器。 
DACU(司机室音频控制单元):此设备主要包括手持麦克风和司机台面板控制器,用于提供人工广播、司机室对讲。
客室显示器:此设备从SACU处得到报站触发信号,用于显示已经编辑好的文字报站信息。FSM(动态地图显示器):此设备代替了客室显示器,用滚动显示的LED表示报站信息。 
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12逻辑关系控制软件画出操作界面,并对相应的:工作站控制器、空调制冷通风系统、车辆客室照明、客室门控制、车辆广播及乘客信息系统、车体侧墙运行状态指示灯,车辆端部灯进行点击操作。1
13工作站控制器即上位机:向上接受计算机的控制指令并分发到下位的各设备或模块,并收集各下位个设备的状态信息送到计算机1
14车辆客室照明控制1)、控制面板1个;2)、控制柜(含110VDC变换电源,灯控接触器等,带通讯接口单元,实现与上位机相连)。1
15客室门控制控制模块:带通讯接口,实现与上位机通讯,能实现客室门的开关控制,实现防夹、紧急解锁等功能。1
16车辆广播及乘客信息系统1)、司机室前端终点站显示屏1个(带通讯转换板);2)、客室前方站显示器1个(带通讯转换板);3)、LED线路显示屏2个(带通讯转换板)1
17车体侧墙运行状态指示灯1)、指示灯排1个;2)、灯驱动板1块(带通讯接口的驱动板)1
18车辆端部灯1)、灯8个;2)、灯驱动板(带通讯接口)1个1
19电路照明示教板规格尺寸:2000×1200彩色有机玻璃,半剖示教板 电路用颜色LED灯光显示,直观生动,原理准确,结构清楚1
20电器控制示教板规格尺寸:2000×1200彩色有机玻璃,半剖示教板 电路用颜色LED流水灯光显示,直观生动,原理准确,结构清楚1
21采集控制系统ACP-4000MB、USB4751  研华原装工控机,USB数据采集系统。1
22视景渲染工作站至强四核处理器,Xeon(R)5450 3.0GHZ,4GB内存,4GB PCIex16 NVIDIA QuadroFX5800图形卡1
23融合专用投影机PT-FD550  DLP工程级投影机:DLP™芯片,240W双UHM灯,1024×768分辨率,亮度4000流明。3
24短焦镜头SC-108 0.8:1,焦距为12.8mm,视场角为37度3
25拼接+融合+同步控制系统采用软件技术实现三通道无缝拼接,几何校正,同步输出。1
26多通道无缝弧形幕金属弧幕:水平视角135°,垂直视角不小于45°,投影仓密闭,具备防尘功能。1
27音响系统输入灵敏度:400mV;输入阻抗:50KΩ;信噪比:>94dB;失真度:THD<0.05%(8Ω、1kHz、20W)1
28机柜高度42U;深度:800mm;19寸专业机柜3
29司机室CCTV监视系统硬盘录像机,压缩方式: H.264录像帧率: 50ips @ 704×576;彩色摄像头,1FS-13英寸CCD;水平分辨率:540线;1
30教员计算机商用计算机,酷睿2四核Q9400, 4G内存, 500G硬盘, 512M独显 DVDRW,1
31监视器组19英寸5:4正屏LCD,物理分辨率1280x1024,响应时间5ms4
32视频配套系统P/2 DA4 Xi、SMX 84 VGA1
33教员控制台及座椅成套设备,考虑人机工程学的要求。控制台1张,台面尺寸80cm×180cm,座椅2把,皮革面金属支架可调节转椅。1
34打印机Color LJ CP1518 A4 幅面,分辨率 600 x 600 dpi,打印速度8-12页FS-1秒1
35系统服务器四核至强E5506 ;2*4G内存; 2*146G硬盘; DVD光驱; RAID卡1
36学员驾驶模拟台可实现设置各种故障和事故,并能与司机室学员保持联系。配置练习软件,在各自的位置上,针对教员的讲解情况,在单机上进行练习。6
37学员计算机商用计算机,酷睿2四核Q9400, 4G内存, 500G硬盘, 512M独显 DVDRW,40
38液晶显示器21.5英寸宽屏LCD,物理分辨率1920*1080,响应时间:8ms80
39网络交换机24口千兆(1G)交换机2
40电脑桌椅符合人机工程学。控制台1张,台面尺寸60cm×120cm,高密度板材质,皮革面金属支架圆櫈1把。40
41观摩用投影机DLP工程机,亮度5000流明,支持分辨率1280×1024。1
42单通道普通投影幕150英寸电动珠光幕,2.4倍增益,可视角160度,可遥控。1
43观摩教室音响系统高保真功放、音箱,铁三角高保真鹅颈式话筒,无线麦克风1
44学员耳机高保真耳麦,频响30-18000 Hz;灵敏度112dB40
45网络布线及施工全部采用AMP超五类线材、水晶头、面板。1
46通讯设备基于局域网运行环境,实现双向通信联络的设备。实现教员与司机室内部,观摩教室及各个系统操控人员的通信联络、控制、指挥。1
47车辆仿真能完成如下的基本实训任务
(1) 操纵台操纵设备的使用训练
(2) 列车准备
(3) 列车检查
(4) 列车起动
(5) 列车制动
(6) 正确鸣笛
(7) 列车正常驾驶
(8) 列车非正常驾驶
(9) 线路熟悉
(10) 列车出入场作业
(11) 停车对标
(12) 列车平稳性
(13) 列车早晚点
(14) 客户服务
(15) 控制设备使用
(16) 基本故障诊断
(17) 基本故障排除
(18) 行调任务执行:与OCC通话
(19) 站务调度任务执行:与站务通话
*能够真实模拟列车运行情况,包括减速、制动、惰行等列车运行状态;电制动与空气制动、液压制动特性;列车的停放制动特性,制动情况与真实列车状态时间误差不超过5%,计算的具体方法遵守《列车牵引计算规程》的要求。停车对标误差小于3米。
实现列车性能及功能仿真,主要包括(不限于):列车正常状态下不同操作模式的控制逻辑,列车故障状态下不同操作模式的控制逻辑,列车在不同负载情况下的牵引特性、制动特性,ATC系统功能。
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48声音仿真实现列车运行过程中的各类声效仿真; 
(1) 列车外部的声音包括:
a) 列车以不同运行速度在不同的线路上行进时的轨道声,这些线路包括:直道;弯道;道岔;隧道、涵洞;地面线路;
b) 列车以不同运行速度行进时的风声;
c) 不同运行速度情况下列车的鸣笛声(包括具有多普勒效应的会车及鸣笛声);
d) 过道岔的轨道声;
e) 制动、紧急制动声;
f) 与障碍物的撞击声;
g) 站台噪声;
h) 雷声。
(2) 列车内部的声音:主要包括列车机械、电气动作声源。这些声源应包括:
a) 司机操作过程中列车产生的各种电器吸合、断开声音;
b) 列车运行过程中有关设备的机械噪声;
c) 空压机启动、运行、关机的声音;
d) 空气制动系统产生的各种明显的气动声音等。
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49I/O及MMI能够实现车载TMS MMI,ATC MMI主要功能的模拟。能够实现这两类MMI的所有功能画面,支持触控操作,操作逻辑与实际系统一致。MMI功能画面的分辨率、尺寸、颜色、图标与原车系统完全一致1
50视景仿真前向视景,站台视景,车门视景1
51场景建模暂定线路长34km,三维场景模型。这些三维模型应与真实环境对应,具有相同的比例、色彩、光照材质。线路模型包括上下行线、停车线、渡线、出厂线。线路模型应包括轨道、道床、接触网、信号灯、应答器、转辙机、轨旁其它设备、沿线建筑、植被等。1
52车站建模车站模型包括车站建筑、车站内各类设施设备、屏蔽门、停车标、各类指示牌、显示屏、信号灯、乘客电梯等,车站数量不少于20个。车场模型包括:场内线路、检修车间、检修线、车库、其它车辆、洗车机、信号机、场内植被等等。1
53其它辅助系统包括底层通讯、数据采集及输出控制等其它必要软件系统。1


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