城市地铁虚拟现实仿真开发
城市轨道交通虚拟仿真实训系统是采用计算机仿真技术和虚拟现实技术构建的轨道交通三维仿真实训环境,主要用于模拟列车驾驶过程中出现的各种故障、突发事件以及处理故障的工作流程仿真与再现,并实现对地铁车辆乘务人员和站台管理人员进行列车驾驶技术考核,特别是对故障突发事件的处理能力的训练考核。可以满足运营专业、列车驾驶专业、控制专业、车辆专业、供电专业等多工种协作实训。
城市轨道交通虚拟仿真实训系统是集地铁机车模拟驾驶、故障检测与故障处理、指挥调度与运行控制、紧急情况应急处理等实训科目于一体的综合性虚拟仿真实训系统。同时也可满足安全培训、疏散预案演练、列车运行控制等应用需求。
城市轨道交通虚拟仿真实训系统功能结构
城市地铁三维场景仿真重建
城市地铁三维仿真场景构建内容包括:地铁车辆模型、地铁车站、地铁线路、隧道等模拟场景及地面配套设施(如建筑、绿化和城市道路设施等),构建好视景后,把视点选择在驾驶室,通过数据驱动,能够重现列车运行环境。
城市地铁三维仿真场景构建主要是根据获取的实际数据构建出目标区域(城市区域或道路、地下铁路、车辆和管网)的精确三维模型和沿线三维场景,包括:
场景类别 内容描述
列车车辆 根据用户提供的数据建立1:1的3D列车模型,包括:
车厢:静态模型和动态模型;
驾驶舱:面板和动态控制器件。
线路 根据用户提供的数据建立1:1的3D地铁线路模型,包括:
隧道、轨道、电网管网等;
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、广告牌等。
自然环境 视觉系统、播音系统;
自然环境场景,包括雨、雪、雾、霾、夜间等天气条件下的作业环境。
周边环境 铁路沿线及周边建筑、绿化、道路及城市建筑。
可编程控制仿真节点
系统的开发完全依据真实的城市轨道交通设施,是一个可完全控制的参数化仿真场景和系统环境,从线路到机车,从启动到停止,每一个环节都可按照地铁运行控制系统的指令实现动态运行和实时控制。如图表所示:
总分类 类别 区域分割与节点划分 节点分类准则
线路(Line 1) 隧道 站台段、站点区间段、岔道段、地上段、地下段 以站点区间分割,按控制需要分类,按活动节点、固定节点和检测节点再分类划分节点
轨道 站台段、区间轨道段、轨股连接点、换乘交汇段、岔道段、检测面 以站点区间分割,按控制需要分类,按活动节点、固定节点和检测节点再分类划分节点。
站点 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、广告牌等 按照站点名分类,再按活动节点、固定节点和检测节点再分类命名
电网 站台段、站点区间段、按机车电力控制变更点等 按区间分割,再按地铁电力控制需要分类,按检测节点再分类划分节点。
列车(SIEMENS) 驾驶室(车头) 固定设施、控制面板上的操作节点、车头检测面、车门等 再按活动节点、固定节点和检测节点再分类
车厢(A-N) 如车门、信号灯、监控摄像头、警告牌、指标牌、动态实时信号线路图 再按活动节点、固定节点和检测节点再分类
城市地铁仿真软件技术架构
城市地铁虚拟现实与交互仿真功能
城市轨道交通虚拟仿真系统基于轨道交通的实际工作过程构建实训体系,同时把行业技术规范和作业标准作为实训考评依据,按照1:1的三维场景和轨道设备、真实的作业流程构建虚拟仿真实训环境,满足实训需求。系统以列车运行控制过程仿真为核心,涉及行车、供电、车辆、通信、客运、信号、通风空调、给排水、消防、AFC等系统环节。
系统不仅提供逼真的三维仿真场景环境,并支持列车运行数据的实时接入,实现列车运行数据与仿真车辆运行过程的无缝对接。专业的外部数据接口和实时驱动方式,可真实地模拟地铁列车的动态运行过程。如:列车启动、加速、减速、进站、制动停车、语音播报、正线、折返线、停车线、检修线、实验线、出入库线、洗车线等列车工作环节和业务流程。
  • 系统支持静态、动态的三维地铁客运站、轨道、地铁车厢的高精度三维仓井显示;
  • 系统提供多种交互漫游方式,如模拟驾驶交互仿真、行走、漫游等交互仿真;
  • 系统支持模拟地铁站的实际运行情况,可逼真地再现站台动态运行场景以及列车到发、站台乘客上下车等各类动态过程。
  • 系统可基于数值仿真模拟地铁火灾发生情况,支持基于各类突发情况下的列车运行控制、地铁站内人员疏散等仿真演练。
  • 支持列车运行数据的实时接入,实现列车运行数据与仿真车辆运行过程的无缝对接,真实地模拟由计算机数据数据指令控制的地铁列车的动态运行过程。