地鐵列車模擬駕駛器故障處理系統(tǒng)的功能分析

蘇飛鵬

摘要：本文首先提出地鐵列車模擬駕駛器故障處理功能的模擬方法，主要包括實物電器柜模擬、計算機軟件模擬，然后論述多媒體故障處理系統(tǒng)的主要功能與實現(xiàn)，主要包括故障分類管理功能、離線設(shè)置功能、多種條件觸發(fā)功能、多媒體真實情境表現(xiàn)功能等，通過不斷分析旨在充分彰顯出故障處理系統(tǒng)的多功能優(yōu)勢，確保地鐵列車模擬駕駛器的安全、可靠及穩(wěn)定地運行。

關(guān)鍵詞：地鐵列車;模擬駕駛器;故障處理系統(tǒng)

一、地鐵列車模擬駕駛器故障處理功能的模擬方法

現(xiàn)階段，地鐵列車模擬駕駛器的應(yīng)用價值顯著，分析其原因，與多媒體故障處理系統(tǒng)是分不開的，其逼真程度，可以為列車模擬駕駛器性能的衡量提供可行的依據(jù)，是衡量設(shè)備性能好壞的重要指標(biāo)之一。故障處理功能的模擬，在列車模擬駕駛器中發(fā)揮著不容忽視的作用，現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析：故障處理功能的模擬分析框圖如圖1所示：

第一，實物電器柜模擬。在相應(yīng)的實物上，直接設(shè)置實物電器柜和控制柜的故障，主要得益于人為方式的扶持，故障的判斷和處理與實物之間也有著密切的聯(lián)系，當(dāng)然也包括訓(xùn)練方法。對其優(yōu)點進(jìn)行分析可知，其實用價值顯著，當(dāng)然缺陷主要體現(xiàn)在會占用龐大的場地空間，大大加劇了設(shè)置破壞性故障和突發(fā)故障的難度性，不僅系統(tǒng)工作量多的超乎想象，而且也很難確保良好的可靠性。如果實物電器柜故障的排除出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，將會嚴(yán)重影響到列車駕駛模擬器培訓(xùn)的正常進(jìn)行。

第二，計算機軟件模擬。要想向受訓(xùn)司機充分展現(xiàn)出實物電器，計算機多媒體軟件技術(shù)非常值得應(yīng)用，也就是針對實物進(jìn)行二維或三維模型的建立。同時集中整合列車控制邏輯與模型，作為司機憑借的交互方式。在電器柜模型中進(jìn)行查找、排除故障等提供便利性。對其優(yōu)點進(jìn)行分析，可以有效降低設(shè)置故障的工作量【1】，撤銷或設(shè)置故障可以隨時進(jìn)行，且在理論教學(xué)方面也發(fā)揮著重要作用，然而其缺陷主要是指在軟件設(shè)計方面，機車制造商要確保相關(guān)資料出具的全面性與詳實性，開發(fā)的周期比較漫長，難度系數(shù)更是可想而知。

軟件仿真與實物配置模擬，也非常適用于列車模擬駕駛器的多媒體故障處理方面。也就是對司機室及其控制設(shè)備等，加強實物模擬方式的應(yīng)用，而對于計算機軟件模擬，在邏輯控制較為簡單的電路系統(tǒng)等方面具有較高的適用性。除此之外，預(yù)置方式在突發(fā)事件設(shè)置方面也具有較高的應(yīng)用價值，這已經(jīng)成為了多媒體故障處理水平的重要方式方法之一。在電器電路故障方面，即時產(chǎn)生方式可以使教與學(xué)的需求得到較好的滿足與實現(xiàn)。

二、多媒體故障處理系統(tǒng)的主要功能與實現(xiàn)

故障的模擬功能，必須要在地鐵列車模擬駕駛器多媒體故障處理系統(tǒng)中體現(xiàn)出來，這種故障模擬不僅體現(xiàn)在硬件這一方面，而且是軟、硬件結(jié)合的重要代表。在模擬司機室方面，硬件采用實做方式，對于列車故障的排除具有極大的現(xiàn)實性、真實性和幫助性。同時也包括硬件實物操作，在硬件實物操作排除無法應(yīng)用的情況下，應(yīng)借助多媒體軟件仿真的方式來進(jìn)行。其中，在故障模擬功能中，故障分類管理、離線設(shè)置、實時設(shè)置等不容忽視。

（一）故障分類管理功能

借助多媒體故障處理系統(tǒng)，可以對列車的故障予以有效模擬，這種模擬具有較高的準(zhǔn)確性和全面性，非常適用于車輛內(nèi)部電器CCU、制動機、電機等不同類型，同時對于突發(fā)事件事態(tài)的控制也具有一定的作用，如天氣突變、障礙物、站內(nèi)停電等，確保故障排除和處理水平的穩(wěn)步提升。在多媒體故障處理系統(tǒng)中，各種事件信息的分類管理主要涵蓋類型發(fā)生條件、故障時間、故障引起的現(xiàn)象等，對各類故障進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，不僅能清楚了解設(shè)備的歷史使用情況同時也能幫助處理人員更好地進(jìn)行故障處理。

（二）離線設(shè)置功能

在系統(tǒng)離線狀態(tài)下，要想避免系統(tǒng)中故障的一系列設(shè)置免受干擾，如添加、編輯等，應(yīng)加強相關(guān)軟件的應(yīng)用。離線設(shè)置功能，可以為合理編制和設(shè)計培訓(xùn)內(nèi)容提供極大的便利性，從而將培訓(xùn)的系統(tǒng)性和有序性充分發(fā)揮出來。

（三）多種條件觸發(fā)功能

對于教員來說，在故障多種觸發(fā)條件設(shè)置時，必須要借助于相應(yīng)的軟件，旨在將學(xué)員的故障處理能力提升上來。通常來說，常規(guī)觸發(fā)、時間觸發(fā)、地點觸發(fā)等為關(guān)鍵的觸發(fā)條件。首先，對于常規(guī)觸發(fā)來說，在列車運行程序啟動后，設(shè)置的故障的實效性會立刻發(fā)揮出來。其次，對于時間觸發(fā)來說，其中，針對于相對時間，如運行時間超過半小時后，B車高速斷路器不合，而本地時間，是指在時間被設(shè)定以后，在那個時間內(nèi)便會出現(xiàn)故障。再次，對于地點觸發(fā)來說，主要是指在列車運行到指定地點后，故障屬于自動觸發(fā)的狀態(tài)。在點觸發(fā)中，相對地點方式的單位主要以站點為主，在下拉菜單中，對列車運行中的任一站點進(jìn)行選擇，或與站點保持適當(dāng)?shù)木嚯x以此來對故障點進(jìn)行設(shè)置;在公里標(biāo)方式中，衡量標(biāo)準(zhǔn)主要為列車運行時的公里標(biāo)，故障主要在列車運行至設(shè)置地點內(nèi)發(fā)生。

（四）多媒體真實情境表現(xiàn)功能

系統(tǒng)所模擬的故障，應(yīng)高度符合真實故障，面對故障的出現(xiàn)，根據(jù)該故障的信息，系統(tǒng)所發(fā)揮的表現(xiàn)是不同的，其針對性顯著。多媒體計算機技術(shù)，對于統(tǒng)一故障表現(xiàn)形式與真實情境之間具有一定的幫助性，具體來說：

第一，在受電弓處于的位置不同時，受電弓指示燈按鈕會出現(xiàn)不亮現(xiàn)象。第二，面對B車牽引或制動系統(tǒng)故障的發(fā)生，紅色會顯示在TMS屏上，以此來給予司機相應(yīng)的提示作用。第三，ATC（列車自動控制）顯示屏內(nèi)容。在仿真模擬駕駛室內(nèi)，ATC觸摸屏高度、顯示內(nèi)容符合真實列車，聯(lián)動于故障模擬系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。比如如果列車網(wǎng)壓出現(xiàn)超范現(xiàn)象，ATC屏便可發(fā)揮出來，將網(wǎng)壓值實時展示出來，以此來指導(dǎo)培訓(xùn)司機。第四，在模擬駕駛室內(nèi)，空氣開關(guān)的模擬主要依附于硬件實做方式。跳閘功能體現(xiàn)在各個空氣開關(guān)之中【2】，為模擬故障狀態(tài)奠定良好的基礎(chǔ)。面對簡單系統(tǒng)過流跳閘等，可復(fù)位型跳閘功能可以大大提高模擬水平，而對于不可復(fù)位型跳閘來說，可以迅速排除復(fù)雜故障排除，其模擬效果同樣非常顯著。在學(xué)員設(shè)定故障排除出現(xiàn)些許錯誤時，將空氣開關(guān)合上后，再次跳閘便可出現(xiàn)。第五，CGI的三維場景，廣泛應(yīng)用于視景仿真系統(tǒng)之中，基于視覺、聽覺等，將故障信息真實再現(xiàn)出來，同時視景畫面與故障設(shè)置參數(shù)，其同步特點顯著。

（五）故障處理顯示功能

在故障模擬中，軟件與硬件具有高度結(jié)合的性質(zhì)特點。借助多功能故障顯示處理屏，可以清晰顯示和操作軟件模擬的故障。針對于顯示處理屏，最佳的安裝位置就是在仿真駕駛室內(nèi)部右側(cè)設(shè)備柜上，安裝方式主要以嵌入式為主，以免對模擬駕駛室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等造成任何不良影響。嵌入式構(gòu)造流程如圖2所示。在該處理屏上，會將數(shù)據(jù)庫的所有列車故障及處理辦法顯示出來，基于學(xué)員視角，必須要從故障現(xiàn)象出發(fā)，為故障內(nèi)容的判斷提供有力支撐，根據(jù)相應(yīng)的提示，確保故障處理方法的準(zhǔn)確性和有效性。而系統(tǒng)會自動化評價和判斷學(xué)員的答案，然后終端會顯示出該處理結(jié)果，僅僅需要學(xué)員確認(rèn)即可。

故障的處理方法與真實列車之間的關(guān)系緊密，其一致性特點顯著，如列車緊急制動停車后，借助恢復(fù)過流的作用，可以對空氣開關(guān)進(jìn)行再次合上。故障排除后，主系統(tǒng)會對該故障實現(xiàn)自動化清除。

結(jié)束語

總而言之，在城市軌道交通建設(shè)發(fā)展過程中，隨著城軌的快速發(fā)展，地鐵列車的運行里程數(shù)及時長大大增加，從而也極大的增加了地鐵列車控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。同時地鐵列車為了降低運行的故障率及提高運行的效率，列車結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性質(zhì)也將越來越顯著。對于如何快速有效的解決列車出現(xiàn)的故障，提高列車的運行效率，是當(dāng)前城軌公司努力的方向。地鐵列車模擬駕駛器作為列車性能、駕駛環(huán)境與應(yīng)急處理仿真模擬的重要設(shè)備，已經(jīng)成為了地鐵列車運行培訓(xùn)的重中之重。而要想不斷提高模擬駕駛仿真培訓(xùn)系統(tǒng)水平，必須要提高對多媒體故障處理系統(tǒng)培訓(xùn)的高度重視。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 孔德龍， 胡萬欣. 基于Unity 3D的地鐵信號設(shè)備綜合仿真平臺研究[J]. 實驗技術(shù)與管理， 2019， v.36;No.277（009）：106-110.

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