適用于展會的動車組模擬駕駛系統設計與實現

陳彥 曹偉濤 賈志凱

摘?要：當前動車組模擬駕駛系統已從駕駛培訓和性能仿真延伸到展會應用。由于動車組模擬駕駛系統具備的沉浸式體驗特點，使其成為我國動車組展示的重要平臺。為此，本文針對展會需求，設計以CR400AF型動車組為對象的模擬駕駛臺系統。利用計算機仿真技術、列車動力學、列車控制理論、計算機圖形圖像、計算機多媒體技術，模擬CR400AF型動車組牽引、制動、控制邏輯等功能，提供逼真三維視景顯示，為展會用動車組模擬駕駛系統提供解決方案。

關鍵詞：動車組;模擬駕駛;展會應用;解決方案

中圖分類號：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

動車組模擬駕駛系統通過仿真動車組運行性能、動車組駕駛環境來建構一個具有高度真實感的虛擬駕駛環境。動車組模擬駕駛系統主要用于動車組駕駛技能的培訓，具有安全、經濟、節能、高效等特點。動車組模擬駕駛系統主要實現動車組運行性能仿真和駕駛環境仿真。性能仿真部分主要實現動車組牽引及制動系統、動車組控制系統、動車組動力學、車載信號系統等與動車組運行內容相關的仿真;駕駛環境仿真則從視覺、聽覺、觸覺、運動感受等方面模擬動車組真實運行時的駕駛環境，令使用者能夠身臨其境。

由于動車組模擬駕駛系統具備沉浸式體驗特點，其作用以從駕駛培訓和性能仿真延伸到展會應用，成為我國高鐵展示的重要平臺。為此，針對高速列車模擬駕駛展會需求，設計以CR400AF型動車組為對象的模擬駕駛臺系統，利用計算機仿真技術、列車動力學、列車控制理論、計算機圖形圖像、計算機多媒體技術，模擬出CR400AF型動車組的牽引、制動、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、無渣路基面、市區建筑群、戈壁灘風貌、風車、橋梁、隧道、綠洲、山丘、雪地等要素，展現CR400AF型動車組以及選定高鐵線路沿途特色景觀，營造出沉浸感極強的列車運行環境。

1?系統構成

CR400AF動車組模擬駕駛系統具備高度仿真的動車組性能及功能，主要包括仿真司機操縱臺、視景仿真系統、聲音仿真系統、動車組運行仿真系統、接口采集與控制系統、輔助設備等組成。CR400AF動車組模擬駕駛臺組成，如圖1所示。