地鐵列車(chē)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(chē)模擬駕駛器故障處理功能的模擬方法，主要包括實(shí)物電器柜模擬、計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)，主要包括故障分類(lèi)管理功能、離線(xiàn)設(shè)置功能、多種條件觸發(fā)功能、多媒體真實(shí)情境表現(xiàn)功能等，通過(guò)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(shì)，確保地鐵列車(chē)模擬駕駛器的安全、可靠及穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：地鐵列車(chē);模擬駕駛器;故障處理系統(tǒng)

一、地鐵列車(chē)模擬駕駛器故障處理功能的模擬方法

現(xiàn)階段，地鐵列車(chē)模擬駕駛器的應(yīng)用價(jià)值顯著，分析其原因，與多媒體故障處理系統(tǒng)是分不開(kāi)的，其逼真程度，可以為列車(chē)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(chē)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(shí)物電器柜模擬。在相應(yīng)的實(shí)物上，直接設(shè)置實(shí)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(shí)物之間也有著密切的聯(lián)系，當(dāng)然也包括訓(xùn)練方法。對(duì)其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析可知，其實(shí)用價(jià)值顯著，當(dāng)然缺陷主要體現(xiàn)在會(huì)占用龐大的場(chǎng)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(shí)物電器柜故障的排除出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，將會(huì)嚴(yán)重影響到列車(chē)駕駛模擬器培訓(xùn)的正常進(jìn)行。

第二，計(jì)算機(jī)軟件模擬。要想向受訓(xùn)司機(jī)充分展現(xiàn)出實(shí)物電器，計(jì)算機(jī)多媒體軟件技術(shù)非常值得應(yīng)用，也就是針對(duì)實(shí)物進(jìn)行二維或三維模型的建立。同時(shí)集中整合列車(chē)控制邏輯與模型，作為司機(jī)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(duì)其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，可以有效降低設(shè)置故障的工作量【1】，撤銷(xiāo)或設(shè)置故障可以隨時(shí)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(jì)方面，機(jī)車(chē)制造商要確保相關(guān)資料出具的全面性與詳實(shí)性，開(kāi)發(fā)的周期比較漫長(zhǎng)，難度系數(shù)更是可想而知。

軟件仿真與實(shí)物配置模擬，也非常適用于列車(chē)模擬駕駛器的多媒體故障處理方面。也就是對(duì)司機(jī)室及其控制設(shè)備等，加強(qiáng)實(shí)物模擬方式的應(yīng)用，而對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件模擬，在邏輯控制較為簡(jiǎn)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(jià)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(shí)產(chǎn)生方式可以使教與學(xué)的需求得到較好的滿(mǎn)足與實(shí)現(xiàn)。

二、多媒體故障處理系統(tǒng)的主要功能與實(shí)現(xiàn)

故障的模擬功能，必須要在地鐵列車(chē)模擬駕駛器多媒體故障處理系統(tǒng)中體現(xiàn)出來(lái)，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(jī)室方面，硬件采用實(shí)做方式，對(duì)于列車(chē)故障的排除具有極大的現(xiàn)實(shí)性、真實(shí)性和幫助性。同時(shí)也包括硬件實(shí)物操作，在硬件實(shí)物操作排除無(wú)法應(yīng)用的情況下，應(yīng)借助多媒體軟件仿真的方式來(lái)進(jìn)行。其中，在故障模擬功能中，故障分類(lèi)管理、離線(xiàn)設(shè)置、實(shí)時(shí)設(shè)置等不容忽視。

（一）故障分類(lèi)管理功能

借助多媒體故障處理系統(tǒng)，可以對(duì)列車(chē)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(chē)輛內(nèi)部電器CCU、制動(dòng)機(jī)、電機(jī)等不同類(lèi)型，同時(shí)對(duì)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(lèi)管理主要涵蓋類(lèi)型發(fā)生條件、故障時(shí)間、故障引起的現(xiàn)象等，對(duì)各類(lèi)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(shí)也能幫助處理人員更好地進(jìn)行故障處理。

（二）離線(xiàn)設(shè)置功能

在系統(tǒng)離線(xiàn)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(qiáng)相關(guān)軟件的應(yīng)用。離線(xiàn)設(shè)置功能，可以為合理編制和設(shè)計(jì)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(lái)。

（三）多種條件觸發(fā)功能

對(duì)于教員來(lái)說(shuō)，在故障多種觸發(fā)條件設(shè)置時(shí)，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(lái)。通常來(lái)說(shuō)，常規(guī)觸發(fā)、時(shí)間觸發(fā)、地點(diǎn)觸發(fā)等為關(guān)鍵的觸發(fā)條件。首先，對(duì)于常規(guī)觸發(fā)來(lái)說(shuō)，在列車(chē)運(yùn)行程序啟動(dòng)后，設(shè)置的故障的實(shí)效性會(huì)立刻發(fā)揮出來(lái)。其次，對(duì)于時(shí)間觸發(fā)來(lái)說(shuō)，其中，針對(duì)于相對(duì)時(shí)間，如運(yùn)行時(shí)間超過(guò)半小時(shí)后，B車(chē)高速斷路器不合，而本地時(shí)間，是指在時(shí)間被設(shè)定以后，在那個(gè)時(shí)間內(nèi)便會(huì)出現(xiàn)故障。再次，對(duì)于地點(diǎn)觸發(fā)來(lái)說(shuō)，主要是指在列車(chē)運(yùn)行到指定地點(diǎn)后，故障屬于自動(dòng)觸發(fā)的狀態(tài)。在點(diǎn)觸發(fā)中，相對(duì)地點(diǎn)方式的單位主要以站點(diǎn)為主，在下拉菜單中，對(duì)列車(chē)運(yùn)行中的任一站點(diǎn)進(jìn)行選擇，或與站點(diǎn)保持適當(dāng)?shù)木嚯x以此來(lái)對(duì)故障點(diǎn)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(chē)運(yùn)行時(shí)的公里標(biāo)，故障主要在列車(chē)運(yùn)行至設(shè)置地點(diǎn)內(nèi)發(fā)生。

（四）多媒體真實(shí)情境表現(xiàn)功能

系統(tǒng)所模擬的故障，應(yīng)高度符合真實(shí)故障，面對(duì)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(duì)性顯著。多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)于統(tǒng)一故障表現(xiàn)形式與真實(shí)情境之間具有一定的幫助性，具體來(lái)說(shuō)：

第一，在受電弓處于的位置不同時(shí)，受電弓指示燈按鈕會(huì)出現(xiàn)不亮現(xiàn)象。第二，面對(duì)B車(chē)牽引或制動(dòng)系統(tǒng)故障的發(fā)生，紅色會(huì)顯示在TMS屏上，以此來(lái)給予司機(jī)相應(yīng)的提示作用。第三，ATC（列車(chē)自動(dòng)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(shí)列車(chē)，聯(lián)動(dòng)于故障模擬系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。比如如果列車(chē)網(wǎng)壓出現(xiàn)超范現(xiàn)象，ATC屏便可發(fā)揮出來(lái)，將網(wǎng)壓值實(shí)時(shí)展示出來(lái)，以此來(lái)指導(dǎo)培訓(xùn)司機(jī)。第四，在模擬駕駛室內(nèi)，空氣開(kāi)關(guān)的模擬主要依附于硬件實(shí)做方式。跳閘功能體現(xiàn)在各個(gè)空氣開(kāi)關(guān)之中【2】，為模擬故障狀態(tài)奠定良好的基礎(chǔ)。面對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)過(guò)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(duì)于不可復(fù)位型跳閘來(lái)說(shuō)，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(cuò)誤時(shí)，將空氣開(kāi)關(guān)合上后，再次跳閘便可出現(xiàn)。第五，CGI的三維場(chǎng)景，廣泛應(yīng)用于視景仿真系統(tǒng)之中，基于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等，將故障信息真實(shí)再現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)視景畫(huà)面與故障設(shè)置參數(shù)，其同步特點(diǎn)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(diǎn)。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(duì)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(duì)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(huì)將數(shù)據(jù)庫(kù)的所有列車(chē)故障及處理辦法顯示出來(lái)，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(huì)自動(dòng)化評(píng)價(jià)和判斷學(xué)員的答案，然后終端會(huì)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(shí)列車(chē)之間的關(guān)系緊密，其一致性特點(diǎn)顯著，如列車(chē)緊急制動(dòng)停車(chē)后，借助恢復(fù)過(guò)流的作用，可以對(duì)空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行再次合上。故障排除后，主系統(tǒng)會(huì)對(duì)該故障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化清除。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在城市軌道交通建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，隨著城軌的快速發(fā)展，地鐵列車(chē)的運(yùn)行里程數(shù)及時(shí)長(zhǎng)大大增加，從而也極大的增加了地鐵列車(chē)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。同時(shí)地鐵列車(chē)為了降低運(yùn)行的故障率及提高運(yùn)行的效率，列車(chē)結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性質(zhì)也將越來(lái)越顯著。對(duì)于如何快速有效的解決列車(chē)出現(xiàn)的故障，提高列車(chē)的運(yùn)行效率，是當(dāng)前城軌公司努力的方向。地鐵列車(chē)模擬駕駛器作為列車(chē)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(chē)運(yùn)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(duì)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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