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JW-4型接触网作业车仿真实训系统设计与实现

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摘要

1 绪论

1.1 选题的意义和背景

1.2 虚拟现实技术概述

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 我国研究现状

1.4 目前仿真系统存在的问题

1.5 主要研究内容

2 系统需求分析

2.1 运用需求

2.2 功能需求

2.2.1 视景需求

2.2.2 行车需求

2.2.3 全面检查及故障处理需求

3 系统设计

3.1 系统的设计原则

3.2 系统设计的依据

3.3 系统的总体设计

3.3.1 系统硬件设计

3.3.2 系统软件设计

3.3.3 软件开发主要流程

3.4 教员管理系统

3.4.1 用户管理

3.4.2 实训管理

3.4.3 理论管理

3.4.4 系统管理

3.5 学员训练系统

4 系统开发

4.1.2 视景技术

4.2 三维仿真模型开发

4.2.1 仿真场景开发

4.2.2 部件模型制作

4.3 系统故障模块的开发

4.3.1 网络结构

4.3.2 故障信息数据库设计

4.3.3 数据库管理

4.4 动力学仿真开发

4.4.1 动力学仿真算法

4.4.2 列车运动曲线的生成

4.4.3 动力学中牵引计算与模拟驾驶关系

4.4.4 多质点模型受力计算方式

4.4.5 动力学仿真模块设计

4.5 电气逻辑仿真开发

4.5.1 元件表整理

4.5.2 电路输入

4.5.3 制作影片剪辑

4.5.4 电路测试

5 系统功能的实现

5.1 仿真作业车实现

5.2 仿真司机驾驶台实现

5.3 电气逻辑实现

5.5 仿真电器柜实现

5.6 全面整备检查演练功能实现

5.7 制动机的性能试验功能实现

5.8 应急故障处理功能实现

5.9 非正常情况下行车演练功能实现

5.10 教员管理系统功能实现

结论

致谢

参考文献

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摘要

接触网作业车司机业务知识和操纵技能的培训中,接触网作业车全面质量检查、规范化操纵、故障处理是极其重要的培训内容,也是作业车司机必备的业务素质,面对当前铁路供电系统考取接触网作业车司机驾驶证前需必具的操作技能以及司机业务素质提升的需求,采用三维仿真技术进行培训和考核成为发展的需要。目前,接触网作业车理论考试合格人员以及在岗司机实作训练的机会较少,培训的周期较长。怎样才能使理论考试合格人员在限定时间内具备考取司机的实作技能,以及使在岗司机快速全面达到岗位技能需求,成为当前供电系统运用单位急需解决的难题。基于此,本文研究开发了接触网作业车仿真实训系统。
  为了使仿真实训系统具有更好的实用性、便捷性和先进性,本文分析了仿真系统目前国内外的研究现状、存在的问题,对系统的运用需求进行了深入的调查,对研究的主要内容进行了分析,并以JW-4型接触网作业车为原型进行开发,从仿真实训系统的总体功能及软硬件结构上进行了系统的设计。
  本文运用计算机网络技术、虚拟现实技术等对作业车仿真实训系统进行了研究与开发,采用虚、实相结合的方式,分别建立作业车驾驶室实物模型和三维虚拟仿真模型,构建成整体的仿真实训系统。
  该系统功能满足培训和考核需求,使受训学员不受时间和空间的限制练习作业车操纵、检查、故障处理等实作项目,同时教员可以对学员的训练进行干预和考核,具有很好的实用性。

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