城市軌道交通CBTC信號(hào)控制

及運(yùn)營管理仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) 

一、技術(shù)方案

“城市軌道交通CBTC信號(hào)控制及運(yùn)營管理仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)"是采用主流的城軌CBTC信號(hào)系統(tǒng)架構(gòu)組成及技術(shù)路線開發(fā)的一套半實(shí)物、分布式仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)包含“城市軌道交通沙盤平臺(tái)系統(tǒng)"、“城市軌道交通信號(hào)原理結(jié)構(gòu)系列設(shè)備"兩個(gè)部分。主要用于城市軌道交通運(yùn)營管理人員、信號(hào)操作和維修維修人員、司乘人員全面理解和掌握信號(hào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解控制中心設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備、ATP/ATO車載及軌旁設(shè)備組成、原理和功能等方面的知識(shí)，并通過參與實(shí)訓(xùn)練習(xí)，掌握設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行等應(yīng)用技能。

該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定，提供友好的用戶接口，軟件和硬件組成均采用模塊化開發(fā)，具有接口和功能的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)可與實(shí)物展示沙盤和小車模擬系統(tǒng)連接，控制和模擬微縮城市軌道交通設(shè)備模擬線路運(yùn)行情況，也可以實(shí)現(xiàn)虛擬或沙盤線路上的列車模擬駕駛、行車調(diào)度信號(hào)、指揮系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)的模擬訓(xùn)練。

系統(tǒng)以“對(duì)學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成"為基本思路進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以“教、學(xué)、練、考"為主線，基于工作過程構(gòu)建實(shí)訓(xùn)課程體系，按照真實(shí)的工作場景、真實(shí)的設(shè)備和界面、真實(shí)的作業(yè)流程構(gòu)建實(shí)訓(xùn)場地，滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)環(huán)境及工作環(huán)境全真模擬的要求。

根據(jù)用戶的實(shí)訓(xùn)教室尺寸設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)室功能區(qū)域劃分如下圖所示。

實(shí)訓(xùn)室平面布置如下圖所示。

系統(tǒng)與同類產(chǎn)品相比，主要優(yōu)勢在于：

1.以微縮城市軌道交通設(shè)備模擬線路運(yùn)行情況，可以實(shí)現(xiàn)線路上列車行車調(diào)度信號(hào)、指揮系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)的模擬訓(xùn)練。

2.采用若干個(gè)實(shí)體站+N個(gè)虛擬仿真站的方式實(shí)現(xiàn)完整的線路模擬系統(tǒng)，投資量小，所需室內(nèi)空間小，但可以通過虛實(shí)結(jié)合的方式模擬完整城市軌道交通線路。沙盤小車可在沙盤區(qū)域行駛，虛擬列車仿真器可模擬出十多列虛擬列車在虛擬線路全線行駛，并在大屏幕上實(shí)時(shí)顯示。

3.系統(tǒng)按CBTC系統(tǒng)實(shí)際分布及應(yīng)用等級(jí)劃分為控制中心仿真設(shè)備、車站級(jí)軌旁仿真設(shè)備、車載仿真設(shè)備三部分，系統(tǒng)劃分明細(xì)，各子系統(tǒng)間接口清晰，方便對(duì)各子系統(tǒng)的單獨(dú)學(xué)習(xí)和研究，亦可實(shí)現(xiàn)整個(gè)大系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)實(shí)訓(xùn)。

4.可進(jìn)行CBTC和點(diǎn)式后備模式下的城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營仿真實(shí)訓(xùn)，模擬信號(hào)系統(tǒng)故障降級(jí)模式下的系統(tǒng)運(yùn)營；

5.能夠模擬演示信號(hào)故障，演繹行車規(guī)則，訓(xùn)練行調(diào)和值班站長對(duì)事故處理的能力。

6.能夠真實(shí)顯示出列車運(yùn)行圖、列車閉塞、運(yùn)行狀況等；

7.列車運(yùn)營沙盤的行車調(diào)度能反映城市軌道交通現(xiàn)場行車組織與相關(guān)設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。通過編制調(diào)度指揮計(jì)劃和下達(dá)控制系統(tǒng)指令，實(shí)現(xiàn)列車在模擬線路上運(yùn)行，直觀體現(xiàn)出各項(xiàng)行車組織作業(yè)與車站、線路、車輛等運(yùn)輸設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，完成仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)制定的行車任務(wù)。

8.實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的載體是場站、行車、調(diào)度、信號(hào)等平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容的集中體現(xiàn)，表現(xiàn)形式分為靜態(tài)展示和動(dòng)態(tài)演示兩部分。靜態(tài)展示形象地表示地形地貌、場景綠化、城市建筑、高架橋梁、山形隧道和河流水系等基礎(chǔ)設(shè)施；動(dòng)態(tài)演示是指根據(jù)行車調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的計(jì)劃，通過轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)指令，完成列車在實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)載體上的調(diào)度運(yùn)行控制，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)演示的目的。

9.車站控制設(shè)備訓(xùn)練系統(tǒng)是城市軌道交通工程訓(xùn)練體系的重要組成部分，能幫助學(xué)生更直觀、更感性的理解信號(hào)和行車調(diào)度的理論知識(shí)，加深調(diào)度和車輛之間協(xié)調(diào)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)利于學(xué)生在腦海中快速建立線路和車輛運(yùn)行的立體圖。

城市軌道交通CBTC信號(hào)控制及運(yùn)營管理仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

城市軌道交通CBTC信號(hào)控制及運(yùn)營管理仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)按已開通運(yùn)營的真實(shí)城軌CBTC設(shè)備實(shí)際分布及應(yīng)用等級(jí)，將實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)劃分為“調(diào)度中心系統(tǒng)、車站級(jí)軌旁仿真系統(tǒng)、車載仿真系統(tǒng)、城軌沙盤實(shí)物展示系統(tǒng)"四個(gè)部分。各系統(tǒng)間功能劃分明細(xì)、接口清晰，方便對(duì)各子系統(tǒng)的單獨(dú)學(xué)習(xí)和研究，亦可實(shí)現(xiàn)整個(gè)大系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)實(shí)訓(xùn)。

調(diào)度中心系統(tǒng)包括：調(diào)度中心大屏幕、大屏接口工作站、ATS服務(wù)器、調(diào)度員工作站HMI、操作員工作站CLOW、培訓(xùn)模擬器、通信前置機(jī)FEP（用于隔離調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)和車站級(jí)軌旁網(wǎng)絡(luò)，與真實(shí)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相同）。

車站級(jí)軌旁系統(tǒng)包括：正線聯(lián)鎖設(shè)備仿真器、車輛段聯(lián)鎖設(shè)備仿真器、聯(lián)鎖室外設(shè)備仿真器、軌旁ATP設(shè)備仿真器、集中站/非集中站的多臺(tái)本地操作員工作站LOW、車輛段聯(lián)鎖上位機(jī)。

車載仿真系統(tǒng)包括：車載ATP仿真器、車載ATO仿真器、列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器。

調(diào)度中心調(diào)度員工作站HMI、操作員工作站CLOW與車站級(jí)現(xiàn)地工作站LOW之間有權(quán)限轉(zhuǎn)換與控制功能，系統(tǒng)保證每個(gè)車站在同一時(shí)刻只有一個(gè)控制源擁有調(diào)度控制權(quán)，避免危及行車安全。中心和本地ATS設(shè)備可以向聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)出接管、釋放控制指令，由聯(lián)鎖檢查權(quán)限轉(zhuǎn)換條件，并在保證安全的前提下，執(zhí)行ATS下發(fā)的權(quán)限轉(zhuǎn)換指令。

中心調(diào)度員工作站HMI、操作員工作站CLOW和現(xiàn)地工作站LOW的執(zhí)行命令都下發(fā)到集中站的正線聯(lián)鎖設(shè)備仿真器上，由其對(duì)軌道占用情況、道岔位置、信號(hào)機(jī)開放狀態(tài)等室外設(shè)備狀態(tài)（由沙盤或室外設(shè)備仿真器反饋）進(jìn)行檢查和操控，并反饋操控結(jié)果，如果聯(lián)鎖設(shè)備檢查出現(xiàn)錯(cuò)誤操作或無權(quán)限操作將還回錯(cuò)誤提示信息。

控制中心仿真系統(tǒng)的大屏、調(diào)度員工作站HMI、現(xiàn)地工作站LOW、車載顯示單元等均采用與主流的城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)相同的顯示符號(hào)集定義。車輛段的信號(hào)系統(tǒng)采用與主流計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖相同的操作界面，車輛段聯(lián)鎖與正線聯(lián)鎖仿真設(shè)備獨(dú)立分開，與真實(shí)系結(jié)構(gòu)統(tǒng)一致。調(diào)度中心的大屏接口工作站采用標(biāo)準(zhǔn)的多路VGA接口，可以非常方便的轉(zhuǎn)接投影設(shè)備、LED、LCD或DLP等大屏矩陣顯示設(shè)備。

1.1城市軌道交通沙盤平臺(tái)系統(tǒng)

1.1.1概述

城軌實(shí)物沙盤展示平臺(tái)系統(tǒng)由沙盤臺(tái)體、軌道線路模型、信號(hào)設(shè)備模型、道岔及轉(zhuǎn)轍機(jī)模型、車站模型、綠化裝飾、車輛模型、無線控車通信模塊以及信號(hào)設(shè)備與沙盤模型的接口組成。沙盤電子系統(tǒng)能滿足24小時(shí)不間斷運(yùn)行，能夠適應(yīng)0~50℃及不高于95%相對(duì)濕度的環(huán)境。展示平臺(tái)設(shè)計(jì)的4個(gè)城軌車站是以已經(jīng)開通運(yùn)營的真實(shí)城市軌道交通線路為原型，車站站型和線路條件參照真實(shí)情況進(jìn)行按比例縮小仿真設(shè)計(jì)制作。為實(shí)現(xiàn)在有限臺(tái)面上布置更長的正線線路，本方案設(shè)計(jì)的實(shí)物沙盤形狀為L形。

沙盤信號(hào)設(shè)備可與正線/車輛段聯(lián)鎖仿真系統(tǒng)、室外設(shè)備仿真器系統(tǒng)相連接，聯(lián)鎖系統(tǒng)可以采集沙盤上的軌道占用/出清狀態(tài)、道岔位置、信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài)，沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)和信號(hào)機(jī)均可由聯(lián)鎖系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作。

1.1.2組成及特點(diǎn)

城軌實(shí)物沙盤展示平臺(tái)組成及特點(diǎn)如下。

1.1.2.1沙盤臺(tái)體

實(shí)物沙盤臺(tái)面采用高密度多層板制作。沙盤底座垂直方向和水平方向采用方形鋼管焊接支撐，骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力均勻，保證使用中不發(fā)生變形、生銹和開裂。沙盤臺(tái)面的高密度多層板表面采用彩色高級(jí)噴塑處理，周圍采用鋼質(zhì)圍裙，不銹鋼圍邊，表面銀拉絲處理，符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

沙盤可根據(jù)用戶要求設(shè)置多個(gè)城市軌道交通車站，每一個(gè)車站配置一個(gè)站房和站臺(tái)。站房、站臺(tái)使用彩色亞克力板。精美逼真的山水裝飾采用亞克力和ABS板。車站和上部建筑照明采用安全電壓。

沙盤臺(tái)面示例如下圖所示。

1.1.2.2軌道線路模型

沙盤軌道線路采用仿真工字型軌道模型，表面經(jīng)過防氧化處理,美觀整潔、維護(hù)方便。軌道安放在沙盤臺(tái)面的整體道床模型上，貼合平整，轉(zhuǎn)彎曲線半徑設(shè)置合理，確保列車穩(wěn)定運(yùn)行。

1.1.2.3信號(hào)設(shè)備模型

模型信號(hào)機(jī)按實(shí)物信號(hào)機(jī)比例縮小制作，采用LED發(fā)光光源，使用壽命達(dá)到3年以上，三個(gè)燈位每一路均可單獨(dú)控制，也可以根據(jù)需要全部點(diǎn)亮。

城軌沙盤專用的三顯示矮柱信號(hào)機(jī)模型如下圖所示。

在沙盤上的實(shí)際安裝效果如下圖所示。

1.1.2.4 道岔及轉(zhuǎn)轍機(jī)模型

道岔及轉(zhuǎn)轍機(jī)選用可以集中控制或手動(dòng)控制的比例縮小模型，轉(zhuǎn)向線路平順，模型尖軌密貼，能夠保證模型列車運(yùn)行的穩(wěn)定，不脫軌。道岔模型還能模仿真實(shí)轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備向聯(lián)鎖系統(tǒng)反饋定位、反位表示信息。

道岔及轉(zhuǎn)轍機(jī)模型如下圖所示。

1.1.2.5車站模型

車站模型均按真實(shí)軌道交通車站縮小比例制作。車站模型材料使用彩色亞克力板材，并在每座車站放置車站站名標(biāo)識(shí)，確保站名清晰可見，車站照明采用安全電壓。

城軌沙盤地下站如下圖所示。

城軌沙盤高架站臺(tái)如下圖所示。

1.1.2.6 綠化裝飾

仿真綠化的塑料綠色小樹、綠色仿真草地、假山如下圖所示。

1.1.2.7城軌車輛模型

城軌車輛模型仿照真實(shí)城軌車輛外形按比例縮小制作，含動(dòng)車和拖車，車輛模型內(nèi)部含有電池、車輛可接受遠(yuǎn)程無線控制，包括運(yùn)行方向、速度級(jí)別、停車等。車輛模型可充電反復(fù)使用，也可直接更換電池連續(xù)使用。

城軌車輛模型示例如下圖所示。

1.1.2.8無線控車設(shè)備

無線控車設(shè)備通過無線通信通道向模型禮車轉(zhuǎn)發(fā)來自于模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器的人工駕駛控車指令、車載ATP的緊急制動(dòng)指令、車載ATO的自動(dòng)駕駛指令，從而控制模型列車啟動(dòng)、加速、連續(xù)運(yùn)行及站臺(tái)停車。無線通信模塊通過以太網(wǎng)接入車載仿真網(wǎng)絡(luò)總線，可以根據(jù)沙盤的體積及軌道長度，靈活的改變通信模塊數(shù)量，保障沙盤區(qū)域的無線信號(hào)覆蓋，實(shí)現(xiàn)對(duì)模型小車的連續(xù)控制。

1.2城市軌道交通信號(hào)原理結(jié)構(gòu)系列設(shè)備

1.2.1 OCC調(diào)度中心綜合仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

1.2.1.1概述

調(diào)度中心仿真系統(tǒng)采用與主流城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)OCC相同的人機(jī)界面和符號(hào)集顯示方式，實(shí)訓(xùn)環(huán)境示例如下圖所示。

1.2.1.2組成及特點(diǎn)

調(diào)度中心系統(tǒng)組成及特點(diǎn)如下。

1.2.1.2.1綜合顯示大屏

綜合顯示大屏采用高分辨率窄邊大屏幕顯示陣列墻、支架和分屏器組成，用于模擬顯示線路上的所有列車、軌道區(qū)段、道岔、信號(hào)機(jī)、車站等的實(shí)時(shí)狀態(tài)，顯示的內(nèi)容和符號(hào)定義與真實(shí)系統(tǒng)一致。

大屏顯示內(nèi)容的排列方式、視屏信號(hào)源可以隨時(shí)在線修改，用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，調(diào)整每一塊屏幕的顯示內(nèi)容。例如可將將綜合監(jiān)控、視屏監(jiān)控等其他信號(hào)投入大屏內(nèi)，與信號(hào)系統(tǒng)一同顯示。拼接調(diào)試完成的調(diào)度實(shí)訓(xùn)中心綜合顯示大屏如下圖所示。

1.2.1.2.2大屏接口工作站

大屏接口工作站采用專業(yè)級(jí)圖形工作站設(shè)備，包含專業(yè)級(jí)多屏顯卡、i7處理器，保證大屏顯示流暢不卡頓。專業(yè)的大屏矩陣控制軟件為用戶提供了靈活的屏顯內(nèi)容配置接口。本項(xiàng)目使用的專業(yè)級(jí)多屏卡及顯示工作站主機(jī)如下圖所示。

1.2.1.2.3ATS服務(wù)器

ATS服務(wù)器用于模擬ATS系統(tǒng)處理服務(wù)器的列車車次號(hào)管理、列車自動(dòng)監(jiān)視和追蹤處理、列車自動(dòng)進(jìn)路設(shè)置、列車自動(dòng)調(diào)整、向各HMI提供列車狀態(tài)等信息、歷史數(shù)據(jù)（報(bào)警時(shí)間、系統(tǒng)日志、運(yùn)行圖、回放數(shù)據(jù)）記錄、與ATS系統(tǒng)外部接口的數(shù)據(jù)處理等功能。項(xiàng)目選用的商業(yè)服務(wù)器外觀如下圖所示。

1.2.1.2.4調(diào)度員工作站HMI

調(diào)度員培訓(xùn)工作站HMI可以讓學(xué)員實(shí)際操作ATS人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)站場和列車數(shù)據(jù)的顯示，完成人工進(jìn)路設(shè)置、部分或全部信號(hào)機(jī)自排全開/自排全關(guān)、追蹤全開/追蹤全關(guān)、單獨(dú)操作或鎖閉軌旁信號(hào)設(shè)備、車次號(hào)操作、控制權(quán)的交接、設(shè)置緊急停車、扣車、跳停指令、聯(lián)鎖相關(guān)的道岔單操、道岔單鎖、關(guān)閉信號(hào)、重新開放信號(hào)、（單個(gè)或全區(qū)）信號(hào)、區(qū)段等功能。學(xué)員也可分析和處理工作站上出現(xiàn)的相關(guān)事件信息和故障報(bào)警信息。調(diào)度員工作站臺(tái)面及HMI的界面如下圖所示。

1.2.1.2.5操作員工作站CLOW

操作員工作站CLOW是放置在的本地操作員工作站，可模擬在ATS系統(tǒng)故障情況下在調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)正線聯(lián)鎖的指令下發(fā)、用戶權(quán)限管理、控制權(quán)管理、軌旁設(shè)備狀態(tài)顯示等功能。CLOW的顯示界面如下圖所示。

1.2.1.2.6培訓(xùn)模擬器

培訓(xùn)模擬器可模擬一定數(shù)量的點(diǎn)式或CBTC列車線路運(yùn)行，模擬運(yùn)行相關(guān)故障設(shè)置，并能根據(jù)排列出的進(jìn)路自動(dòng)控制多列車自動(dòng)駕駛，可模擬產(chǎn)生道岔失表、四開、信號(hào)機(jī)斷絲等信號(hào)系統(tǒng)常見故障。培訓(xùn)模擬器界面如下圖所示。

1.2.1.2.8通信接口服務(wù)器FEP

為了模擬真實(shí)城市軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，系統(tǒng)采用通信接口服務(wù)器FEP設(shè)備將調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)和車站級(jí)軌旁網(wǎng)絡(luò)隔離開，F(xiàn)EP起著報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，通信打包解包、協(xié)議匹配等接口功能。

1.2.2 車站級(jí)軌旁仿真系統(tǒng)

1.2.2.1概述

車站級(jí)軌旁仿真系統(tǒng)設(shè)備是基于城市軌道交通主流ATC軌旁系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)備研發(fā)的一套服務(wù)于用戶培訓(xùn)的分布式仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的分布式仿真技術(shù)，將地理位置上獨(dú)立分布的不同軟硬件設(shè)備有效整合，構(gòu)建成一套實(shí)物與仿真模擬設(shè)備相結(jié)合的車站級(jí)軌旁ATC仿真系統(tǒng)。

1.2.2.2組成及特點(diǎn)

車站級(jí)軌旁仿真設(shè)備組成及特點(diǎn)如下。

1.2.2.2.1正線聯(lián)鎖設(shè)備仿真器

正線聯(lián)鎖設(shè)備仿真器可以模擬目前真實(shí)城市軌道交通線路正在使用的主流正線聯(lián)鎖系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)正線列車進(jìn)路設(shè)置和取消、信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈、控制轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作等相關(guān)聯(lián)鎖功能。具備與沙盤系統(tǒng)接口功能，保留與真實(shí)軌旁信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備（如信號(hào)機(jī)、道岔等）接口的適配機(jī)制。

1.2.2.2.2車輛段聯(lián)鎖設(shè)備仿真器

車輛段聯(lián)鎖設(shè)備仿真器可以模擬鐵科院的TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，具有車輛段調(diào)車進(jìn)路/列車進(jìn)路的設(shè)置和取消、控制車輛段轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作、車輛段信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈、管理出入段線等功能。車輛段聯(lián)鎖設(shè)備仿真器具備與沙盤系統(tǒng)接口功能，保留與真實(shí)軌旁信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備（如信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)等）的接口適配機(jī)制。

1.2.2.2.3室外設(shè)備仿真器

室外設(shè)備仿真器可仿真模擬正線和車輛段的軌旁信號(hào)機(jī)、道岔、計(jì)軸/軌道電路等設(shè)備與聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸入輸出接口。具備線路異常狀態(tài)模擬功能，可強(qiáng)制改變道岔位置、模擬信號(hào)機(jī)斷絲、模擬紅光帶等室外信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路/計(jì)軸設(shè)備的常見故障，具備和沙盤系統(tǒng)的真實(shí)IO或通信接口功能。室外設(shè)備仿真器及聯(lián)鎖仿真器機(jī)箱如下圖所示。

1.2.2.2.4軌旁ATP設(shè)備仿真器

軌旁ATP設(shè)備仿真器可以模擬主流城市軌道交通線路信號(hào)系統(tǒng)中的軌旁ATP子系統(tǒng)的相關(guān)功能。軌旁ATP設(shè)備仿真器可通過通信通道接收車載發(fā)送的位置報(bào)告信息，實(shí)現(xiàn)列車的跟蹤功能。也通過從聯(lián)鎖接收來的進(jìn)路和軌道占用狀態(tài)、結(jié)合所有列車的位置報(bào)告，為每一列有通信的列車計(jì)算移動(dòng)MA，最后通過通信通道將移動(dòng)發(fā)送給車載ATP系統(tǒng)。

1.2.2.2.5集中站/非集中站的本地操作員工作站LOW

通過本地操作員工作站LOW可實(shí)現(xiàn)車站級(jí)本地ATS相關(guān)功能。該設(shè)備能夠讓車站值班員崗位的學(xué)員學(xué)習(xí)如何操作站控室ATS人機(jī)界面，學(xué)習(xí)掌握人工進(jìn)路設(shè)置、部分或全部信號(hào)機(jī)自排全開/自排全關(guān)、追蹤全開/追蹤全關(guān)、單獨(dú)操作或鎖閉軌旁信號(hào)設(shè)備、車次號(hào)操作、控制權(quán)的交接、設(shè)置緊急停車、扣車、跳停指令、聯(lián)鎖相關(guān)的道岔單操、道岔單鎖、關(guān)閉信號(hào)、重新開放信號(hào)、（單個(gè)或全區(qū)）信號(hào)、區(qū)段等功能，學(xué)員也可分析和處理工作站上出現(xiàn)的相關(guān)事件信息和故障報(bào)警信息。本地操作員工作站LOW還具備站場軌道、道岔、信號(hào)機(jī)狀態(tài)顯示、列車信息顯示等功能。本地操作員工作站LOW的仿真界面及符號(hào)集定義與車站值班室現(xiàn)地工作站一致。本地操作員工作站LOW顯示界面如下圖所示。

此外，在本地操作員工作站上還集成了簡易IBP操作盤，便于對(duì)車站的AFC、自動(dòng)扶梯、乘客信息系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬監(jiān)視和控制。如下圖所示。

1.2.2.2.6車輛段聯(lián)鎖仿真上位機(jī)

車輛段聯(lián)鎖仿真上位機(jī)是車輛段聯(lián)鎖設(shè)備的人機(jī)接口部分，主要功能是將車輛段站場圖形、設(shè)備狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)、操作結(jié)果等內(nèi)容在顯示在界面上。同時(shí)可訓(xùn)練車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)操作員或調(diào)度人員根據(jù)真實(shí)作業(yè)情況完成車輛段列車、調(diào)車進(jìn)路辦理、進(jìn)路取消、單獨(dú)操縱道岔、單獨(dú)鎖閉道岔、信號(hào)機(jī)、軌道區(qū)段、清封、引導(dǎo)接車等操作。車輛段聯(lián)鎖仿真上位機(jī)界面如下圖所示。

1.2.3 車載仿真系統(tǒng)

1.2.3.1概述

車載仿真系統(tǒng)具備和主流城市軌道交通線路所使用的相同的人機(jī)交互界面HMI和功能近似的車載ATP設(shè)備仿真器、車載ATO設(shè)備仿真器設(shè)備。列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器能夠模擬城市軌道交通車載信號(hào)系統(tǒng)真實(shí)外部傳感器環(huán)境和車輛接口環(huán)境，能夠仿真模擬司機(jī)駕駛臺(tái)指示燈、按鈕、開關(guān)、司控器，能提供逼真的人機(jī)交互界面HMI向駕駛員實(shí)時(shí)反饋列車狀態(tài)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)列車超速防護(hù)、自動(dòng)駕駛、站臺(tái)自動(dòng)精確停車等功能。

車載仿真系統(tǒng)可以對(duì)城軌列車司機(jī)和車載信號(hào)設(shè)備操作維護(hù)人員進(jìn)行下列模擬實(shí)訓(xùn)工作：

利用仿真車載ATP/ATO系統(tǒng)主機(jī)對(duì)車載信號(hào)設(shè)備操作維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備的工作原理、設(shè)備組成、基本操作、故障識(shí)別與排查的培訓(xùn)；

通過模擬故障注入訓(xùn)練提高信號(hào)維修人員發(fā)現(xiàn)和處理故障的能力，考核維修人員的工作水平；

培訓(xùn)設(shè)備可模擬車載ATP、ATO系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行情況，配合駕駛臺(tái)指示燈和司機(jī)顯示單元HMI，可進(jìn)行車載信號(hào)系統(tǒng)的駕駛模式管理、列車定位、超速防護(hù)、自動(dòng)駕駛、車門監(jiān)督與控制、扣車/越站、退行監(jiān)督等功能的演示和操作體驗(yàn)；

對(duì)列車駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)，進(jìn)行模擬駕駛操作，使其了解車載信號(hào)相關(guān)知識(shí)及操作方法。

1.2.3.2組成及特點(diǎn)

車載仿真系統(tǒng)設(shè)備組成及特點(diǎn)如下。

1.2.3.2.1車載ATP設(shè)備仿真器

車載ATP設(shè)備仿真器可以模擬主流城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的車載ATP系統(tǒng)相關(guān)功能。能夠?qū)崿F(xiàn)車載ATP的系統(tǒng)的上電操作、控制級(jí)別和駕駛模式管理、列車定位、防護(hù)曲線計(jì)算、超速告警與防護(hù)、車門監(jiān)督、扣車、退行監(jiān)督等功能，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測列車運(yùn)行狀態(tài)，觀察列車運(yùn)行曲線。仿真軟件可以顯示車載ATP的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，輸入輸出接口變化，車載ATP仿真器實(shí)時(shí)計(jì)算的列車運(yùn)行緊急制動(dòng)觸發(fā)曲線、告警速度曲線、推薦速度曲線及列車實(shí)際運(yùn)行速度/距離曲線。

車載ATP仿真器

車載ATP仿真器模擬軟件界面

車載ATP仿真器實(shí)時(shí)防護(hù)曲線顯示

1.2.3.2.2車載ATO設(shè)備仿真器

可以模擬城軌車載自動(dòng)駕駛ATO系統(tǒng)的自動(dòng)計(jì)算規(guī)劃運(yùn)行曲線，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)列車模擬器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、同時(shí)具備站臺(tái)自動(dòng)精確停車、越站、停站時(shí)間倒計(jì)時(shí)管理等功能。

車載ATO仿真器軟件界面

1.2.3.2.3列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器

列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器采用GUI仿真顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)司機(jī)駕駛臺(tái)操作接口和HMI人機(jī)界面，能夠?qū)崟r(shí)顯示列車當(dāng)前速度、推薦速度、緊急制動(dòng)觸發(fā)速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、列車控制級(jí)別、駕駛模式、緊急制動(dòng)狀態(tài)、車門狀態(tài)、警示信息等內(nèi)容。仿真車載人機(jī)界面HMI的顯示及符號(hào)定義與西門子車載HMI顯示基本一致。模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器的車載HMI顯示如下圖所示。

車載HMI仿真器軟件界面

實(shí)訓(xùn)對(duì)象可以通過操作列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器上的模擬司控器、駕駛臺(tái)操作按鈕（包括車門允許按鈕、ATO啟動(dòng)按鈕、駕駛模式預(yù)選升級(jí)按鈕、駕駛模式預(yù)選降級(jí)按鈕、自動(dòng)折返按鈕、確認(rèn)按鈕、開門按鈕、關(guān)門按鈕）、駕駛臺(tái)操作開關(guān)（包括門模式選擇開關(guān)、駕駛室激活鑰匙）、指示燈（包括ATO啟動(dòng)按鈕燈、折返指示燈、門狀態(tài)指示燈）等駕駛和操縱列車運(yùn)行。列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器還能夠模擬信號(hào)系統(tǒng)與車輛接口，仿真列車動(dòng)力學(xué)模型，響應(yīng)來自于模擬駕駛訓(xùn)練器和ATO設(shè)備仿真器的牽引/制動(dòng)控制指令，仿真列車的速度和位置，并模擬車載應(yīng)答器天線接口，向仿真車載ATP/ATO發(fā)送應(yīng)答器觸發(fā)信息。

列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器如下圖所示。

列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器

列車模擬駕駛實(shí)訓(xùn)器

1.3成功案例

（上圖中右側(cè)攝像頭來自于沙盤）

（裝有攝像頭的沙盤列車）

（沙盤列車模擬駕駛臺(tái)，實(shí)時(shí)采集沙盤列車司機(jī)視角視屏信號(hào)）

沙盤實(shí)景攝像頭采集

調(diào)試中的沙盤

仿真服務(wù)器

（施工作業(yè)現(xiàn)場）

（高鐵車站沙盤及列車）

（鐵路車站沙盤）

二、產(chǎn)品配置清單

三、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及課程安排

3.1城市軌道交通控制專業(yè)、城市軌道交通通信信號(hào)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課安排

3.2城市軌道交通運(yùn)營管理專業(yè)實(shí)訓(xùn)課安排