[发明专利]基于EXCEL的列控系统教学仿真系统

说明书

技术领域

本发明属于一种教学系统，具体属于一种列控系统的教学仿真系统。

背景技术

列控系统教学中，除了教科书上规定的理论内容，还有课堂外的各种参观实习，包括参观学校实验室列控仿真系统以及在各个铁路局参观学习现场各个列控设备。列控系统是一个复杂的大系统，列车运行中交互的信息量很大，实时性强。理论教学中比较注重对系统原理及一些公式推导的介绍，学生在结束教科书的学习后，虽然对列控系统理论有了一定的理解，但掌握的各个知识点比较分散，难以把握整个列控系统的运行情况。通过课堂外的参观学习，学生可以巩固对列控系统的认识，对现场运营情况有一个基本的了解。

在列控系统教学中，背景技术方案中介绍的课堂教学和课外参观学习虽然可以让学生对列控系统有一个基本了解，但教与学之间的互动比较少，学生能参与其中的环节不多。这样造成学生学习的积极性不高，且对列控系统缺乏深入理解。实验室列控仿真系统基于分布式结构开发，对每个列控设备进行单独设计，如果要将整个系统在一台电脑上安装，对硬件性能要求很高，且网络配置比较复杂，无法大规模移植。因此，无法满足每个学生单独学习的目的。

在铁路局的参观学习过程中，学生也只能观看列控设备实际硬件结构，无法对设备内部运行原理做更深一步的了解。

发明内容

本发明的目的是增加列控系统教学中教与学之间的互动性。在保证列控系统基本功能的前提下，尽可能减少仿真系统的复杂性。仿真系统可以很方便地移植到其他平台中，满足多人同时上机学习的要求。

本发明的技术方案是：

基于EXCEL的列控系统教学仿真系统由列控系统功能仿真模块、列车运行显示与记录界面两大部分构成。其中：

列控系统功能仿真模块由线路数据仿真、轨旁信息仿真及列车仿真组成。其功能就是对列控系统各个组成部分的功能进行仿真。

列车运行显示与记录界面的功能就是将列车运行过程可视化显示，此外还包括一些线路条件和列车初始条件的设置按钮。列车运行过程可视化显示的数据来源是列控系统功能仿真模块，显示内容包括列车运行线路图、进路信息以及列车运行与监控曲线；记录内容包括列车位置、速度等运行信息；线路条件和列车初始条件的设置按钮实现进路选择、列车初始运行速度设定等。

本发明的效果：

(1)将EXCEL和VBA编程引入列控系统教学仿真，可在OFFICE环境中运行，跨平台且使用方便；系统不用安装，操作简单，容易上手；

(2)将列控系统各部分按模块封装并集中在一个框架下，降低了系统仿真的复杂度，且系统具备基本功能；

(3)整个系统可在实验室每个电脑上同步发布，满足多人同时上机的要求。学生可单独完成学习，也可以多人合作；

(4)整个系统按照学习难度进行阶段性划分，由难到易，在保证教学内容深度的同时也能激发学生学习的积极性；

(5)系统具有二次开发的能力，且提供闭环学习环境。整个系统通过模块化设计，提供了一组对外接口模块，学生可在接口模块中进行二次开发,学生通过编程-反馈-再编程，有效提高学习效率。

附图说明

图1是本发明基于EXCEL的列控系统教学仿真系统示意框图。

具体实施方式

本发明的具体实施例见图1：本发明基于EXCEL的列控系统教学仿真系统由两大部分构成：列控系统功能仿真模块、列车运行显示与记录界面。列控系统功能仿真模块中的列车仿真模块分为列车自动驾驶(ATO)模块、列车超速防护(ATP)模块、轨道电路信息处理模块和应答器信息处理模块(应答器信息处理模块包括应答器信息解码模块)。其中,ATP模块和应答器信息解码模块对列控系统的运行有着重要影响，因此作为学生学习的重点，让学生独立完成模块的二次开发工作。其余模块的代码对学生不公开，只提供对外接口。将对学生不公开的模块封装成动态链接库，接口调用方法有详细示例说明；列车运行显示与记录界面是对学生编程结果的图形化显示和记录，包括列车运行线路图显示、列车运行与监控曲线显示、列车运行数据记录、线路条件和列车初始条件的设置按钮。列车运行线路图包括区间运行和正线侧线接车，以及不同接车进路下的轨道电路码显示。列车运行与监控曲线显示包括列车实际运行曲线和ATP模块计算的允许速度曲线。列车运行数据记录记录列车位置、速度等列车信息以及轨道电路码与线路数据等接口信息。线路条件和列车初始条件的设置按钮实现进路选择、列车初始运行速度设定等。