[发明专利]高速铁路车载信号仿真培训系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路运输信号仿真技术领域，特别涉及一种高速铁路车载信号仿真培训系统及方法。

背景技术

铁路是国民经济的大动脉，是社会发展和经济发展的先行产业，也是社会的基础设施。铁路运输部门是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对社会主义建设的发展有着举足轻重的作用。为了适应中国高速铁路和客运专线的迅速发展、保证铁路运输安全的需要，铁道部研制成功了中国列车运行控制系统（CTCS，ChineseTrainControlSystem）。CTCS根据功能要求和配置划分应用等级，分为0~4级。目前中国列车运行控制系统多为应用等级2和应用等级3，保证其行车安全的为列车自动保护（ATP，AutomaticTrainProtection）车载信号系统，因生产车载信号设备厂家较多，致使车载信号设备存在较大差异。

ATP车载信号系统均采用模块化设计，同一系列的车载信号设备与地面环境、其他车载设备间的数据交互接口相对统一，因此相同型号的动车组可以装配不同型号的车载信号设备，这使得ATP车载信号系统的适应性更广泛，但也导致了车载信号设备种类较为繁多。各种车载信号设备在其内在功能方面存在一定的差异性，这种差异性主要体现在信号内部条件判断、信号屏人机界面（DMI，DriveMachineInterface）交互方式等多个方面。对于列车司机而言，则需要熟练掌握多种车载信号设备的使用方法，难度较大且不易于学习，因而需要对列车司机进行培训。若在真实的高速铁路列车上培训，实训周期长且会影响行车安全，因而提供一种高效的高速铁路车载信号仿真培训系统是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的是现有车载信号系统现场培训周期长、培训实时性差、培训效果不理想的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种高速铁路车载信号仿真培训系统，包括外部环境模拟装置、内部处理装置以及训练效果反馈装置；所述外部环境模拟装置适于模拟地面环境和列车运行状态以向内部处理装置提供列车运行条件，并接收内部处理装置输出的列车防护信息；所述内部处理装置适于根据列车司机的操作信号和列车运行条件进行运算以生成所述列车防护信息；训练效果反馈装置适于根据内部处理装置的运算数据和所述列车运行条件对列车司机的操作进行量化评价。

本发明提供的高速铁路车载信号仿真培训系统，不依赖于真实的设备及外部环境，而是依托于整个列车驾驶仿真运行环境，可模拟各类车载信号系统正常及非正常行车流程，不涉及到真正行车的安全问题，极大地缩短了列车司机的培训周期，在短期内提升列车司机的业务水平。并且，通过设置训练效果反馈装置，可以给出列车司机在仿真培训过程中存在的问题，从而达到良好的培训效果。

所述外部环境模拟装置包括地面信号模拟系统和动车组仿真驾驶模拟器；所述地面信号模拟系统适于对调度集中控制系统、列控中心、无线闭塞中心、道岔、轨道电路以及信号机进行模拟以产生地面数据信息；所述动车组仿真驾驶模拟器适于对车载设备状态和控制电路进行模拟以产生列车状态信息。

所述地面数据信息包括C3移动授权信息、轨道电路发码信息、应答器线路数据以及应答器临时限速信息。

所述列车状态信息包括电源状态信息、隔离状态信息、车辆方向状态信息、手柄位置状态信息、制动状态信息以及牵引计算状态信息。

所述内部处理装置包括人机交互显示层、人机交互逻辑层、数据处理及转换层以及信号核心运算层；所述人机交互显示层适于记录列车司机的操作信号，并显示所述信号核心运算层的运算状态和需要列车司机确认的各类条件；所述人机交互逻辑层适于控制所述人机交互显示层的跳转逻辑，并将列车司机的操作信号转化为各类判断条件；所述数据处理及转换层适于将所述信号核心运算层输出的基本数据转换为所述人机交互逻辑层进行判断所需的数据，并将所述人机交互逻辑层生成的判断条件转换为所述信号核心运算层进行运算所需的条件；所述信号核心运算层适于根据所述人机交互逻辑层生成的条件和所述列车运行条件进行运算以生成所述列车防护信息。