[发明专利]一种高速转向架车轮检修虚拟仿真训练系统

说明书

本发明涉及一种高速转向架车轮检修虚拟仿真训练系统，由转向架认知模块、高速车轮检修模块、线路运行模块构成。本发明借助虚拟现实技术，以轨道行业标准为依据，结合职业生涯规划开发的高速转向架车轮检修虚拟仿真训练软件，可解决轨道车辆实验难、实训难和实习难的三大难问题；可解决轨道车辆设备昂贵导致无法多人、反复训练的实际问题；可解决检修中的故障现象涵盖片面、辨识度低、测控点难掌握的问题；实现对轨道车辆复杂、核心和高精密部件实训的数字化仿真，应用贯穿车辆结构设计、力学分析、虚拟装配、检修的教学、训练和考核环节。

技术领域

本发明涉及一种高速转向架仿真训练系统，尤其涉及一种高速转向架车轮检修虚拟仿真训练系统。

背景技术

高速转向架用于铁路车辆转向，具有承载、导向、减振、牵引、制动等重要功能。随着列车速度的提高，车辆的蛇形运动会出现失稳现象，进而导致车轮猛烈冲击钢轨，甚至造成脱轨翻车。因此，对高速转向架车轮的检修是非常重要的。通常，传统的高速转向架车轮检修工作依靠工人的目视检查完成，因检修工序复杂、测控点难掌控、故障识别度低，使得目视检修工作难于进行。

虚拟现实技术是一门涉及计算机、图像处理与模式识别、人工智能技术和仿真等技术的综合集成技术，它在计算机中生成一种具有三维世界效果的模拟环境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。通过构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，针对部分真实实验不具备或难以完成的教学功能，以及涉及高成本、高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作的实验项目。学生在虚拟环境中开展实验，可达到理想的实验教学效果。

目前，推进教育信息化是一项紧迫而艰巨的任务，数字教育资源共建共享的有效机制尚未形成，优质教育资源尤其匮乏，这主要体现在以下三个方面。

1、专业实验项目稀少。举轨道车辆工程专业为例，因其专业的特殊性，实验教学涉及大量高危、极端、不可逆和高成本的实验项目，因此开展轨道车辆结构拆装、维修、设计的虚拟仿真理实教学，具有其紧迫性、现实性和可行性，可以有效解决轨道车辆工程专业缺少与轨道车辆结构紧密相关的实验项目问题。

2、修正能力培养的系统性偏差。实验教学训练体系构建直接影响学生能力培养的系统性偏差，这种偏差出现的原因在于实验教学内容开发的蓝本陈旧和企业标准更新迟缓。未能选用行业先进的职业能力标准作为实验教学开发的依据。再有开发过程应当面向学生开放，其中涉及的三维造型、可视化设计、交互实现等内容涵盖于人才培养方案，综合集成之后可用于实验教学的开发制作，这样可以极大的提高学生参与教学和实验的积极性，同时保证了实验教学开发的可持续性。从长远意义上，可以极大程度上修正能力培养的系统性偏差。

3、结合职业生涯开发实验教学软件。以企业职业能力为依据的实验教学开发是一种静态的开发，学生的职业生涯是动态的，为保障学生长久职业生涯动态的稳定发展，实验教学开发过程中应当分解职业生涯，充分考虑不同阶段的岗位能力要求。基于此，实验教学开发中的每个结构可以从零部件认知、动车组检测维修及动车组结构设计分析三个层次进行设计，体现了多元化的人才培养和动态职业生涯所需的能力。

综上所述，轨道车辆实验难、实训难、实习难，轨道车辆设备昂贵导致无法多人、反复训练，且检修中的故障现象涵盖片面、辨识度低、测控点难掌握；同时，高速转向架车轮检修的实验教学又涉及大量高危、极端、不可逆和高成本的实验项目，如能研发出一种面向教学培训的高速转向架车轮检修虚拟仿真训练系统，选用行业先进的职业能力标准并结合职业生涯规划对学生进行多元化能力培养是非常有必要的，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种高速转向架车轮检修虚拟仿真训练系统，能够模拟实际高速转向架车轮检修教学训练的真实情景，提高检修岗位操作的技能水平、规范检修作业、缩短检修作业工时、提升理论知识，从而为检修岗位实操提供支持，且缩短训练成本、安全可靠、教学更方便。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：