一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路車務(wù)訓(xùn)練領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]車站(含區(qū)間)作為鐵路運(yùn)營(yíng)的中樞神經(jīng)，是行車調(diào)度人員、電力調(diào)度人員對(duì)全線的行車組織、電力供應(yīng)進(jìn)行集中指揮的操作中心，對(duì)線路的安全運(yùn)營(yíng)起到至關(guān)重要的作用，其人員的基本素質(zhì)與工作水平將直接關(guān)系到全線的運(yùn)營(yíng)安全。因此，車務(wù)訓(xùn)練是鐵路綜合運(yùn)輸訓(xùn)練的重要組成部分，學(xué)員需要了解車站的概況，熟悉鐵路基層的工作組織，掌握微機(jī)聯(lián)鎖和編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備、原理和功能，提升應(yīng)急處理能力，增強(qiáng)完成正常情況下和非正常情況下的工作能力。
[0003]而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)，能以模仿的方式為用戶創(chuàng)造一種虛擬的環(huán)境，通過視、聽、觸等感知行為使得用戶產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺，并與虛擬環(huán)境相互作用從而引起虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，已基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行鐵路工務(wù)、電務(wù)及供電的仿真訓(xùn)練，但因?yàn)殍F路工務(wù)系統(tǒng)、電務(wù)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)與車務(wù)系統(tǒng)各自獨(dú)有的特點(diǎn)，無法直接采用鐵路工務(wù)、電務(wù)及供電的仿真系統(tǒng)進(jìn)行車務(wù)訓(xùn)練，因此使得現(xiàn)有技術(shù)中，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用很少或者說還沒有應(yīng)用。
[0004]因此，研發(fā)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，以滿足鐵路公司日益艱巨的培訓(xùn)任務(wù)的需求，是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)各種車務(wù)作業(yè)的培訓(xùn)，具體的目的在于使學(xué)員了解車站的概況，熟悉鐵路基層的工作組織，掌握微機(jī)聯(lián)鎖和編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備、原理和功能，提升應(yīng)急處理能力，增強(qiáng)完成正常情況下和非正常情況下的工作能力。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)層，用于存儲(chǔ)和提供鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)；功能層，用于為鐵路車務(wù)訓(xùn)練提供后臺(tái)邏輯仿真模型和功能模塊；數(shù)據(jù)接口層，設(shè)置在所述數(shù)據(jù)層與所述功能層之間，用于實(shí)現(xiàn)所述功能層與所述數(shù)據(jù)層的讀寫交互；以及應(yīng)用層，用于基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和所述功能層提供的后臺(tái)邏輯仿真模型和功能模塊，生成虛擬訓(xùn)練操作界面，并通過該虛擬訓(xùn)練操作界面進(jìn)行鐵路車務(wù)訓(xùn)練。
[0007]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)層包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、三維模型數(shù)據(jù)庫以及試題數(shù)據(jù)庫。
[0008]優(yōu)選地，所述后臺(tái)邏輯仿真模型包括聯(lián)鎖仿真模型、列車運(yùn)行仿真模型、區(qū)間控制仿真模型和設(shè)備狀態(tài)仿真模型。
[0009]優(yōu)選地，該鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)還包括基礎(chǔ)層，用于提供支持所述數(shù)據(jù)層、功能層、數(shù)據(jù)接口層和應(yīng)用層工作的硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其中所述硬件設(shè)備又包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、模擬仿真服務(wù)器、三維圖形工作站、操作臺(tái)和/或運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備。
[0010]優(yōu)選地，所述應(yīng)用層分為面向教員的應(yīng)用層和面向?qū)W員的應(yīng)用層，所述面向教員的應(yīng)用層還用于通過虛擬操作界面進(jìn)行鐵路車務(wù)訓(xùn)練的相關(guān)設(shè)置，包括日常行車作業(yè)設(shè)置和故障設(shè)置。
[0011]優(yōu)選地，所述通過該虛擬訓(xùn)練操作界面進(jìn)行鐵路車務(wù)訓(xùn)練，具體包括:虛擬鐵路車站、實(shí)時(shí)顯示和記錄列車運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)行車站信息交換仿真訓(xùn)練、進(jìn)行行車作業(yè)仿真訓(xùn)練、進(jìn)行車站故障模擬及處置訓(xùn)練和/或考核相關(guān)規(guī)章制度。
[0012]優(yōu)選地，所述功能模塊包括電子沙盤模塊、理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)模塊、仿真模擬訓(xùn)練模塊、考核模塊和注銷模塊。
[0013]優(yōu)選地，所述電子沙盤模塊包括電子沙盤加載模塊、建筑查詢模塊、全屏顯不模塊、快速查詢模塊、電子沙盤退出模塊、特定路線瀏覽模塊、行走模式模塊、飛行模式模塊、背景音樂控制模塊、瀏覽速度控制模塊、立體顯示模塊和天氣系統(tǒng)模塊。
[0014]優(yōu)選地，所述理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)模塊包括安全教育學(xué)習(xí)模塊、行車組織工作學(xué)習(xí)模塊和崗位標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)模塊。
[0015]優(yōu)選地，所述仿真模擬訓(xùn)練模塊包括以下中的一者或多者:微機(jī)聯(lián)鎖功能學(xué)習(xí)模塊、微機(jī)聯(lián)鎖模擬訓(xùn)練模塊、行車作業(yè)模擬訓(xùn)練模塊和綜合模擬訓(xùn)練模塊。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對(duì)鐵路公司的實(shí)際情況開發(fā)面向基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，補(bǔ)充和完善原有培訓(xùn)體系，提高員工業(yè)務(wù)素質(zhì)，通過突發(fā)應(yīng)急情況思維和行為模式的綜合訓(xùn)練，強(qiáng)化培訓(xùn)對(duì)象安全生產(chǎn)的責(zé)任意識(shí)；不但能減少培訓(xùn)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)施的占用，還能控制因培訓(xùn)對(duì)象誤操作造成的損失和浪費(fèi)。
[0017]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明所述鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的硬件設(shè)備布局示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的功能構(gòu)成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023]本實(shí)施方式提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，如圖1所示，包括:數(shù)據(jù)層，用于存儲(chǔ)和提供鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)；功能層，用于為鐵路車務(wù)訓(xùn)練提供后臺(tái)邏輯仿真模型和功能模塊；數(shù)據(jù)接口層，設(shè)置在所述數(shù)據(jù)層與所述功能層之間，用于實(shí)現(xiàn)所述功能層與所述數(shù)據(jù)層的讀寫交互；以及應(yīng)用層，用于基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和所述功能層提供的后臺(tái)邏輯仿真模型和功能模塊，生成虛擬訓(xùn)練操作界面，并通過該虛擬訓(xùn)練操作界面進(jìn)行鐵路車務(wù)訓(xùn)練。
[0024]其中，所述通過該虛擬訓(xùn)練操作界面進(jìn)行鐵路車務(wù)訓(xùn)練，具體包括:虛擬鐵路車站、實(shí)時(shí)顯示和記錄列車運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)行車站信息交換仿真訓(xùn)練、進(jìn)行行車作業(yè)仿真訓(xùn)練、進(jìn)行車站故障模擬及處置訓(xùn)練和/或考核相關(guān)規(guī)章制度。
[0025]此外，該鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)還包括基礎(chǔ)層，用于提供支持所述數(shù)據(jù)層、功能層、數(shù)據(jù)接口層和應(yīng)用層工作的硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。其中，如圖2所示，所述硬件設(shè)備又包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、模擬仿真服務(wù)器、三維圖形工作站、操作臺(tái)和/或運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備，這些硬件設(shè)備在所述基礎(chǔ)層提供的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建成相應(yīng)的物理結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)信息交互。
[0026]本實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)層包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、三維模型數(shù)據(jù)庫以及試題數(shù)據(jù)庫，每個(gè)數(shù)據(jù)庫可對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，為所述鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。而數(shù)據(jù)接口層設(shè)置在所述數(shù)據(jù)層與所述功能層之間，提供有數(shù)據(jù)庫訪問接口，用于實(shí)現(xiàn)所述功能層與所述數(shù)據(jù)層的讀寫交互。
[0027]所述應(yīng)用層提供了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支撐，以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建基于虛擬現(xiàn)實(shí)的鐵路車務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)。如圖2所示，所述應(yīng)用層的后臺(tái)邏輯仿真模型包括聯(lián)鎖仿真模型、列車運(yùn)行仿真模型、區(qū)間控制仿真模型和設(shè)備狀態(tài)仿真模型。又如圖3所示，所述功能模塊包括電子沙盤模塊、理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)模塊、仿真模擬訓(xùn)練模塊、考核模塊和注銷模塊。這些功能模塊可通過人機(jī)交互界面技術(shù)集中顯示在所述應(yīng)用層在前臺(tái)生成的虛擬訓(xùn)練操作界面。
[0028]下面重點(diǎn)介紹在前臺(tái)界面顯示的五個(gè)功能模塊。
[0029]一、電子沙盤模塊
[0030]所述電子沙盤模塊包括電子沙盤加載模塊、建筑查詢模塊、全屏顯不模塊、快速查詢模塊、電子沙盤退出模塊、特定路線瀏覽模塊、行走模式模塊、飛行模式模塊、背景音樂控制模塊、瀏覽速度控制模塊、立體顯示模塊和天氣系統(tǒng)模塊。
[0031]電子沙盤模塊結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，特別是立體顯示技術(shù)，可以使各種模擬器的仿真更加逼真，并結(jié)合相應(yīng)軟硬件系統(tǒng)在平面顯示器上顯示立體視景。
[0032]二、理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)模塊
[0033]該模塊具有針對(duì)學(xué)員學(xué)習(xí)車務(wù)理論基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的功能，主要有上傳進(jìn)度、載入進(jìn)度、幫助、返回、快速查及學(xué)習(xí)內(nèi)容的功能模塊。
[0034]1、上傳進(jìn)度:該功能主要是實(shí)現(xiàn)學(xué)員學(xué)完一個(gè)階段后保存學(xué)習(xí)進(jìn)度的功能。
[0035]2、載入進(jìn)度:該功能主要是實(shí)現(xiàn)學(xué)員載入上次學(xué)習(xí)進(jìn)度的功能。
[0036]3、幫助:該功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)員操作軟件的幫助功能。
[0037]4、返回:該功能主要實(shí)現(xiàn)學(xué)員返回歡迎界面的功能。
[0038]5、快速查詢:該功能主要實(shí)現(xiàn)學(xué)員對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容快速查詢的目的。
[0039]6、學(xué)習(xí)內(nèi)容:此模塊主要是安全教育為主為加強(qiáng)和規(guī)范鐵路技術(shù)規(guī)章制度的管理工作，增強(qiáng)學(xué)員按章辦事的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)員對(duì)各種規(guī)章制度的學(xué)習(xí)和理解。此模塊涉及的車務(wù)的基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容主要有安全教育內(nèi)容、正常和非正常情況的各部門組織工作和應(yīng)急情況處理等。
[0040]結(jié)合車務(wù)的基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容，所述理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)模塊主要設(shè)置有安全教育學(xué)習(xí)模塊、行車組織工作學(xué)習(xí)模塊和崗位標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)模塊。
[0041]三、仿真模擬訓(xùn)練模塊
[0042]該模塊具有針對(duì)學(xué)員學(xué)