城市軌道交通行車作業(yè)虛擬仿真實訓系統(tǒng)的設計與應用
發(fā)布時間：2021-06-18 12:45
針對行車作業(yè)崗位培訓目前面臨的問題,基于Unity3D游戲開發(fā)引擎、虛擬現(xiàn)實技術和數(shù)據(jù)庫資源管理技術的城市軌道交通行車作業(yè)虛擬仿真實訓系統(tǒng)應運而生。介紹了該系統(tǒng)的開發(fā)流程、功能設計與實現(xiàn)。著重描述了該系統(tǒng)所使用的3D建模、虛擬場景優(yōu)化、場景數(shù)據(jù)同步及虛擬現(xiàn)實等關鍵技術。該系統(tǒng)搭建了集教學、多崗位協(xié)同訓練、全場景漫游和自動考評為一體的教學實訓平臺,將崗位任務引領、項目驅動等職業(yè)教育的教學理念融入到實踐教學中,能激發(fā)學員的學習興趣,進一步豐富了相關專業(yè)的實踐教學資源。
【文章來源】：城市軌道交通研究. 2020,23(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
圖１實訓系統(tǒng)開發(fā)流程圖??１）通過現(xiàn)場勘査、拍攝照片和視頻等方式，收??互，開發(fā)全沉浸虛擬交互系統(tǒng)，進－步增強用戶現(xiàn)??
作??站臺屏蔽門故障處理??車站控制室??區(qū)間道岔??虛擬交互系統(tǒng)??圖３實訓系統(tǒng)建設的基礎元素??２．３教學與考核功能?理和成績考核統(tǒng)計分析；學生端可進行單機教學演??實訓系統(tǒng)操作端分為教師端和學生端。教師?示、全場景漫游、設備操作訓練和技能自測等，還可??端可設置故障和異常情況，進行實訓分組、用戶管?選擇對應實訓任務，迸行多人聯(lián)機崗位協(xié)同訓練。??正線、折返線等??各類型線路??區(qū)間信號機??區(qū)間疏散平臺??注：ＡＴＳ為列車自動監(jiān)控；ＬＯＷ為現(xiàn)場操作員工作站??圖２實訓系統(tǒng)結構框圖??教學與考核系統(tǒng)??ＡＴＳ??終端??車站??ＬＯＷ??終端??完整的虛擬線??路及車站??虛擬列車??信號仿真系統(tǒng)??場景漫游系統(tǒng)??考教核學Ａ??虛擬交互系統(tǒng)??鍵??盤??鼠??標??虛??擬??模??頭??擬??盔??駕??和??駛??手??艙??柄??轉向架檢查維護??ｉ列車空調檢查維護??受電弓檢查維護??蓄電池檢查維護??Ｑｌｆｉｌ市畫交通関?２〇２〇年??系統(tǒng)既要滿足不同工作場景的仿真，還要實現(xiàn)虛擬??設備的交互和崗位操作的協(xié)同聯(lián)動，既能實現(xiàn)單機??的自主訓練，也能實現(xiàn)多人協(xié)同完成和處理各類突??發(fā)事件。為滿足上述需求，開發(fā)實訓系統(tǒng)需應用游??戲開發(fā)引擎、Ｕｎｉｔｙ３Ｄ和Ｖｉｓｕａｌ?Ｓｔｕｄｉｏ?Ｃ＃等軟件來??構建系統(tǒng)總體架構。??實訓系統(tǒng)結構框架圖如圖２所示。圖２中的虛??擬線路及車站包含線路中的車站、車輛段，以及各??類線路、道岔、信號機等設備。相關基礎元素如圖３??所示。部分虛擬場景如圖４所示。??城市軌道交通行車作業(yè)虛擬仿真實訓系統(tǒng)??列車
高架、地面和??地下車站??車站機電設備操作??站臺屏蔽門故障處理??車站控制室??區(qū)間道岔??虛擬交互系統(tǒng)??圖３實訓系統(tǒng)建設的基礎元素??２．３教學與考核功能?理和成績考核統(tǒng)計分析；學生端可進行單機教學演??實訓系統(tǒng)操作端分為教師端和學生端。教師?示、全場景漫游、設備操作訓練和技能自測等，還可??端可設置故障和異常情況，進行實訓分組、用戶管?選擇對應實訓任務，迸行多人聯(lián)機崗位協(xié)同訓練。??正線、折返線等??各類型線路??區(qū)間信號機??區(qū)間疏散平臺??注：ＡＴＳ為列車自動監(jiān)控；ＬＯＷ為現(xiàn)場操作員工作站??圖２實訓系統(tǒng)結構框圖??教學與考核系統(tǒng)??ＡＴＳ??終端??車站??ＬＯＷ??終端??完整的虛擬線??路及車站??虛擬列車??信號仿真系統(tǒng)??場景漫游系統(tǒng)??考教核學Ａ??虛擬交互系統(tǒng)??鍵??盤??鼠??標??虛??擬??模??頭??擬??盔??駕??和??駛??手??艙??柄??轉向架檢查維護??ｉ列車空調檢查維護??受電弓檢查維護??蓄電池檢查維護??Ｑｌｆｉｌ市畫交通関?２〇２〇年??系統(tǒng)既要滿足不同工作場景的仿真，還要實現(xiàn)虛擬??設備的交互和崗位操作的協(xié)同聯(lián)動，既能實現(xiàn)單機??的自主訓練，也能實現(xiàn)多人協(xié)同完成和處理各類突??發(fā)事件。為滿足上述需求，開發(fā)實訓系統(tǒng)需應用游??戲開發(fā)引擎、Ｕｎｉｔｙ３Ｄ和Ｖｉｓｕａｌ?Ｓｔｕｄｉｏ?Ｃ＃等軟件來??構建系統(tǒng)總體架構。??實訓系統(tǒng)結構框架圖如圖２所示。圖２中的虛??擬線路及車站包含線路中的車站、車輛段，以及各??類線路、道岔、信號機等設備。相關基礎元素如圖３??所示。部分虛擬場景如圖４所示。??城市
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于VR技術的虛擬旅游系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 李亞娟,王海峰. 自動化與儀器儀表. 2019(09)
[2]基于Unity3D的電力培訓虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 董鳳龍,陳虹伊,華旻磊,王軼華,田豐. 工業(yè)控制計算機. 2019(09)
[3]基于城市軌道交通調度指揮仿真系統(tǒng)的實驗教學研究[J]. 張曉梅,魯工圓,何必勝,譚永剛. 實驗室科學. 2019(03)
[4]城市軌道交通視景仿真信號系統(tǒng)研究[J]. 鄒少文. 城市軌道交通研究. 2018(01)
[5]城市軌道交通虛擬三維行車實訓系統(tǒng)構建分析[J]. 顏月霞,吳曉華. 中國現(xiàn)代教育裝備. 2016(19)
[6]城市軌道交通列車虛擬駕駛仿真系統(tǒng)[J]. 葉華平,姚軍,錢雪軍. 城市軌道交通研究. 2015(11)
[7]基于多媒體技術的3D建模方法與實踐[J]. 朱悅,李文捷,丁仁源. 信息系統(tǒng)工程. 2015(04)
[8]多層次協(xié)同式實踐教學平臺構建與研究[J]. 崔宏巍,朱方來. 實驗技術與管理. 2014(03)
[9]城市軌道交通ATC仿真實驗教學創(chuàng)新[J]. 李健,林鴻睿,黃璐. 實驗室研究與探索. 2013(08)
[10]城市軌道交通調度指揮仿真系統(tǒng)研究[J]. 盧曙光,齊磊,楊軍. 都市快軌交通. 2009(05)
本文編號：3236685
【文章來源】：城市軌道交通研究. 2020,23(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
圖１實訓系統(tǒng)開發(fā)流程圖??１）通過現(xiàn)場勘査、拍攝照片和視頻等方式，收??互，開發(fā)全沉浸虛擬交互系統(tǒng)，進－步增強用戶現(xiàn)??
作??站臺屏蔽門故障處理??車站控制室??區(qū)間道岔??虛擬交互系統(tǒng)??圖３實訓系統(tǒng)建設的基礎元素??２．３教學與考核功能?理和成績考核統(tǒng)計分析；學生端可進行單機教學演??實訓系統(tǒng)操作端分為教師端和學生端。教師?示、全場景漫游、設備操作訓練和技能自測等，還可??端可設置故障和異常情況，進行實訓分組、用戶管?選擇對應實訓任務，迸行多人聯(lián)機崗位協(xié)同訓練。??正線、折返線等??各類型線路??區(qū)間信號機??區(qū)間疏散平臺??注：ＡＴＳ為列車自動監(jiān)控；ＬＯＷ為現(xiàn)場操作員工作站??圖２實訓系統(tǒng)結構框圖??教學與考核系統(tǒng)??ＡＴＳ??終端??車站??ＬＯＷ??終端??完整的虛擬線??路及車站??虛擬列車??信號仿真系統(tǒng)??場景漫游系統(tǒng)??考教核學Ａ??虛擬交互系統(tǒng)??鍵??盤??鼠??標??虛??擬??模??頭??擬??盔??駕??和??駛??手??艙??柄??轉向架檢查維護??ｉ列車空調檢查維護??受電弓檢查維護??蓄電池檢查維護??Ｑｌｆｉｌ市畫交通関?２〇２〇年??系統(tǒng)既要滿足不同工作場景的仿真，還要實現(xiàn)虛擬??設備的交互和崗位操作的協(xié)同聯(lián)動，既能實現(xiàn)單機??的自主訓練，也能實現(xiàn)多人協(xié)同完成和處理各類突??發(fā)事件。為滿足上述需求，開發(fā)實訓系統(tǒng)需應用游??戲開發(fā)引擎、Ｕｎｉｔｙ３Ｄ和Ｖｉｓｕａｌ?Ｓｔｕｄｉｏ?Ｃ＃等軟件來??構建系統(tǒng)總體架構。??實訓系統(tǒng)結構框架圖如圖２所示。圖２中的虛??擬線路及車站包含線路中的車站、車輛段，以及各??類線路、道岔、信號機等設備。相關基礎元素如圖３??所示。部分虛擬場景如圖４所示。??城市軌道交通行車作業(yè)虛擬仿真實訓系統(tǒng)??列車
高架、地面和??地下車站??車站機電設備操作??站臺屏蔽門故障處理??車站控制室??區(qū)間道岔??虛擬交互系統(tǒng)??圖３實訓系統(tǒng)建設的基礎元素??２．３教學與考核功能?理和成績考核統(tǒng)計分析；學生端可進行單機教學演??實訓系統(tǒng)操作端分為教師端和學生端。教師?示、全場景漫游、設備操作訓練和技能自測等，還可??端可設置故障和異常情況，進行實訓分組、用戶管?選擇對應實訓任務，迸行多人聯(lián)機崗位協(xié)同訓練。??正線、折返線等??各類型線路??區(qū)間信號機??區(qū)間疏散平臺??注：ＡＴＳ為列車自動監(jiān)控；ＬＯＷ為現(xiàn)場操作員工作站??圖２實訓系統(tǒng)結構框圖??教學與考核系統(tǒng)??ＡＴＳ??終端??車站??ＬＯＷ??終端??完整的虛擬線??路及車站??虛擬列車??信號仿真系統(tǒng)??場景漫游系統(tǒng)??考教核學Ａ??虛擬交互系統(tǒng)??鍵??盤??鼠??標??虛??擬??模??頭??擬??盔??駕??和??駛??手??艙??柄??轉向架檢查維護??ｉ列車空調檢查維護??受電弓檢查維護??蓄電池檢查維護??Ｑｌｆｉｌ市畫交通関?２〇２〇年??系統(tǒng)既要滿足不同工作場景的仿真，還要實現(xiàn)虛擬??設備的交互和崗位操作的協(xié)同聯(lián)動，既能實現(xiàn)單機??的自主訓練，也能實現(xiàn)多人協(xié)同完成和處理各類突??發(fā)事件。為滿足上述需求，開發(fā)實訓系統(tǒng)需應用游??戲開發(fā)引擎、Ｕｎｉｔｙ３Ｄ和Ｖｉｓｕａｌ?Ｓｔｕｄｉｏ?Ｃ＃等軟件來??構建系統(tǒng)總體架構。??實訓系統(tǒng)結構框架圖如圖２所示。圖２中的虛??擬線路及車站包含線路中的車站、車輛段，以及各??類線路、道岔、信號機等設備。相關基礎元素如圖３??所示。部分虛擬場景如圖４所示。??城市
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于VR技術的虛擬旅游系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 李亞娟,王海峰. 自動化與儀器儀表. 2019(09)
[2]基于Unity3D的電力培訓虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 董鳳龍,陳虹伊,華旻磊,王軼華,田豐. 工業(yè)控制計算機. 2019(09)
[3]基于城市軌道交通調度指揮仿真系統(tǒng)的實驗教學研究[J]. 張曉梅,魯工圓,何必勝,譚永剛. 實驗室科學. 2019(03)
[4]城市軌道交通視景仿真信號系統(tǒng)研究[J]. 鄒少文. 城市軌道交通研究. 2018(01)
[5]城市軌道交通虛擬三維行車實訓系統(tǒng)構建分析[J]. 顏月霞,吳曉華. 中國現(xiàn)代教育裝備. 2016(19)
[6]城市軌道交通列車虛擬駕駛仿真系統(tǒng)[J]. 葉華平,姚軍,錢雪軍. 城市軌道交通研究. 2015(11)
[7]基于多媒體技術的3D建模方法與實踐[J]. 朱悅,李文捷,丁仁源. 信息系統(tǒng)工程. 2015(04)
[8]多層次協(xié)同式實踐教學平臺構建與研究[J]. 崔宏巍,朱方來. 實驗技術與管理. 2014(03)
[9]城市軌道交通ATC仿真實驗教學創(chuàng)新[J]. 李健,林鴻睿,黃璐. 實驗室研究與探索. 2013(08)
[10]城市軌道交通調度指揮仿真系統(tǒng)研究[J]. 盧曙光,齊磊,楊軍. 都市快軌交通. 2009(05)
本文編號：3236685
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