地铁列车模拟驾驶器故障处理系统的功能分析

苏飞鹏

摘要：本文首先提出地铁列车模拟驾驶器故障处理功能的模拟方法，主要包括实物电器柜模拟、计算机软件模拟，然后论述多媒体故障处理系统的主要功能与实现，主要包括故障分类管理功能、离线设置功能、多种条件触发功能、多媒体真实情境表现功能等，通过不断分析旨在充分彰显出故障处理系统的多功能优势，确保地铁列车模拟驾驶器的安全、可靠及稳定地运行。

关键词：地铁列车;模拟驾驶器;故障处理系统

一、地铁列车模拟驾驶器故障处理功能的模拟方法

现阶段，地铁列车模拟驾驶器的应用价值显著，分析其原因，与多媒体故障处理系统是分不开的，其逼真程度，可以为列车模拟驾驶器性能的衡量提供可行的依据，是衡量设备性能好坏的重要指标之一。故障处理功能的模拟，在列车模拟驾驶器中发挥着不容忽视的作用，现进行详细分析：故障处理功能的模拟分析框图如图1所示：

第一，实物电器柜模拟。在相应的实物上，直接设置实物电器柜和控制柜的故障，主要得益于人为方式的扶持，故障的判断和处理与实物之间也有着密切的联系，当然也包括训练方法。对其优点进行分析可知，其实用价值显著，当然缺陷主要体现在会占用庞大的场地空间，大大加剧了设置破坏性故障和突发故障的难度性，不仅系统工作量多的超乎想象，而且也很难确保良好的可靠性。如果实物电器柜故障的排除出现滞后现象，将会严重影响到列车驾驶模拟器培训的正常进行。

第二，计算机软件模拟。要想向受训司机充分展现出实物电器，计算机多媒体软件技术非常值得应用，也就是针对实物进行二维或三维模型的建立。同时集中整合列车控制逻辑与模型，作为司机凭借的交互方式。在电器柜模型中进行查找、排除故障等提供便利性。对其优点进行分析，可以有效降低设置故障的工作量【1】，撤销或设置故障可以随时进行，且在理论教学方面也发挥着重要作用，然而其缺陷主要是指在软件设计方面，机车制造商要确保相关资料出具的全面性与详实性，开发的周期比较漫长，难度系数更是可想而知。

软件仿真与实物配置模拟，也非常适用于列车模拟驾驶器的多媒体故障处理方面。也就是对司机室及其控制设备等，加强实物模拟方式的应用，而对于计算机软件模拟，在逻辑控制较为简单的电路系统等方面具有较高的适用性。除此之外，预置方式在突发事件设置方面也具有较高的应用价值，这已经成为了多媒体故障处理水平的重要方式方法之一。在电器电路故障方面，即时产生方式可以使教与学的需求得到较好的满足与实现。

二、多媒体故障处理系统的主要功能与实现

故障的模拟功能，必须要在地铁列车模拟驾驶器多媒体故障处理系统中体现出来，这种故障模拟不仅体现在硬件这一方面，而且是软、硬件结合的重要代表。在模拟司机室方面，硬件采用实做方式，对于列车故障的排除具有极大的现实性、真实性和帮助性。同时也包括硬件实物操作，在硬件实物操作排除无法应用的情况下，应借助多媒体软件仿真的方式来进行。其中，在故障模拟功能中，故障分类管理、离线设置、实时设置等不容忽视。

（一）故障分类管理功能

借助多媒体故障处理系统，可以对列车的故障予以有效模拟，这种模拟具有较高的准确性和全面性，非常适用于车辆内部电器CCU、制动机、电机等不同类型，同时对于突发事件事态的控制也具有一定的作用，如天气突变、障碍物、站内停电等，确保故障排除和处理水平的稳步提升。在多媒体故障处理系统中，各种事件信息的分类管理主要涵盖类型发生条件、故障时间、故障引起的现象等，对各类故障进行准确的记录，不仅能清楚了解设备的历史使用情况同时也能帮助处理人员更好地进行故障处理。

（二）离线设置功能

在系统离线状态下，要想避免系统中故障的一系列设置免受干扰，如添加、编辑等，应加强相关软件的应用。离线设置功能，可以为合理编制和设计培训内容提供极大的便利性，从而将培训的系统性和有序性充分发挥出来。

（三）多种条件触发功能

对于教员来说，在故障多种触发条件设置时，必须要借助于相应的软件，旨在将学员的故障处理能力提升上来。通常来说，常规触发、时间触发、地点触发等为关键的触发条件。首先，对于常规触发来说，在列车运行程序启动后，设置的故障的实效性会立刻发挥出来。其次，对于时间触发来说，其中，针对于相对时间，如运行时间超过半小时后，B车高速断路器不合，而本地时间，是指在时间被设定以后，在那个时间内便会出现故障。再次，对于地点触发来说，主要是指在列车运行到指定地点后，故障属于自动触发的状态。在点触发中，相对地点方式的单位主要以站点为主，在下拉菜单中，对列车运行中的任一站点进行选择，或与站点保持适当的距离以此来对故障点进行设置;在公里标方式中，衡量标准主要为列车运行时的公里标，故障主要在列车运行至设置地点内发生。

（四）多媒体真实情境表现功能

系统所模拟的故障，应高度符合真实故障，面对故障的出现，根据该故障的信息，系统所发挥的表现是不同的，其针对性显著。多媒体计算机技术，对于统一故障表现形式与真实情境之间具有一定的帮助性，具体来说：

第一，在受电弓处于的位置不同时，受电弓指示灯按钮会出现不亮现象。第二，面对B车牵引或制动系统故障的发生，红色会显示在TMS屏上，以此来给予司机相应的提示作用。第三，ATC（列车自动控制）显示屏内容。在仿真模拟驾驶室内，ATC触摸屏高度、显示内容符合真实列车，联动于故障模拟系统相关参数。比如如果列车网压出现超范现象，ATC屏便可发挥出来，将网压值实时展示出来，以此来指导培训司机。第四，在模拟驾驶室内，空气开关的模拟主要依附于硬件實做方式。跳闸功能体现在各个空气开关之中【2】，为模拟故障状态奠定良好的基础。面对简单系统过流跳闸等，可复位型跳闸功能可以大大提高模拟水平，而对于不可复位型跳闸来说，可以迅速排除复杂故障排除，其模拟效果同样非常显著。在学员设定故障排除出现些许错误时，将空气开关合上后，再次跳闸便可出现。第五，CGI的三维场景，广泛应用于视景仿真系统之中，基于视觉、听觉等，将故障信息真实再现出来，同时视景画面与故障设置参数，其同步特点显著。

（五）故障处理显示功能

在故障模拟中，软件与硬件具有高度结合的性质特点。借助多功能故障显示处理屏，可以清晰显示和操作软件模拟的故障。针对于显示处理屏，最佳的安装位置就是在仿真驾驶室内部右侧设备柜上，安装方式主要以嵌入式为主，以免对模拟驾驶室的内部结构等造成任何不良影响。嵌入式构造流程如图2所示。在该处理屏上，会将数据库的所有列车故障及处理办法显示出来，基于学员视角，必须要从故障现象出发，为故障内容的判断提供有力支撑，根据相应的提示，确保故障处理方法的准确性和有效性。而系统会自动化评价和判断学员的答案，然后终端会显示出该处理结果，仅仅需要学员确认即可。

故障的处理方法与真实列车之间的关系紧密，其一致性特点显著，如列车紧急制动停车后，借助恢复过流的作用，可以对空气开关进行再次合上。故障排除后，主系统会对该故障实现自动化清除。

结束语

总而言之，在城市轨道交通建设发展过程中，随着城轨的快速发展，地铁列车的运行里程数及时长大大增加，从而也极大的增加了地铁列车控制系统出现故障的概率。同时地铁列车为了降低运行的故障率及提高运行的效率，列车结构和控制的复杂性质也将越来越显著。对于如何快速有效的解决列车出现的故障，提高列车的运行效率，是当前城轨公司努力的方向。地铁列车模拟驾驶器作为列车性能、驾驶环境与应急处理仿真模拟的重要设备，已经成为了地铁列车运行培训的重中之重。而要想不断提高模拟驾驶仿真培训系统水平，必须要提高对多媒体故障处理系统培训的高度重视。

参考文献：

[1] 卢凯， 贺德强， 肖红升，等. 全自动驾驶列车故障场景分析及诊断体系结构研究[J]. 控制与信息技术， 2019， 458（02）：63-67+85.

[2] 孔德龙， 胡万欣. 基于Unity 3D的地铁信号设备综合仿真平台研究[J]. 实验技术与管理， 2019， v.36;No.277（009）：106-110.

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