适用于展会的动车组模拟驾驶系统设计与实现

陈彦 曹伟涛 贾志凯

摘 要：当前动车组模拟驾驶系统已从驾驶培训和性能仿真延伸到展会应用。由于动车组模拟驾驶系统具备的沉浸式体验特点，使其成为我国动车组展示的重要平台。为此，本文针对展会需求，设计以CR400AF型动车组为对象的模拟驾驶台系统。利用计算机仿真技术、列车动力学、列车控制理论、计算机图形图像、计算机多媒体技术，模拟CR400AF型动车组牵引、制动、控制逻辑等功能，提供逼真三维视景显示，为展会用动车组模拟驾驶系统提供解决方案。

关键词：动车组;模拟驾驶;展会应用;解决方案

中图分类号：U216

Design andImplementation of EMU Driving Simulation System for Exhibition

Chen Yan Cao Weitao Jia Zhikai

Institute of Computing Technologies China Academy of Railway Sciences Corporation Limited Beijing 100081

Abstract：At present，EMU driving simulation system has been extended from driving training and performance simulation to exhibition application.Due to the immersive experience characteristics of EMU driving simulation system，it has become an important platform for EMU display in China.According to the demand of the exhibition，this paper designed the simulation bridge system of CR400AF EMU.By using computer simulation technology，train dynamics，train control theory，computer graphics and image，computer multimedia technology，the traction，braking，control logic and other functions of CR400AF EMU were simulated，and realistic 3D visual display was provided.The solutions for EMU driving simulation system for exhibition was put forward.

Keywords：EMU;driving simulation;exhibition application;solutions

動车组模拟驾驶系统通过仿真动车组运行性能、动车组驾驶环境来建构一个具有高度真实感的虚拟驾驶环境。动车组模拟驾驶系统主要用于动车组驾驶技能的培训，具有安全、经济、节能、高效等特点。动车组模拟驾驶系统主要实现动车组运行性能仿真和驾驶环境仿真。性能仿真部分主要实现动车组牵引及制动系统、动车组控制系统、动车组动力学、车载信号系统等与动车组运行内容相关的仿真;驾驶环境仿真则从视觉、听觉、触觉、运动感受等方面模拟动车组真实运行时的驾驶环境，令使用者能够身临其境。

由于动车组模拟驾驶系统具备沉浸式体验特点，其作用以从驾驶培训和性能仿真延伸到展会应用，成为我国高铁展示的重要平台。为此，针对高速列车模拟驾驶展会需求，设计以CR400AF型动车组为对象的模拟驾驶台系统，利用计算机仿真技术、列车动力学、列车控制理论、计算机图形图像、计算机多媒体技术，模拟出CR400AF型动车组的牵引、制动、控制逻辑等功能，提供逼真三维视景显示，展示高铁车站、有渣路基面、无渣路基面、市区建筑群、戈壁滩风貌、风车、桥梁、隧道、绿洲、山丘、雪地等要素，展现CR400AF型动车组以及选定高铁线路沿途特色景观，营造出沉浸感极强的列车运行环境。

1 系统构成

CR400AF动车组模拟驾驶系统具备高度仿真的动车组性能及功能，主要包括仿真司机操纵台、视景仿真系统、声音仿真系统、动车组运行仿真系统、接口采集与控制系统、辅助设备等组成。CR400AF动车组模拟驾驶台组成，如图1所示。