第四节 列车模拟驾驶实验平台概述
列车模拟驾驶实验平台作为列车运行控制虚拟仿真实验的支撑平台，是基于城市铁路CBTC系统开发而成，将列车三维视景、列车驾驶台、故障注入等内容以半实物虚拟仿真的方式展现出，为实验者提供接近真实的驾驶体验。利用该实验平台，能够提供CBTC系统关键设备仿真、系统实际操作和系统故障模拟等功能，依托本平台设计的实验能够使学生在城市轨道交通列控系统的学习过程中，进一步将理论知识与实际操作结合起来，并能够在实际的CBTC列控系统运行环境中通过仿真实验、操作实习和故障排查等实验项目深刻理解城市轨道交通CBTC系统的工作原理，并具备一定的操作经验，提升学生发现问题、解决问题的实践能力。
列车模拟驾驶实验平台主要包括仿真教员控制系统及列车模拟器系统，其中仿真教员控制系统主要包括：信息管理软件、参数显示软件、人机接口（MMI）复示软件等；列车模拟器系统主要包括：司机操作台、视景系统、列车管理系统（TMS）软件、人机接口（MMI）软件、虚拟后舱电气柜系统、仿真列调子系统等。系统硬件连接示意如图1-27所示，实物如图1-28所示。
图1-27 列车模拟驾驶实验平台硬件连接
图1-28 列车模拟驾驶实验平台实物
一、列车模拟器系统功能
列车模拟器系统主要进行三维视景的展示、模拟驾驶操作、故障查找排除、模式曲线验证等内容的操作实验，主要包括司机操作台、视景系统、TMS软件、MMI软件、虚拟后舱电气柜系统、仿真列调子系统等。
1.司机操作台
根据不同应用场景、作业条件及要求，通过操作不同的驾驶台操纵面板组合来完成一系列的虚拟仿真模拟驾驶任务。司机操作台面板如图1-29所示。
图1-29 司机操作台面板
2.视景系统
采用计算机生成图像的方式实现视景系统，提供原尺寸、无闪烁、无缝、无色彩差异、一体化的北京地铁4号线全程线路的数字视景仿真显示。视景系统（如图1-30所示）能够模拟4号线列车加速度、减速度运行，所有显示内容与模拟运行位置及速度同步。
3.列车管理系统（TMS）软件
列车管理系统（TMS）软件（如图1-31所示）提供列车上各重要系统状态的显示。主页面显示内容含如下：日期、时间、当前站、终点站、列车速度等，同时包括列车门状态、牵引/辅助/蓄电池、空调控制单元、乘客信息显示系统等状态系统子窗口，为列车运行故障的查找排除提供参考。
图1-30 视景系统
图1-31 TMS软件
4.人机接口（MMI）软件
人机接口（MMI）提供给列车司机带有指示和告警的画面来帮助司机有效驾驶列车。主要包括当前列车运行模式指示、停站指示、停站时间、发车指示、车门和屏蔽门指示、下一站距离指示等信息。MMI软件界面如图1-32所示。
5.虚拟后舱电气柜系统
本软件模拟列车驾驶室后方电气柜内部的断路器及开关按钮。使用触摸屏进行模拟，断路器点击后切换“闭合”/“断开”状态，旋转开关点击后切换指向的挡位，按钮点击后为一次按下、抬起动作。虚拟后舱电气柜系统如图1-33所示。
图1-32 MMI软件界面
图1-33 虚拟后舱电气柜系统
6.仿真列调子系统
本软件模拟列车最左侧仪表及通信面板，包括本软件界面上方的两块仪表，以及下方的通信设备（可使用对讲机实物代替模拟）。
两块仪表分别为网压表及双针压力表，如图1-34所示。
二、仿真教员控制系统功能
仿真教员控制系统主要进行运营任务、运营场景、故障注入等内容的设置，主要包括：信息管理软件、参数显示软件、MMI复示软件等。
1.信息管理软件
根据实验内容及任务要求，对列车运营任务、运营场景、环境及故障信息进行设置。信息管理课程开始界面如图1-35所示。
图1-34 仿真列调子系统
图1-35 信息管理课程开始界面
2.参数显示软件
用于显示列车驾驶台上可操作硬件设备的状态，界面最上方有3块仪表，分别是DC110V电压表、双针压力表、网压表；界面中下方显示列车驾驶台上的硬件设备的状态，如当按下驾驶台上的按钮时，本软件上的按钮显示“按下”状态；界面最右下角的“返回”按钮，为本软件的退出按钮，点击后本软件关闭。参数显示软件界面如图1-36所示。
图1-36 参数显示软件界面
3.人机接口（MMI）复示软件
用于复示列车驾驶台上MMI软件界面，方便实验内容及任务发布者对实验过程、实验结果的观察与考核。
三、实验系统开启与关闭说明
1.系统开启步骤
（1）分别给列车模拟器系统、仿真教员控制系统上电；开启视景系统电脑电源。
（2）开启仿真教员控制系统，使用PowerControl软件唤醒系统其他所有设备。
（3）等待所有软件自启动完成即可。
2.系统关闭步骤
（1）在仿真教员控制系统中使用PowerControl软件关闭系统其他所有设备。
（2）等待本系统其他计算机正常关闭；关闭仿真教员控制系统及视景系统；断开电源。