针对城轨信号系统设备运维的培训仿真系统及其实现方法与流程

本发明涉及城市轨道交通信号控制系统，尤其是涉及一种针对城轨信号系统设备运维的培训仿真系统及其实现方法。

背景技术：

1、随着社会经济的发展，城市规模不断扩大，城市轨道交通凭借全天候、大运量、低延误等优势，已逐渐成为城市公共交通的主力。随着线路规模体量的增加，信号系统设备及功能呈现复杂多样性，设施设备经过长时间运行导致维护工作量和难度增加，给正常运营组织造成了较大影响，对信号设备维护提出了更高的要求。如何提高信号系统设备运维的效率为运营生产提供关键、重要的安全运行保障，这成为各地铁公司亟待解决的一大难题。传统信号设备运维的培训课程停留在理论学习阶段，地铁线路配备的培训中心不仅对空间和金钱要求很大而且也仅能够达到认知类培训的目的，无法使信号设备运维从业者学习到故障设备对整个信号系统的影响，无法验证故障设备修复之后信号系统是否运行正常。此外随着各个城市的地铁线路逐步增多，各个地铁集团公司配合的信号运维员工规模逐渐变大，如何来通过信息化手段来鉴定运维岗位从业者的技能水平、有效地针对信号运维从业者进行全面性技能培训、适应运营全场景的员工素质提升，成为地铁业主不得面对的现实情况。

2、经过检索中国专利公开号cn110262286a公开了一种全自动运行系统运营场景综合验证系统及方法，具体公开了包括运维子系统、被测系统、仿真系统和被测设备，所述的运维子系统依次通过被测系统和仿真系统连接被测设备，所述的验证系统通过将运维子系统、被测系统、仿真系统和被测设备进行综合集成，对轨道交通全自动运行的正常场景、故障场景和应急场景进行实时验证。但是该现有专利并并未涉及人员培训及考核仿真过程，因此如何通过信息化手段来鉴定和提升信号设备运维从业者的技能水平，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现成本低，培训效果好的针对城轨信号系统设备运维的培训仿真系统及其实现方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种针对城轨信号系统设备运维的培训仿真系统，该系统包括仿真信号系统、vr交互系统和培训考核平台；所述仿真信号系统采用真实信号的逻辑处理和真实线路的数据，并对vr交互系统中所有信号设备及运营车辆进行集中监控，所有设备运维修的操作正确与否的结果显示在vr交互系统中；所述培训考核平台在vr交互系统中完成信号设备故障和应急事件的下发，并在仿真信号系统中显示设备故障的报警和应急事件的播报。

4、作为优选的技术方案，所述仿真信号系统包括真实ats子系统、真实mss子系统和其他仿真子系统；

5、所述真实mss子系统监测vr交互系统中所有信号设备状态、发现信号设备隐患、分析信号设备故障原因、辅助故障处理、指导现场维修和反映设备运用质量

6、所述真实ats子系统对线路进行自动化管理和调度。

7、作为优选的技术方案，所述其他仿真子系统包括atc、ci、dcs、轨旁子系统和车辆子系统，所述其他仿真子系统采用真实地铁线路数据，逻辑处理功能和现场高度一致；所述其他仿真子系统和真实ats子系统以及mss子系统的接口保持和现场一致，所述其他仿真子系统和vr交互系统中的信号设备接口保持和现场一致。

8、作为优选的技术方案，所述vr交互系统对实际地铁线路进行等比例建模，还原真实线路的设备；

9、所述vr交互系统包括程序框架以及分别与程序框架连接的协议转化模块、故障和应急处理模块、交互操作模块、线路模型和特效模块，所述协议转化模块与仿真信号系统通信连接，所述故障和应急处理模块、交互操作模块分别与培训考核平台通信连接。

10、作为优选的技术方案，所述协议转化模块通过采用与真实线路一致的通信协议，使所有仿真设备能够进行和现场设备操作一致，并在真实ats子系统和真实mss子系统中对设备的操作能反馈到vr交互系统中对应的设备。

11、作为优选的技术方案，所述故障和应急处理模块设置信号设备故障自动触发和修复，给出信号设备维修的指导建议，并完成突发事件的下发和恢复；

12、所述特效模块用于模拟信号设备运维从业人员和其他岗位人员包含行车调度员、站务、司机的语音通信，并自动反馈信号设备运维从业人员的通话内容。

13、作为优选的技术方案，所述培训考核平台包含教师机、场景编辑器和通信模块，所述教师机分别与场景编辑器和通信模块连接，所述通信模块分别与仿真信号系统、vr交互系统通信连接。

14、作为优选的技术方案，所述教师机与交互操作模块实时通信完成信号设备运维从业人员针对故障和应急事件处理步骤的监控，完成信号设备从业人员处理故障和应急事件的每一步骤的具体动作信息收集。

15、作为优选的技术方案，所述教师机控制vr交互系统和仿真信号系统的启动、关闭、重启和运行状态监视。

16、作为优选的技术方案，所述教师机通过通信模块接收真实ats子系统和真实mss子系统中经过vr操作后的设备状态信息，并与收集到的具体动作信息相结合，验证信号设备运维从业人员每个操作步骤对仿真信号系统的结果影响，并给出具体评分。

17、根据本发明的第二方面，提供了一种用于所述针对城轨信号系统设备运维的培训仿真系统的实现方法，该方法包括以下步骤：

18、步骤s1，通过场景编辑器选择故障场景或者突发应急事件，设置对应线路的具体场景参数，并编辑故障场景或者应急突发事件的具体处理步骤和步骤的分数；

19、步骤s2，通过教师机的一键启动按钮实现仿真信号系统和vr交互系统的所有软件启动；

20、步骤s3、教师机将编辑好的故障场景或者突发应急事件通过通信模块下发给vr交互系统；

21、步骤s4、vr交互系统响应故障场景或者突发事件，并通过协议转换模块将设备故障和突发事件的消息发送给仿真信号系统，真实ats子系统或真实mss子系统显示对应报警信息；

22、步骤s5、用户戴上vr头盔并且拿上操作手柄开始考试，并按照场景编辑器中预设好的处理步骤进行操作，否则操作无效；

23、步骤s6、交互操作模块记录用户操作的每一步骤，通过通信模块发送给教师机验证操作过程的正确与否，教师机实时监测和存储用户操作的进度；同时用户操作的每一步骤通过协议转换模块发送给仿真信号系统，仿真信号系统将用户操作过程导致的结果通过通信模块发送给教师机，教师机验证操作结果的正确与否，操作过程和操作结果保持一致的情况下教师机给出该步骤的评分。

24、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

25、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

26、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

27、1)本发明只需要通过vr交互系统完成现场线路各种信号设备的建模，不需要额外购置和现场一样的信号系统设备来满足培训使用，节约时间和空间等各种成本费用；

28、2)传统的培训中心仅能够学习信号系统工作原理和设备认知，仅具备部分信号系统设备故障注入但是不具备突发应急事件注入，并且无法实现学员针对设备故障维修和突发应急事件处理的考核功能，不具备信号运维从业人员的职业技能鉴定。运用本发明实现信号系统设备故障注入和突发应急事件注入，而且能够实现处理过程和结果的考核，实现信号系统运维从业人员的职业鉴定；

29、3)本发明的仿真信号系统采用和现场一致的数据，节省数据制作的成本，并且ats子系统和mss子系统的功能、界面、操作和现场保持一致，使信号系统设备运维从业人员的培训效果更好。

30、4)vr交互系统的特效模块能够模拟其他岗位，自动应答接受培训的信号系统设备运维从业人员的规范并且正确的命令，达到专业术语和命令规范培训的目的。

31、5)在vr交互系统中操作建模的信号系统设备影响仿真信号系统对应设备的状态，在仿真信号系统的ats和mss子系统操作信号系统设备影响vr交互系统中对应设备的功能状态，vr交互系统和仿真信号系统双向交互，验证操作过程和步骤的正确性。