三维虚拟列车的建模及在故障训练中的应用与研究

本文将虚拟现实技术引入城市轨道交通培训领域,着重从列车设备建模、列车设备状态监控、列车故障现象模拟等方面对三维虚拟列车故障训练平台进行研究。利用3ds MAX建模软件设计了三维虚拟列车模型,以Unity3D为应用平台,VC# 2010为编译器实现对三维模型的驱动控制和人机互动。     

面向检修的CRH_3动车组转向架虚拟仿真系统开发

针对CRH3动车组转向架的结构特点以及检修业务对虚拟仿真技术的需求,综合应用计算机仿真、建模、虚拟现实与多媒体技术,设计开发了面向检修的CRH3动车组转向架虚拟仿真系统。详细介绍了系统开发中的关键技术,包括模块化结构的CRH3动车组转向架三维建模和模型转换技术、基于虚拟现实的三维可视化浏览技术、动态装配仿真技术、检修信息查询以及多媒体实现技术。该系统可以辅助CRH3动车组设计、工艺人员制定合理、高效的检修方案,并可以应用于动车组运用、维护、检修人员的技术培训。     

天津津滨轻轨列车广播系统检修及维护方式

介绍天津津滨轻轨列车广播系统功能、存在的问题和现有检修方案,结合设备使用和检修情况,探讨研究列车广播系统设备检修及维护方法,以便延长设备使用寿命、降低设备故障率、节约维护成本。     

基于Unity3D动车虚拟检修车间漫游系统开发

动车检修车间是高速铁路列车维护检修的重要场所,研究中以某动车检修车间为开发对象,鉴于等比例的三维检修车间模型构造复杂,开展了研究对象的简化建模,将其导入到Unity3D中进行系统开发;运用碰撞检测技术,结合C#脚本语言、数据库管理技术,实现了信息管理和读取;使用NGUI插件,对列车检修车间建筑、设备进行虚拟化及数字化设计,建立了虚拟检修车间漫游系统。该漫游系统具有真实感较强、交互性强等特点,可以使体验者快捷地了解检修车间结构和作业流程,对相关人员培训具有重要作用。     

SS4B电力机车转向架可视化标准作业系统研究

SS_4B型电力机车转向架结构复杂,检修工序繁琐,对作业人员的检修技能培训要求高,针对目前培训方式存在的问题,提出建立转向架可视化标准作业系统,综合利用多媒体技术、数字化建模技术以及虚拟现实技术,构建集三维动画和人机交互功能于一体,信息集中化、培训作业标准化、培训时空自由化、周期短且考核针对性强的可视化培训系统,实现对SS_4B型电力机车转向架系统的内部结构、检修流程及其动态拆装过程的逼真模拟,提升实操培训效率和沉浸式体验,提高检修人员技能水平。     

动车组运行故障分析及维修建议

我国铁路第六次大面积提速的标志是动车组列车的集中开行。随着动车组列车运用年限的增长,列车配件出现老化现象,设备故障逐渐增多,尤其是运行途中的设备故障已经影响到运输秩序的稳定。以动车组侧门故障为例,分析故障原因,并制定详细维修改进建议,可为后期动车组故障检修提供参考。     

上海轨道交通01A05型列车编码器监测装置

上海轨道交通01A05型列车编码器无输入端电流监测设备，当列车正线运行中出现编码器故障、列车对位不准的情况时，无法有效判别故障点，不能及时排除故障。为解决该问题，设计了一款列车编码器监测装置。介绍了编码器输入电流与列车牵引和制动运行的关系，介绍了列车编码器监测装置总体设计方案。通过该装置能够实时监控列车在ATO(列车自动运行)模式和手动模式下的运行状态，通过主控手柄发出的级位信号是否满足运行需求，能够准备判断出列车运行中出现编码器故障、列车对位不准的故障点，检修人员能据此及时排除故障，提升了排除故障的效率和准确性。     

城市轨道交通供电系统设备画像研究

城市轨道交通供电设备运营维护目前主要采用计划检修、故障检修模式，随着大数据处理、智能控制、BIM、物联网等先进技术的不断成熟，构建城市轨道交通供电设备智能运维系统，实现故障智能诊断已成为可能。本文通过引入“设备画像”的概念，结合不同设备的特点、常见故障、检修维护内容，定义了能够描述设备状态的各类标签，为智能运维系统的构建奠定了数据基础。     

大数据系统在上海轨道交通车辆运维中的初步应用

从建立大数据系统的要求入手,借助在线检测、数据传输、大数据分析及检修方式等手段,建立网络运营管控的大数据统一平台,实现运营、维护及维修综合化。该系统已初步应用于轨道交通车辆设备运维管理中,实现了实时监测列车状态和远程故障的诊断与处理,为状态修提供实时数据支撑,提高了检修效率,从而降低了运维成本。     

高速磁浮交通车辆检修制度优化研究

高速磁浮交通车辆现行检修制度大多采用预防性计划维修模式。计划修模式下，高速磁浮交通车辆的检修能力利用率较低，这在一定程度上影响了列车运行的可靠性和线路的运力，导致配属列车数和车辆基地规模的增加，为此亟需进行检修制度的优化。简述了现行高速磁浮交通车辆检修制度，分析其存在的不足。对高速磁浮交通车辆运行特点及零部件技术特征进行了分析，明确了高速磁浮交通车辆与传统轮轨车辆间的本质区别，二者的车辆故障规律差异很显著。基于高速磁浮交通车辆的设备特征及故障特征，对其采用均衡修的适应性及可行性进行分析。高速磁浮交通车辆具备在线诊断系统，可随时收集车辆各部件的运转状态，能适应优化后更为精益的检修制度。高速磁浮交通车辆维修工作中应引入均衡修策略，根据零部件不同的故障规律及故障影响情况，建立以零部件为重点检修对象的均衡修制度。可参考成都地铁的车辆均衡修模式，将高速磁浮交通车辆双周检、三月检及定修的检修内容拆分到月检和专项修中，以此减小车辆的维修频次，压缩列车扣修时间，提高列车利用率。     

基于Unity3d的铁路信号设备虚拟现实系统研究

为了使铁路维修维护人员快速了解铁路信号设备的构件及组成,进而增加对设备维修维护的技巧,开发兰州车站铁路信号设备虚拟现实系统。系统利用3DS Max软件进行优化建模、材质渲染、贴图烘焙,使模型能在较短时间内导入Unity3D并提高交互的实时性,运用Unity3D构建铁路现场的虚拟工作环境。用户通过虚拟现实系统可直观地掌握车站、区间及室内信号设备布设、组成及关联关系,同时了解站场及其他设施设备的布局。系统的操作简单、环境真实、沉浸感强,投入使用后达到预期的效果,辅助工作人员更好地完成维修维护工作。     

基于着色Petri网的下一代列控系统虚拟闭塞技术仿真分析研究

采用虚拟化的逻辑区段代替实际的轨道占用检测设备划分轨道区段，这对自然环境恶劣、维修维护工作困难的高寒铁路具有重要意义。针对下一代列控系统的特点，对其虚拟闭塞技术展开研究。分析了虚拟闭塞条件下，列车占用检查功能以及车地通信故障情况下，区间安全防护功能的逻辑实现。根据对虚拟闭塞技术的研究，以车地通信故障情况下，区间虚拟区段的封锁设置为例，采用着色Petri网的基本概念，利用CPN Tools建模仿真工具，对封锁功能进行建模仿真分析。根据验证结果，对所建模型进行分析修正，确保模型逻辑功能的正确性。     

CTCS-3级列控仿真系统的三维站场模拟平台设计与VR实现

为提高列控仿真系统的研发和教培效果,设计了一种三维站场模拟平台,采用虚拟现实(VR)技术,以低硬件设备成本,再现真实场景,并提供高沉浸感。三维站场模拟平台接收CTCS-3级列控仿真系统发送的站场和车载设备数据,以三维和VR方式还原真实线路环境中列车运行调度的实时场景,并可以进行列车驾驶相关操作。同时,该平台软件提供线路编辑工具,可实现任意站场和区间线路的扩展和升级,对于列控系统的研发和教培具有重要意义。     

基于Unity3D的高速动车组受电弓检修事故虚拟演示系统

针对高速动车组受电弓检修时操作不规范导致事故发生的问题,利用虚拟现实技术,基于Unity3D,设计并开发了高速动车组受电弓检修事故虚拟演示系统。通过3Ds Max进行建模,结合实际的检修事故案例,进行Unity3D场景搭建,利用Unity3D提供的碰撞检测功能监测检修行为。本系统与传统教学培训相比,减少了枯燥性,增强了沉浸感,满足受电弓检修人员的知识培训、模拟训练等需求。     

基于GNSS的虚拟应答器研究

Galileo系统的加入使全球导航定位系统GNSS的可靠性、安全性进一步加强.应答器是ETCS中采用的主要定位设备,但设备成本和维护费用较高是其主要不足.基于GNSS的虚拟应答器可以减少实际应答器在铁路上的铺设,明显减低设备成本和维护费用,并且可以准确的提供列车连续定位信息,增加系统定位的准确性.本文根据我国列车定位发展的需要,提出采用GNSS实现虚拟应答器(Virtual Balise)用于列车定位;文章重点介绍了虚拟应答器的概念、组成和软件系统的实现,采用全球卫星导航定位技术和地图匹配技术,应用专用铁路电子地图和一定的算法设计,通过车载系统软件处理来实现查询应答器功能;软件经青藏线数据测试,能准确捕获前方虚拟应答器信息实现虚拟应答器用于列车定位功能.     

基于虚拟现实技术铁路接触网维修仿真实训系统设计与实现

随着铁路快速发展,对安全、高效的培训需求不断增加,基于虚拟现实技术的仿真实训成为铁路技能人员培训的重要手段。以接触网维修为例,根据功能需求和不同虚拟现实开发方式特点,选择使用3dsMax和Unity3D作为开发工具,构建了接触网维修虚拟作业环境,实现接触网作业流程仿真和教学、练习和考试3种运行模式,达到较高的实训仿真水平,为接触网维修技能人员培训提供新型手段支撑。     

重庆单轨三号线信号系统ATP设备故障时的系统动作及应对方案

重庆单轨交通三号线信号系统ATP子系统具有各种诊断功能,当检测到故障时自动向ATP维护终端发送报警信息并对各种故障进行管理。特别是对故障会给列车运行带来障碍的设备,构成冗余系统,主备机之间相互监视状态。当单套设备故障时,系统能正常工作;当双套设备故障时,系统根据故障范围进行故障导向安全的动作。本文描述了ATP设备发生故障时的系统动作及应对方案。