[发明专利]一种转辙机的三维模拟培训系统

说明书

技术领域

本发明涉及转辙机操作虚拟培训领域，尤其涉及一种转辙机虚拟培训系统。

背景技术

转辙机是道岔控制系统的执行机构，用于转换锁闭道岔尖轨或心轨，监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态。转辙机作为城市轨道交通系统的重要设备之一，其对列车行车安全、提高列车通过能力等都起着至关重要的作用，转辙机的操纵是否正确直接影响列车的运行。因此，对于从事转辙机操控的作业人员必须进行系统的培训，才能保证作业人员能对转辙机进行正确的操作。

但是，现有的转辙机操作培训主要以理论培训、现场操作指导等形式展开，由于受培训资源和场地等条件的限制，使得其培训成本高、培训效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的所提供的转辙机虚拟培训系统可有效降低培训成本，并且本发明的转辙机虚拟培训系统可同时对多个培训人员进行系统培训，可有效提高培训效率。

为解决上述技术问题，本发明的一种转辙机的三维模拟培训系统，包括：培训服务器、培训数据库和至少一台培训客户端；其中，所述培训服务器设有转辙机培训平台，所述转辙机培训平台包括理论学习模块、操作训练模块和能力评估模块；所述培训服务器向所述培训客户端提供人机交互界面，所述人机交互界面设有理论学习模块控件、操作训练模块控件和能力评估模块控件；所述培训数据库设有转辙机零部件的三维模型库、学习场景数据库、操作训练场景数据库、能力评估场景数据库、转辙机三维机械结构图、转辙机三维电气接线图、转辙机操作流程、转辙机装配动作数据、转辙机拆卸动作数据、转辙机检修动作数据、转辙机故障处理动作数据、测试试题库、标准答案库和培训人员信息；所述培训数据库与所述培训服务器连接，用于分别向所述理论学习模块提供所述学习场景数据库、所述三维模型库、所述转辙机三维机械结构图、所述转辙机三维电气接线图和所述转辙机操作流程以模拟理论学习场景，向所述操作训练模块提供所述三维模型库、所述操作训练场景数据库、所述转辙机装配动作数据、所述转辙机拆卸动作数据、所述转辙机检修动作数据和所述转辙机故障处理动作数据以模拟操作训练场景，向所述能力评估模块提供所述测试试题库、所述标准答案库和所述培训人员信息以进行培训人员的能力评估；所述培训客户端设有浏览器，所述培训客户端通过所述浏览器登录到所述培训服务器的转辙机平台，以使所述培训人员通过所述学习模块控件、所述操作训练模块控件和所述能力评估模块控件分别对所述理论学习模块、所述操作训练模块和所述能力评估模块进行操控。

作为上述方案的改进，所述转辙机零部件的三维模型是通过Solidworks三维设计与建模软件对转辙机的外观数据构建三维几何模型，并采用3D Max软件对转辙机的部件数据构建转辙机的物理模型，再采用Unity 3D和Visual C#软件将所述三维几何模型与所述物理模型进行关联后所形成的，所述部件数据包括转辙机的部件组成、部件空间位置、部件尺寸大小和部件动作顺序。

作为上述方案的改进，所述培训服务器采用三层架构模式，所述三层架构模式从下至上依次为数据连接层、逻辑层和用户交互层；其中，所述数据连接层采用Visual C#软件和SqlConnection组件进行开发，用于连接所述培训数据库，以对所述培训数据库进行读写操作；所述逻辑层采用Visual C#软件进行开发，并采用DLL的形式呈现，用于对所述培训数据库中的数据进行分析和处理；所述人机交互界面采用html和javascript实现，所述人机交互界面的色彩和所述学习模块控件、所述操作训练模块控件和所述能力评估模块控件位置通过CSS样式表进行控制。

作为上述方案的改进，所述培训数据库基于asp.net 4.0的运行框架，采用ML SQL Server2008R2数据库对所述培训数据库进行保存与管理。

作为上述方案的改进，所述部件数据通过XML文本生成，以导入Unity 3D渲染引擎进行实时渲染。

作为上述方案的改进，所述理论学习模块通过Flash和3D Max软件对所述学习场景数据库、所述转辙机三维机械结构图、所述转辙机三维电气接线图和所述转辙机操作流程进行学习动画制作，并采用Unity 3D对所述学习动画进行实时渲染，用于模拟转辙机的机械结构、电气原理和操作流程的理论学习场景；其中，所述机械结构包括转辙机各部件组成、名称、规格型号、位置关系、功能关系和装配工艺，所述电气原理包括转辙机各电气部件的组成、名称、规格型号、电气参数和连接关系，所述操作流程包括转辙机不同维修周期的检修作业内容、检修工艺和常见故障判断方法。