[发明专利]一种基于虚实交互的城市轨道交通仿真验证平台

说明书

本发明提供了一种基于虚实交互的城市轨道交通仿真验证平台。通过采用虚实交互技术构建城市轨道交通仿真验证平台，实现真实场景与虚拟场景之间的联动和反馈功能，进而完成城市轨道交通各项任务的仿真测试和验证。通过引入虚实交互技术，使仿真更加逼近实际，提高了仿真的可信度和有效性，解决了以往仿真方法的各种弊端，为城市轨道交通仿真和验证问题提供了新的解决方案，对城市轨道交通系统的研发、设计、测试和调试具有重要意义。

技术领域

本发明涉及城市轨道智能交通领域，尤其涉及一种基于虚实交互的城市轨道交通仿真验证平台。

背景技术

随着科技的不断进步，轨道交通已成为城市交通的重要组成部分。如何提高城市轨道交通系统的安全、高效和稳定性成为当前研究的热点问题。在列车及其系统进行实际交付运营之前，需要对其进行广泛且深入的验证和测试。

目前轨道交通系统测试验证主要有纯虚拟仿真、实物测试和半实物仿真三种方法。 纯虚拟仿真具有高性价比、低风险、可定制、可重复等特点，但研发成本高、准确性存疑、缺乏真实世界的反馈，因此在一定程度上存在真实性问题，包括测试场景的真实性、数据来源的真实性、列车动力学仿真的真实性。实物测试可真实反映列车的实际工作条件，但可能不安全、低效且不可重复。 半实物仿真结合了纯虚拟仿真和物理测试的优点，但只允许实时仿真，不能进行离线仿真。

本发明提出虚实交互仿真测试，其结合了上述三者的优势，不但可以实现实时仿真，还可以实现离线仿真。虚实交互中的“实”指实际的列车、实际轨道交通环境等；而“虚”指虚拟列车、虚拟轨道交通环境（虚拟场景）等。“交互”是指实物与虚拟物之间的信息交互。利用数字孪生技术将实际列车姿态信息与状态信息离线或实时映射至虚拟列车中，同时构建基于真实信息与虚拟信息的混合仿真空间。通过虚实信息交互，实现城市轨道交通的测试验证评估。

基于虚实交互的城市轨道交通仿真验证平台为城市轨道交通仿真验证提供了一种新的方法，在轨道交通测试领域具有广阔的应用前景。 随着数字孪生技术和虚实交互技术的发展，可以进一步提高平台的准确性和可靠性，有效保障轨道交通的安全和效率。

本发明可以帮助轨道交通企业对轨道交通的各种应用场景进行测试和验证，为轨道交通的设计和改进提供准确可靠的数据，提高轨道交通的综合能力。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种新型的城市轨道交通仿真验证平台，通过虚实交互的方式，使仿真更加逼近实际，提高了仿真的可信度和有效性。同时，通过对仿真结果的评估，有助于提高轨道交通系统的运行效率和安全性。本发明具体采用如下技术方案：

一种基于虚实交互的城市轨道交通仿真验证平台，该平台包括

计算引擎，用于处理仿真和模型的运算，提供高效的计算能力；

存储系统，用于存储仿真和模型的数据，采集的数据及处理后的数据，并且管理数据的存取，其支持对历史数据和实时数据的快速访问和查询，并能够进行数据备份和恢复；

数据采集与传输接口，用于从真实的场景中获取数据，并能够实时传输数据到仿真平台中进行处理和分析；

数据处理器，用于将采集到的数据进行处理，包括数据清洗、数据预处理、数据转换等；

人机交互接口，负责处理用户与仿真平台的交互，提供用户友好的操作界面；

其特征在于，该平台还包括

场景管理器，负责管理仿真场景的生成和配置，通过预先定义的场景模板，方便用户定义和管理仿真场景；

模型管理器，负责管理仿真模型的生成和配置；

推理模块接口，负责处理推理模型的输入和输出，并通过接入强化学习算法完成自动驾驶等任务；

虚实交互管理器，负责管理仿真场景和实际场景之间的交互，将虚拟环境与现实环境融为一体；

评估管理器，负责评估仿真结果的准确性和合理性，并出具评估报告；