马加奎
中国铁路济南局集团有限公司济南工务机械段 山东济南 250001
摘要：为进一步提高职工教育培训工作实际效果，确保新职人员基本操作技能和各类适应性、应急处理等方面培训和岗位练兵的实际效果，开发具有代表性的 DCL-32型连续式捣固车仿真实训系统，该系统由三大系统组成，能改善实训条件、提高培训效率、缩短大型线路机械司机的培训周期、降低教学成本。
关键词：连续式 捣固车 仿真系统 建设方案
0 引言
大型线路机械司机作为这些设备的操作（含运行、作业）、保养、检修人员，其实作技能的高低直接影响着设备效能的发挥和现场安全生产。而目前的实作培训基本上在生产现场直接进行，给安全生产和设备使用造成很大的安全隐患，引进仿真设备可减少了以生产代培训而形成的安全隐患、降低教学成本。配备大型养路机械仿真实训系统，开发具有代表性的 DCL-32型连续式捣固车仿真实训系统，不仅可供大机司机使用，同时其运行、制动及故障排除等可供工务系统轨道车司机培训借鉴[1-3]。
1仿真系统简介
《DCL-32型连续式捣固车仿真实训系统》提供的实训系统采用仿真软件与实物操作设备相结合的方式，以仿真设备、影像、图形图像、声音以及可沉浸其中的虚拟现实场景(全三维数字化)为手段，逼真再现DCL32捣固车的操纵界面、操作显示设备、控制逻辑以及线路场景。系统所有电气、电子、机械、气动系统的逻辑、关联关系与真实车辆一致，能够完成标准化模拟驾驶、全面整备检查演练、制动机试验演练、应急故障处理演练，标准化作业实训演练（包括作业各工位的操作）并具有教学指导、教学管理和考核等功能。仿真系统如图1所示。
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图1仿真系统示意图
2系统模块组成
该系统包括连续式捣固车模拟驾驶演练系统、施工作业模拟演练系统和网络化交互演练系统。
2.1连续式捣固车模拟驾驶演练系统
(1)前驾驶室舱体
抄平起拨道捣固车模拟驾驶系统实训演练装置仿真DCL-32型捣固车驾驶室按1：1模式设计制造，外观、高度、涂装风格、内饰与实际车辆相一致。内含司机驾驶台及驾驶操作的必要设备。配备与真实车辆一致的内部设备、设施，包括完整的运行控制和显示设备。并安装低照度定焦或手动变焦摄像头，用于监控司机室内的情况以及受训司机的表现，监视画面可在教员的控制下在观摩系统上实时显示和回放。
(2)前驾驶室司机驾驶台
操纵台上布置的按钮、开关、指示灯、先导阀手柄、压力仪表、速度表、转速表、机车信号灯等与真实机车的大小、外观、布局相一致；具备与实际机车上一致的显示内容、操作方式、分辨率、颜色、菜单结构、内部逻辑与功能。所有的显示系统具有与真实系统相同的界面、菜单结构、按钮及功能；系统触发的捣固车故障现象与真实情况一致。
(3)视景显示系统
主要显示前方线路、沿途车站及相应的自然景观，能够为司机提供高度沉浸感的运行环境。能够为司机提供浸感的运行环境。可以模拟运行途中应急故障发生时的各种天气状况、线路状况及其他因素，可以更真实的模拟故障发生的场景、故障现象，有助于故障原因的分析和查找处理。
2.2施工作业模拟演练系统
抄平起拨道捣固车模拟作业系统实训演练装置仿真DCL-32型捣固车1号位操作室按1：1模式设计制造；作业车的所有作业装置、液压、电气、电子、机械系统的结构、关联关系及动作时序均根据实际形式进行一对一的仿真；作业小车作业、制动系统均按照真实情况产生控制指令和响应。
(1)施工作业操纵台
作业操纵台包含工作控制面板、工作操作面板、气动系统面板、液压系统面板等设备，这些设备的大小、外观、布局、功能与真实DCL32型捣固车上对应的设备一致；空气制动阀外观、功能与真实车辆一致。作业操作台上布置的按钮、开关、指示灯、液压阀手柄、压力仪表、速度表、转速表等控制按钮与真实机车的大小、外观、布局相一致，且具备与实际机车上一致的显示内容、操作方式、分辨率、颜色、内部逻辑与功能。
(2)模拟作业台具有的功能
主要包括：作业控制装置及功能；解开作业机构安全锁定装置、接通作业控制系统；检测小车、起拨道装置、夯拍器收放到正确位置；ALC操作内容；人工操作、自动捣固作业过程设置；捣固车收车作业过程；作业安全与故障应急方案设计。
2.3 网络化复合型交互演练系统
在全三维的数字作业车内，司机驾驶台上的运器设备及其他显示设备，能够随着学员的演练，实时发生相对应的改变，显示内容、操作方式、内部逻辑与功能与实际作业车一致，学员可通过键盘鼠标，进行虚拟设备的操作。显示屏可显示虚拟作业车操作及线路场景的实时画面，亦可实时、动态并以矢量方式显示作业车的有关控制电路等的原理图。采用情景化实训模式，可以进行整备检查、正常驾驶、应急故障处理、非正常行车处理、施工作业等方面的实训演练。
3实训功能
(1)区间模拟驾驶演练。可实现基础驾驶培训、模拟演练培训和模拟演练考核内容，能按照标准、典型线路和选择不同的特殊驾驶情况进行驾驶操作模拟，可与其他工位人员配合进行施工作业演练。
(2)YZ-1制动机试验演练。基于对制动机原理的全仿真，可以进行制动机试验的实作演练。
(3)非正常情况下行车仿真演练。系统应具备在三维仿真线路场景内进行非正常演练的功能。如：大雾、大雪、人员伤亡、线路险情等。
(4)施工作业演练。交互演练系统5套终端作为一个编组，分别扮演一至五号工位，各号协作进行演练。
(5)全面整备检查虚拟仿真演练。按照现场的工作流程，可以进行检查的内容、要求、操作方法等的演练。
(6)常见故障排除、部件虚拟拆装仿真演练。能够满足日常生产中经常遇到的设备故障排除、主要部件虚拟拆装的仿真演练，具备培训及实作技能的考试考核功能。
(7)日常与定期检查保养仿真演练。按照修规要求对日常和定期检修保养的项目进行仿真演练。
4结论
大型养路机械为当今世界养路机械的先进水平，操作、维修复杂，技能培训内容多、周期长，实训设备必不可少，开发仿真实训设备既可以提高培训效果又可以缩短培训周期、提高培训效率。该系统包括连续式捣固车模拟驾驶演练系统、施工作业模拟演练系统和网络化交互演练系统，可实现区间模拟驾驶、制动机试验演练、非正常情况下行车演练、施工作业演练、常见故障演练及保养演练等，真正实现了学员的多方位培训，提高了学员的实际技能。
参考文献
[1] 毕乃双，王厚杰，童思友，等. 海洋地质海上实践教学虚拟仿真系统的设计与建设[J].中国地质教育，2021.（1）1-6.
[2]罗聪，綦春明，卜波. 基于系统动力学的建筑施工安全系统脆弱性仿真分析[J]. 安全与环境工程,2021,28(01),1-7+43.
[3] 陈金强，赵丽平，解绍锋，陈维荣. 高铁牵引供电系统虚拟仿真实验教学设计与实践[J]. 高等工程教育研究. 2021,(01)，67-71+107.