高速铁路列控仿真培训系统开发

前言：本站为你精心整理了高速铁路列控仿真培训系统开发范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

摘要：高速铁路列控仿真培训系统，用于提高铁路职工对故障的分析和处理能力。在分析仿真培训系统需求的基础上，通过运行在．net平台上的C＃语言开发了具备培训电子书、故障案例库、自测系统、故障统计、故障再现功能的仿真培训系统，使培训工作变得更加高效。

关键词：高速铁路;培训系统;故障案例;故障再现

我国高速铁路运营里程已经达到2万多公里，列车运行控制系统是动车组安全运行的重要技术装备，具有设备新、技术含量高、类型多以及结构复杂等特点，依靠过去传统的技术培训方式不能满足现场维护人员的需要。为此，开发一套列控仿真培训系统，来提高现场维护人员的技术水平和应急处置能力。

1功能需求

仿真培训系统的内容及方式，对提高培训质量起着关键作用。根据列控车载系统的组成结构、故障场景和培训人员知识结构，仿真培训系统应实现培训内容、统计分析及故障再现等功能，系统需求结构如图1所示。1．培训内容，包括电子书、典型故障案例库和自测系统。通过多年的运用和实践，现场积累了大量的列控设备故障数据，虽然某些故障发生场景不完全相同，但本质相同，可以按类别归纳成典型案例，建立案例库；而且案例库还应不断优化和完善。培训系统具有可编辑性，可根据培训人员所学内容，随机生成测试试题，培训人员完成测试后，系统能自动阅卷，检验学习效果。2．统计分析。将现场实际故障录入系统后，系统能够自动进行统计分析，给出不同模块发生故障的频率，为现场维护提供辅助决策。3．故障再现。典型故障案例发生后，可将车载设备人机界面进行动态回放，实现故障场景再现，加深学员对故障过程的认识，提高故障应急处理能力。

2系统设计

2．1培训内容

电子书主要为培训人员提供列控设备相关基础知识，车载设备由多个模块组成，在用的车载设备有5种型号，培训系统需对不同型号车载设备的每一个模块的内容进行详细介绍，包括故障概况、故障分析、处理措施、故障点评等。软件设计时，采用可扩展标记语言XML进行电子书的结构设计，XML文档形成了一种树结构，从“根部”开始，然后扩展到“枝叶”，电子书XML文档树结构如图2所示。培训用的文本资料经过树结构的方式转化为XML格式的文档，开发过程中将XML文档中的文本信息读出，并使用WebBrowser控件将文字资料分层次的显示出来，最终形成可供培训人员方便学习的电子书，电子书的制作过程如图3所示自测系统根据电子书和典型故障案例的内容，随机生成一套试题，用于对培训人员进行测试评估，培训人员对试题进行作答后，自动进入下一题的测试，以达到自动测试的功能；培训人员完成全部答题后，系统根据培训人员答题内容进行打分，同时显示培训人员答错题的正确答案，帮助培训人员加深对未掌握知识点的学习。

2．2统计分析

现场人员将列控车载设备实际故障情况输入系统后，系统自动生成故障对比统计柱状图，给出故障频发的模块类型，指导现场维护人员关注该模块的运用情况，为降低设备故障提供决策依据。故障统计分析功能，采用ADO．NET及GDI＋绘图技术进行数据的读取与柱状图的绘制。底层数据库的设计采用铁路局的名称作为表的索引，RailwayName的数据类型为短文本，其余字段为数字。故障统计数据库的设计视图如图4所示。

2．3故障再现

故障再现开发采用3层架构方式，即表现层、业务逻辑层、数据访问层。表现层主要包括相关的信息界面；业务逻辑层主要包括列车牵引／制动模型和ATP控车模型；数据访问层包括培训人员输入的信息、业务逻辑层输出信息，如图5所示。

3系统实现仿真培训

系统采用ADO．NET技术。即应用程序使用ADO．NET连接数据库中的数据，并且撷取、处理及更新数据库中所含的数据。在获取底层数据库中的数据后，使用．NET平台中的Win－form应用程序对仿真培训系统的界面进行开发。

3．1培训内容

电子书与故障案例库的实现效果如图6所示，左侧列出了电子书的目录，显示了大致结构，向培训人员展示了电子书的主要培训内容。通过目录节点的选择，在其右侧显示典型故障案例的具体信息，详细展示了故障概况、故障分析、处理措施、故障点评等。培训人员可以选择不同的章节，随机生成一套试题，完成全部试题并提交试卷后，系统自动评判，答错的题目可再学习，从而起到强化学习的目的。

3．2统计分析

可以统计全国各铁路局故障情况，并将统计结果用柱状图的方式展示，包括不同车型、不同模块发生故障情况，如图7所示。

3．3故障再现

该部分采用3层架构，使用的代码结构清晰、耦合度低，可维护性和扩展性高，有利于开发和适应需求的变化，故障再现功能如图8所示。培训人员通过点击故障再现部分的开始按钮，进行故障案例的重现，将故障发生前后列车的状态信息以动态的效果进行展示，使培训人员感到更加身临其境。采用底层数据库驱动的方式实现列车的运行，只需修改数据库中的数据，即可再现列车在不同状态下人机界面的显示，最大程度的开拓培训人员的视野。

4结束语

为满足我国高铁列控系统现场维护人员需要，对仿真培训系统各部分功能进行总体设计，通过运行在．net平台上的C＃开发语言，实现列控仿真培训系统各项功能。目前，该系统在北京电务段进行了现场试用，现场人员认为该系统对提高培训人员的素质及指导现场维护有重要作用，培训手段新颖、生动，对现场故障再现具有直观、易懂等特点，有利于提高培训效果，并建议进一步丰富现场案例。

参考文献

［1］孟宪影，刘朝良，戚戎．水电厂实时跟踪／故障仿真培训系统的设计与研究［J］．中国电力教育，2010（10）：237－239．

［2］林颖，刘骄，陈忠，等．电子产品故障维修仿真培训系统设计与开发［J］．微计算机信息，2006，22（19）：274－276．

［3］刘梦成，孔繁虹．城轨列车故障仿真培训系统的研究［J］．铁路计算机应用，2015（10）：64－67．

［4］付强，刘木齐，姜庆阳．CTCS－2级列控培训系统的设计与实现［J］．铁道通信信号，2015，51（5）：38－40．

作者:刘语馨