原文传递
现代有轨电车模拟驾驶系统的研究与实现
| 论文题名： | 现代有轨电车模拟驾驶系统的研究与实现 |
| 关键词： | 城市交通;有轨电车;电车驾驶;虚拟技术 |
| 摘要： | 随着国家对城市轨道交通基础设施建设的投入加大，相比起地铁和轻轨的造价高、工期长等特点，现代有轨电车具有清洁环保、灵活的优势，还能够缓解城市公共交通拥堵的问题，现代有轨电车在全国的发展前景十分广阔。这样对有轨电车的司机的操作水平就有了更高的要求，怎样能够让这些受训的司机更加安全、快速的学习驾驶有轨电车，这就需要寻找一种安全、科技、高效、实用的模拟驾驶装置。用来模拟现代有轨电车司机在实际的运营条件下的操作，利用虚拟现实技术来模仿一个真实的环境和操作平台，完成对司机的驾驶培训。本文首先介绍了现代有轨电车模拟驾驶系统的组成结构及其功能，分析了现代有轨电车的运行流程，然后以现代有轨电车模拟驾驶数学模型为基础，编写现代有轨电车模拟驾驶动力学仿真软件，由于轨旁运行控制系统负责对整个线路上有轨电车的监控，所以对有轨电车轨旁运行系统进行建模仿真，利用虚拟现实技术制作视景动画，完全根据实际现代有轨电车驾驶操作平台设计其驾驶环境，最后展示了模拟驾驶系统的整体布局。 本研究主要内容包括：⑴对现代有轨电车模拟驾驶装置进行了各系统的设计和功能分析。⑵首先通过分析对有轨电车运行状态和受力情况，建立了牵引计算数学模型和运动过程模型，然后对比有轨电车的计算模型，通过对比单质点和多质点模型，结合最优控制策略，最后通过VB编写的上位机软件对所建立的动力学模型进行仿真。⑶有轨电车轨旁运行控制环境仿真系统模拟了城市轨道交通信号设备的状态和基本的运营场景，对需要模拟的线路信号设备进行了数学建模，包括信号机、道岔、轨道区段以及站台的建模分析,对静态信号设备的状态模拟进行了设计。利用VB软件编写图形化站场图显示界面，能够模拟单列或多列车的运行。对移动授权的基本计算原理进行了分析，并且设计了针对本文的移动授权计算过程及实现方式。通过Labview软件编写驾驶台操作界面，与通信接口和联锁模块进行数据通信，将真实的操作在驾驶台软件界面反应出来，用于对列车的运行监控。利用TCP/IP通信协议模拟教员发送相关的操作指令给学员，并根据运行控制系统的命令，实现对轨旁设备的控制。⑷视景仿真系统首先介绍了视景仿真模拟需要的软件3ds max和VRP进行，然后把3ds max建模的场景导入VRP中，对模拟驾驶在虚拟现实视景的控制进行说明，最后将视景动画进行展示。⑸通过对有轨电车动力学的仿真模拟，轨旁运行控制环境仿真系统的建模仿真以及模拟有轨电车视景动画，对有轨电车模拟驾驶系统进行展示，采用良好的人机交互界面，能够直观的反应出模拟驾驶过程中操作者的各项技能和考核结果。 |
| 作者： | 巴锦韬 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 车军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
