CN110867112B - 基于车机联控的行车凭证实训系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于车机联控的行车凭证实训系统及其工作方法，系统包括列车行车操纵台，列车行车操纵台分别与示教屏和实训沙盘相连接，列车行车操纵台上安装有语音采集装置，实训沙盘上设置有信号机和机车，机车分别与电子制动阀信息采集装置和司机控制器信息采集装置，电子制动阀信息采集装置和司机控制器信息采集装置均与列车行车操纵台相连接。本发明通过示教屏、机车、信号机等一整套培训设备，使得学员对铁路现场有一个宏观的认识，整个培训过程符合实际情况，从而能保证学员快速学习和掌握行车凭证的使用、LKJ操作规范以及非正常操作规范及行车操纵规范，实现立体动态教学。

Description

基于车机联控的行车凭证实训系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及铁路模拟训练的技术领域，尤其涉及一种基于车机联控的行车凭证实训系统及其工作方法。

背景技术

铁路行车基本闭塞区间设备不能使用（如信号机故障、封锁区段施工及事故救援等因素）干扰铁路运输生产时，需要使用行车凭证才能让列车进入区间，确保铁路运输正常运行。

行车凭证是列车进入区间(闭塞分区)的凭据，只有在设备故障或者非正常发车时才填发使用。对相关行车人员进行行车凭证的教育培训，已经是铁路职工教育必不可少的一个环节。以往的行车凭证培训工作，借助于实物的线路白板，并配以行车凭证实物牌、信号牌进行演示和讲解，教学过程不生动且没有操作记录，学员学习效果通常不是很理想。

发明内容

针对以往的行车凭证培训工作，借助于实物的线路白板，并配以行车凭证实物牌、信号牌进行演示和讲解，教学过程不生动且没有操作记录，学员学习效果通常不是很理想的技术问题，本发明提出一种基于车机联控的行车凭证实训系统。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于车机联控的行车凭证实训系统，包括列车行车操纵台学员练功台，列车行车操纵台和学员练功台均与示教屏和实训沙盘相连接，列车行车操纵台上安装有语音采集装置，实训沙盘上设置有信号机和机车，机车分别与电子制动阀信息采集装置和司机控制器信息采集装置，电子制动阀信息采集装置和司机控制器信息采集装置均与列车行车操纵台相连接。

优选地，所述语音采集装置包括拾音器，拾音器与语音识别模块相连接，语音识别模块与列车行车操纵台中的主机相连接。

一种基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，包括如下步骤：

S1，列车行车操纵台利用无线传输方式将设置内容分布下发沙盘控制器、动态示教屏设备上，动态示教线路上及沙盘信号机上预设机车行进的电子线路、电子线路上的区间揭示和定义各信号机状态；

S2，列车行车操纵台将步骤S1中预设信息传输至示教屏，示教屏实时显示区间线路信息、道岔、机车位置、信号机、信号机的运行状态、区间揭示、机车位置以及机车运行轨迹，机车在三维场景、动态示教线路、沙盘信号机上同步运行；

S3、示教屏录入车站端询问或者答复的表述方式，将车站端的应答语以文字的方式录入示教屏，示教屏利用文字转语音的方式，选择不同行车凭证类型，播放不同的语音，学员根据语音选择正确的应答方式；

S4、拾音装置获取学员的语音信息，并将语音信息上传至列车行车操纵台，列车行车操纵台根据学员语音信息，展示学员机车联控过程中实操情况；

S5、列车行车操台利用模糊识别的方式实时判断学员的操作是否正确，若操作正确，直接出机车联控成绩，若操作错误及时纠错，并同时在示教屏上语音及文字同步显示。

优选地，所述步骤S3中应答方式包括车站首先联系、学员主动联系和主副司机联系三种应答模式。

优选地，所述车站首先联系时，首先选择车站相应应答文字，将应答文字转换为语音播报，学员根据凭证类型选择语音应答，列车行车操纵台将语音转换成文字判断是否错误，若出现错误，列车行车操纵台进行自动纠错，并同时在示教屏上语音及文字同步显示；若语音应答正确，判断是否需要车站应答；若需要车站应答，则重复上述步骤；若不需要车站应答，则直接出机车联控成绩。

优选地，所述学员主动联系时，学员根据凭证类型选择语音应答，列车行车操纵台将语音转换成文字并比对应答标准，若比对错误，列车行车操纵台进行自动纠错；若比对正确后选择车站相应应答文字，并选择是否需要学员应答，若需要学员应答，重复上述步骤，若不需要学员应答，则直接出机车联控成绩。

优选地，所述主副司机联系时，学员根据凭证类型选择语音应答，学员选择首先应答主司机时，随后应答副司机，车行车操纵台直接将学员应答语音转换成文字并比对应答标准，若比对正确后，选择是否结束，若选择结束，则直接出机车联控成绩，若选择不结束，则重复上述步骤；若比对不正确时，列车行车操纵台进行自动纠错，并同时在示教屏上语音及文字同步显示。

本发明的有益效果：本发明通过示教屏、机车、信号机等一整套培训设备，使得学员对铁路现场有一个宏观的认识，整合多种先进技术，实现多种教学平台的互联互通，纵览区段虚拟全景和沙盘全景，结合LKJ操作演练达到让老师在简单高效的环境展示讲解行车凭证，学员在视觉、触觉、听觉等多方位感受真环境，学习使用行车凭证的时机和正确使用的方法，整个培训过程符合实际情况，从而能保证学员快速学习和掌握行车凭证的使用、LKJ操作规范以及非正常操作规范及行车操纵规范，实现立体动态教学。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的工作流程图。

图中，1为列车行车操纵台，2为学员练功台，3为示教屏，4为实训沙盘，5为电子制动阀信息采集装置，6为司控制器信息采集装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种基于车机联控的行车凭证实训系统，包括列车行车操纵台1和学员练功台2，列车行车操纵台为HXD3C机车操作台，操作台上配置有55寸液晶显示屏，能够显示三维场景及三维场景中操作报错文字显示及语音播报，利用三维场景方式补充沙盘面积的限制，在沙盘上不能显示的部分，可利用三维场景的方式展示出来，以更好模拟各种凭证的处理方式，以便于学员更好掌握行车凭证相关知识，该操作台准确地模拟监控装置于正常运行状态及平面调车状态下所需的各种色灯、手柄信号条件，学员可使用大小闸和司机控制器等进行模拟操纵行车，学员可实现各种凭证录入；示教屏配置车机联控模拟车站端程序，录入车站端应询问或者答复的表述方式，通过选择实现对车机联控规范用语的模拟和考核，示教屏上配置列车行车凭证示教软件，显示区间线路信息、道岔、机车位置、信号机位置、编号及状态，可以编辑信号机状态、区间揭示、机车位置及行驶轨迹等功能，控制沙盘信号机状态、道岔转辙机，与HXD3C机车操作台交互，发送前方信号机状态、LKJ传回行进公里标，沙盘信号机信息交互，控制所有沙盘信号机状态。

列车行车操纵台1和学员练功台2均与示教屏3和实训沙盘4相连接，示教屏为65寸多媒体触控教学一体机，实训沙盘上设置有轨道、转辙机、机车和沙盘信号机等组成，沙盘信号机通过无线智能控制的方式，电子线路可按照预先编制的脚本运行，并保持与行车仿真操纵台采用无线通信方式进行互动，支持预设多种非正常行车信号机及运行线路包含有计划绿证、临时绿证、有计划路票、临时绿票、手信号引导、特定引导、反方向行车、反方向路票行车等，非正常行车显示运行路径引导虚线，机车按照引导虚线运行；预先编制脚本时，教师可自定义线路上各信号机状态；演示时，教师可随时控制脚本的播放，并可临时修改各信号机状态；预先编制脚本时，教师可自定义线路上的各种揭示；演示时，机车运行到有揭示区间，系统会显示非正常行车中揭示说明、音视频场景展示揭示、并将揭示发送给行车仿真操纵台，实现整个系统的智能控制，列车行车操纵台1和学员练功台2相连接。

列车行车操纵台1上安装有语音采集装置，语音采集装置包括拾音器，拾音器为CIR电台拾音器，拾音器与语音识别模块相连接，语音识别模块与列车行车操纵台1中的主机相连接，利用CIR电台拾音器获取学员的语音，对获取的语音进行预处理、语音识别、模糊识别等，将学员语音转化为文字，和正确用语相比对，进行纠错，继而实现车机联控规范用语的培训和考核，识别过程中，首先用深度学习的方案将语音转化为文字，再次相对普通语音识别，对铁路专业术语包括“栋栋”11等读音需要单独训练，然后对转化后的文字利用模拟识别的方法进行判断是否符合规范用语的要求，继而对规范用于进行考核。

实训沙盘4上设置有信号机和机车，机车分别与电子制动阀信息采集装置5和司机控制器信息采集装置6，电子制动阀信息采集装置5和司机控制器信息采集装置6均与列车行车操纵台1相连接，利用电子制动阀信息采集装置和司机控制器信息采集装置用于采集电子制动阀、司机控制器的开关键输入输出信息，用于直接控制行车仿真的速度等状态，实现和机车功能互动，接收动态示教机车功能中的轨道信号、行车揭示、行车凭证等信息，并将学员的操作结果和信息反馈给机车，保证机车与列车行车操纵台之间互相协同，达到行车凭证动态示教功能，实现演练各种行车凭证情况下学员对LKJ设备的操作，包括正常操作与非正常操作，乘务员根据行车动态示教系统控制的轨道信号、信号灯状态、揭示信息和引导信息等各种条件，来判断当前应使用何种行车凭证行车，并作出对应的判断和操作，以此达到示教培训的目的，通过示教屏、机车、信号机等一整套培训设备，使得学员对铁路现场有一个宏观的认识，整合多种先进技术，实现多种教学平台的互联互通，纵览区段虚拟全景和沙盘全景，结合LKJ操作演练达到让老师在简单高效的环境展示讲解行车凭证，学员在视觉、触觉、听觉等多方位感受真环境，学习使用行车凭证的时机和正确使用的方法，整个培训过程符合实际情况，从而能保证学员快速学习和掌握行车凭证的使用、LKJ操作规范以及非正常操作规范及行车操纵规范，实现立体动态教学。

实施例2：一种基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，列车行车操纵台1利用无线传输方式将设置内容分布下发实训沙盘和示教屏3上，示教屏3上的动态示教线路上及实训沙盘中沙盘信号机上预设机车行进的电子线路、电子线路上的区间揭示和定义各信号机状态；

S2，示教屏3实时显示区间线路信息、道岔、机车位置、信号机、信号机的运行状态、区间揭示、机车位置以及机车运行轨迹，机车在列车行车操纵台1中三维场景、动态示教线路、实训沙盘中沙盘信号机上同步运行；

S3、示教屏3录入车站端询问或者答复的表述方式，将车站端的应答语以文字的方式录入示教屏，示教屏3利用文字转语音的方式，学员观察机车在列车行车操纵台1中三维场景、动态示教线路、实训沙盘中沙盘信号机上同步运行状态选择不同行车凭证类型，示教屏播放不同的语音，学员根据语音选择正确的应答方式；行车凭证采用行车凭证模块，用于行车凭证图例与含义说明的对应选择操作，演练人员可选择图例选择或含义选择，依据题目内容，选择对应的图例或含义说明图片，将其放置到答案框中，实现对行车凭证图例与含义的对应使用和学习；

S4、语音采集装置获取学员的语音信息，并将语音信息上传至列车行车操纵台，列车行车操纵台根据学员语音信息，展示学员机车联控过程中实操情况；

S5、列车行车操台1利用模糊识别的方式实时判断学员的操作是否正确，识别过程中，首先用深度学习的方案将语音转化为文字，再次相对普通语音识别，对铁路专业术语包括“栋栋”11等读音需要单独训练，然后对转化后的文字利用模糊识别的方法进行判断是否符合规范用语的要求，继而对规范用于进行考核，若操作正确，直接出机车联控成绩，若操作错误及时纠错，并同时在示教屏3上语音及文字同步显示。

其余结构与实施例1相同。

实施例3：如图2所示，一种车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，所述应答方式包括车站首先联系、学员主动联系和主副司机联系三种应答模式，所述车站首先联系时，首先选择车站相应应答文字，示教屏3将应答文字转换为语音播报，学员根据凭证类型选择语音应答，列车行车操纵台1将语音转换成文字判断是否错误，若出现错误，列车行车操纵台1进行自动纠错，并同时在示教屏3上语音及文字同步显示；若语音应答正确，判断是否需要车站应答；若需要车站应答，则重复上述步骤；若不需要车站应答，则直接出机车联控成绩。

所述学员主动联系时，学员根据凭证类型选择语音应答，列车行车操纵台1将语音转换成文字并比对应答标准，若比对错误，列车行车操纵台1进行自动纠错；若比对正确后选择车站相应应答文字，并选择是否需要学员应答，若需要学员应答，重复上述步骤，若不需要学员应答，则直接出机车联控成绩。

所述主副司机联系时，学员根据凭证类型选择语音应答，学员选择首先应答主司机时，随后应答副司机，列车行车操纵台1直接将学员应答语音转换成文字并比对应答标准，若比对正确后，选择是否结束，若选择结束，则直接出机车联控成绩，若选择不结束，则重复上述步骤；若比对不正确时，列车行车操纵台进行自动纠错，并同时在示教屏3上语音及文字同步显示。

其余工作方法与实施例2相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，列车行车操纵台（1）利用无线传输方式将设置内容分布下发实训沙盘和示教屏（3）上，示教屏（3）上的动态示教线路上及实训沙盘中沙盘信号机上预设机车行进的电子线路、电子线路上的区间揭示和定义各信号机状态；

S2，示教屏（3）实时显示区间线路信息、道岔、机车位置、信号机、信号机的运行状态、区间揭示、机车位置以及机车运行轨迹，机车在列车行车操纵台（1）上三维场景、示教屏上动态示教线路以及实训沙盘中沙盘信号机上同步运行；

S3、示教屏（3）录入车站端询问或者答复的表述方式，将车站端的应答语以文字的方式录入示教屏，示教屏（3）利用文字转语音的方式，选择不同行车凭证类型，播放不同的语音，学员根据语音选择正确的应答方式；

所述步骤S3中应答方式包括车站首先联系、学员主动联系和主副司机联系三种应答模式；

S4、语音采集装置获取学员的语音信息，并将语音信息上传至列车行车操纵台，列车行车操纵台根据学员语音信息，展示学员机车联控过程中实操情况；

S5、列车行车操台（1）实时判断学员的操作是否正确，若操作正确，直接出机车联控成绩，若操作错误及时纠错，并同时在示教屏（3）上语音及文字同步显示。

2.根据权利要求1所述的基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，其特征在于，所述车站首先联系时，首先选择车站相应应答文字，示教屏（3）将应答文字转换为语音播报，学员根据凭证类型选择语音应答，列车行车操纵台（1）将语音转换成文字判断是否错误，若出现错误，列车行车操纵台（1）进行自动纠错，并同时在示教屏（3）上语音及文字同步显示；若语音应答正确，判断是否需要车站应答；若需要车站应答，则重复上述步骤；若不需要车站应答，则直接出机车联控成绩。

3.根据权利要求1所述的基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，其特征在于，所述学员主动联系时，学员根据凭证类型选择语音应答，列车行车操纵台（1）将语音转换成文字并比对应答标准，若比对错误，列车行车操纵台（1）进行自动纠错；若比对正确后选择车站相应应答文字，并选择是否需要学员应答，若需要学员应答，重复上述步骤，若不需要学员应答，则直接出机车联控成绩。

4.根据权利要求1所述的基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，其特征在于，所述主副司机联系时，学员根据凭证类型选择语音应答，学员选择首先应答主司机时，随后应答副司机，列车行车操纵台（1）直接将学员应答语音转换成文字并比对应答标准，若比对正确后，选择是否结束，若选择结束，则直接出机车联控成绩，若选择不结束，则重复上述步骤；若比对不正确时，列车行车操纵台进行自动纠错，并同时在示教屏（3）上语音及文字同步显示。

5.一种基于车机联控的行车凭证实训系统，利用权利要求1-4中任意一项所述的基于车机联控的行车凭证实训系统的工作方法，其特征在于，包括列车行车操纵台（1）和学员练功台（2），列车行车操纵台（1）和学员练功台（2）均与示教屏（3）和实训沙盘（4）相连接，列车行车操纵台（1）和学员练功台（2）相连接，列车行车操纵台（1）上安装有语音采集装置，实训沙盘（4）上设置有信号机和机车，机车分别与电子制动阀信息采集装置（5）和司机控制器信息采集装置（6），电子制动阀信息采集装置（5）和司机控制器信息采集装置（6）均与列车行车操纵台（1）相连接。

6.根据权利要求5所述的基于车机联控的行车凭证实训系统，其特征在于，所述语音采集装置包括拾音器，拾音器与语音识别模块相连接，语音识别模块与列车行车操纵台（1）中的主机相连接。

Images