JPS6163879A - プラント模擬装置 - Google Patents
プラント模擬装置Info
- Publication number
- JPS6163879A JPS6163879A JP18573284A JP18573284A JPS6163879A JP S6163879 A JPS6163879 A JP S6163879A JP 18573284 A JP18573284 A JP 18573284A JP 18573284 A JP18573284 A JP 18573284A JP S6163879 A JPS6163879 A JP S6163879A
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- JP
- Japan
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- plant
- state
- digital
- plant state
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、模擬運転をいったん停止した後に改めて連続
的な模擬運転を再開する場合の初期化を判定する手段を
備えたプラント模擬装置に関する。
的な模擬運転を再開する場合の初期化を判定する手段を
備えたプラント模擬装置に関する。
プラント模擬装置には、実プラントの一部と組合わせて
運転模擬を行なうものがある。このようなプラント模擬
装置によれば、今後増設、改造等の予定されるプラント
に対して、増設、改造後のプラントの運転状態を実プラ
ント同様の態様で模擬することができ、増設、改造後の
プラントの把握および運転訓練等が前もって可能となる
。また、現実に存在するプラントの場合には、その一部
を組合わせることにより、他の部分の挙動を予測するこ
とができ、実プラントにおける異常に対し、迅速かつ適
確に対処できるようになる。このような、実プラントと
組合わせて運用するプラント模擬装置には、模擬運転開
始の際にそのときの実ブランド状態にみあう模擬プラン
トの定常状態をデジタル演算器により演算し、それを初
期状態として自動的に初期化を行なうようにしたものが
ある。
運転模擬を行なうものがある。このようなプラント模擬
装置によれば、今後増設、改造等の予定されるプラント
に対して、増設、改造後のプラントの運転状態を実プラ
ント同様の態様で模擬することができ、増設、改造後の
プラントの把握および運転訓練等が前もって可能となる
。また、現実に存在するプラントの場合には、その一部
を組合わせることにより、他の部分の挙動を予測するこ
とができ、実プラントにおける異常に対し、迅速かつ適
確に対処できるようになる。このような、実プラントと
組合わせて運用するプラント模擬装置には、模擬運転開
始の際にそのときの実ブランド状態にみあう模擬プラン
トの定常状態をデジタル演算器により演算し、それを初
期状態として自動的に初期化を行なうようにしたものが
ある。
例えば、模擬プラントの物理モデルが次の（１）式で示
す線形微分方程式で表わされるものとする。
す線形微分方程式で表わされるものとする。
ｄＸ／ｄｔ＝Ａ−％＋ＢＰ −−・−・・（１）ここ
で、×は模擬プラントにおける２個の状態変数Ｘを要素
とするベクトルを表わす。Ｐは実プラントから取込まれ
るｍ個の実プラント状態ｐを要素とするベクトルを表わ
す。また、Ａ、Ｂはそれぞれｇｘｐ、２ｘｍの行列から
なる計数を表わす。上記（１）式より、Ｘの定常解は次
の（２）式で表わされる。
で、×は模擬プラントにおける２個の状態変数Ｘを要素
とするベクトルを表わす。Ｐは実プラントから取込まれ
るｍ個の実プラント状態ｐを要素とするベクトルを表わ
す。また、Ａ、Ｂはそれぞれｇｘｐ、２ｘｍの行列から
なる計数を表わす。上記（１）式より、Ｘの定常解は次
の（２）式で表わされる。
Ｘ−−Ａ′１ ・Ｂ−Ｐ ・・・・・・（１）
ただし、Ａ ４はＡの逆行列を表わす。
ただし、Ａ ４はＡの逆行列を表わす。
この定常解を初期状態としてプラント模擬装置の初期化
を行なうことにより、適宜の時期に模擬運転を開始する
ことができる。
を行なうことにより、適宜の時期に模擬運転を開始する
ことができる。
ところが、このようなプラント模擬装置においては、実
プラントの状態にみあう模擬プラントの定常状態を初期
状態としているため、模擬プラント状態が過渡的状態に
ある時点で模擬運転をいったん停止し、改めて模擬運転
を再開する場合、過渡的状態にあった模擬プラント状態
は定常状態に初期化され、連続的な模擬運転を継続する
ことができなくなるという問題があった。
プラントの状態にみあう模擬プラントの定常状態を初期
状態としているため、模擬プラント状態が過渡的状態に
ある時点で模擬運転をいったん停止し、改めて模擬運転
を再開する場合、過渡的状態にあった模擬プラント状態
は定常状態に初期化され、連続的な模擬運転を継続する
ことができなくなるという問題があった。
また、模擬運転再開時の模擬プラント状態の初期状態を
模擬運転停止時の模擬プラント状態にしたとしても、模
擬運転停止中に実プラントの状態は時々刻々変化するた
め、模擬運転再開後の実プラントと模擬プラント装置に
より模擬された系統の安定性を保証することができない
ことになる。
模擬運転停止時の模擬プラント状態にしたとしても、模
擬運転停止中に実プラントの状態は時々刻々変化するた
め、模擬運転再開後の実プラントと模擬プラント装置に
より模擬された系統の安定性を保証することができない
ことになる。
（発明の目的〕
本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、実プラントと模擬された系統を連動させた
運転をいったん停止した後、継続して運転を再開する際
、再開後の過渡変化が模擬された系統に対して大きな外
乱となるか否かを自動的に判定し、再開後の模擬系統の
安定性が保証される場合には連続外な運転を再開するこ
とができるプラント模擬装置を提供することにある。
その目的は、実プラントと模擬された系統を連動させた
運転をいったん停止した後、継続して運転を再開する際
、再開後の過渡変化が模擬された系統に対して大きな外
乱となるか否かを自動的に判定し、再開後の模擬系統の
安定性が保証される場合には連続外な運転を再開するこ
とができるプラント模擬装置を提供することにある。
以上の目的達成のため、本発明のプラント模擬装置は、
実プラントの状態を入力するとともに、プラントの物理
特性および制御装置の機能を模擬し、実プラントの状態
から模擬すべきプラントの定常状態を演算するデジタル
演算器と、このデジタル演算器に模擬演算用データを与
える指導員コンソールと、前記デジタル演算器で模擬し
たプラント状態を表示するとともに、運転訓練用の操作
を前記デジタル演算器に入力する模擬制御盤と、模擬運
転停止時の前記デジタル演算器で模擬した模擬プラント
状態を記憶するとともに、模擬運転再開時に模擬プラン
ト状態を更新するか否かの判断規準となる各模擬プラン
ト状態毎の許容誤差を予め記憶させておく記憶手段と、
前記デジタル演ｎ１５１で演算された模擬プラント状態
の初期状態と模擬運転停止時の模擬プラント状態との差
を各模擬プラント状態毎に演算するとともに、そのそれ
ぞれの差が対応する許容誤差の範囲に収まっているか否
かを判定する初期化判定手段と、模擬運転再開時に、前
記模擬運転停止時の模擬プラント状態と各模擬プラント
状態毎の許容誤差を前記記憶手段より取出すとともに、
現在の実プラント状態から求めた模擬プラント状態の定
常状態と模擬運転停止時の模擬プラント状態との差が対
応する前記許容誤差内に収まっているか否かを前記初期
化判定手段により各状態毎に判定し、許容誤差内に収ま
っている模擬プラント状態に対しては模擬運転停止時の
状態を初期状態とし、許容誤差内に収まっていない模擬
プラント状態に対しては定常状態を初期状態として初期
化を行なう手段とを具備したことを特徴とする。
実プラントの状態を入力するとともに、プラントの物理
特性および制御装置の機能を模擬し、実プラントの状態
から模擬すべきプラントの定常状態を演算するデジタル
演算器と、このデジタル演算器に模擬演算用データを与
える指導員コンソールと、前記デジタル演算器で模擬し
たプラント状態を表示するとともに、運転訓練用の操作
を前記デジタル演算器に入力する模擬制御盤と、模擬運
転停止時の前記デジタル演算器で模擬した模擬プラント
状態を記憶するとともに、模擬運転再開時に模擬プラン
ト状態を更新するか否かの判断規準となる各模擬プラン
ト状態毎の許容誤差を予め記憶させておく記憶手段と、
前記デジタル演ｎ１５１で演算された模擬プラント状態
の初期状態と模擬運転停止時の模擬プラント状態との差
を各模擬プラント状態毎に演算するとともに、そのそれ
ぞれの差が対応する許容誤差の範囲に収まっているか否
かを判定する初期化判定手段と、模擬運転再開時に、前
記模擬運転停止時の模擬プラント状態と各模擬プラント
状態毎の許容誤差を前記記憶手段より取出すとともに、
現在の実プラント状態から求めた模擬プラント状態の定
常状態と模擬運転停止時の模擬プラント状態との差が対
応する前記許容誤差内に収まっているか否かを前記初期
化判定手段により各状態毎に判定し、許容誤差内に収ま
っている模擬プラント状態に対しては模擬運転停止時の
状態を初期状態とし、許容誤差内に収まっていない模擬
プラント状態に対しては定常状態を初期状態として初期
化を行なう手段とを具備したことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図はプラント模擬装置を示すブロック構成図である
。
。
符号１は模擬する実プラントの制ｍ盤と同一型で、かつ
同一機能を有する模擬制御盤である。運転訓練員はこの
模擬制御Ｉｌｌｌｌ上の各種ランプ、指示計等によりプ
ラントの状態を把握し、模擬制御！Ｉ８１上の各種操作
スイッチによりプラント運転操作を行なうことができる
。
同一機能を有する模擬制御盤である。運転訓練員はこの
模擬制御Ｉｌｌｌｌ上の各種ランプ、指示計等によりプ
ラントの状態を把握し、模擬制御！Ｉ８１上の各種操作
スイッチによりプラント運転操作を行なうことができる
。
符号２は入出力装置で、模擬制ａｌｌ盤１がらの運転訓
練員の操作信号Ｕｔと、指導員コンソール４からの指導
員の指令信号ｒｔと、実プラント５がら模擬プラントへ
入力するプラント状態信号Ｐｔとをデジタル演算器３へ
転送する。
練員の操作信号Ｕｔと、指導員コンソール４からの指導
員の指令信号ｒｔと、実プラント５がら模擬プラントへ
入力するプラント状態信号Ｐｔとをデジタル演算器３へ
転送する。
上記デジタル演算器３は模擬演算部３ａと初期化制御部
３ｂとからなり、模擬演算部３ａにおいては実プラント
５からのプラント状態信号Ｐｔと運転訓練員の操作信号
Ｕｔとを読込み、模擬するプラントにおける制御装置の
機能の模擬演算およびプラントの物理的動特性の模擬演
算を行ない、その結果０１を入出力装置２を介して模擬
制ｗＪ盤１上の各種ランプ、指示計へ表示する。初期化
制御部３ｂは、運転訓練を再開する際、指導員コンソー
ル４からの初期化要求の指令に従い、実プラント５から
のプラント状態信号Ｐｔを読込み、そのプラント状態信
号Ｐ【にみあう模擬プラント状態の定常値を演算し、そ
の定常値と模擬運転停止時に°記憶された模擬プラント
状態との差を演算し、その差と予め記憶されている許容
誤差とを各模擬プラント状態毎に比較することによって
初期化の更新の必要性を判定し、更新が必要と判定され
た模擬プラント状態についてはその定常値を初期値とし
、それ以外の模擬プラント状態は模擬運転停止時に記憶
された状態を初期値とし、指導員コンソール４からシミ
ュレーション再開が指令されるまで上記動作を繰返す。
３ｂとからなり、模擬演算部３ａにおいては実プラント
５からのプラント状態信号Ｐｔと運転訓練員の操作信号
Ｕｔとを読込み、模擬するプラントにおける制御装置の
機能の模擬演算およびプラントの物理的動特性の模擬演
算を行ない、その結果０１を入出力装置２を介して模擬
制ｗＪ盤１上の各種ランプ、指示計へ表示する。初期化
制御部３ｂは、運転訓練を再開する際、指導員コンソー
ル４からの初期化要求の指令に従い、実プラント５から
のプラント状態信号Ｐｔを読込み、そのプラント状態信
号Ｐ【にみあう模擬プラント状態の定常値を演算し、そ
の定常値と模擬運転停止時に°記憶された模擬プラント
状態との差を演算し、その差と予め記憶されている許容
誤差とを各模擬プラント状態毎に比較することによって
初期化の更新の必要性を判定し、更新が必要と判定され
た模擬プラント状態についてはその定常値を初期値とし
、それ以外の模擬プラント状態は模擬運転停止時に記憶
された状態を初期値とし、指導員コンソール４からシミ
ュレーション再開が指令されるまで上記動作を繰返す。
指導員コンソール４は模擬演算の再開、停止、初期化機
能等の模擬演算のコントロール、各種機能の実行指示等
の指令機能を有する。
能等の模擬演算のコントロール、各種機能の実行指示等
の指令機能を有する。
実プラント５は、模擬プラントへ入力するプラント状態
信号Ｐｔを入出力装置２を介してデジタル演算器３へ転
送する。この実プラント５はそのような種類のプラント
でもよく、また、プラントの一部が未設備な状態のもの
であってもよい。
信号Ｐｔを入出力装置２を介してデジタル演算器３へ転
送する。この実プラント５はそのような種類のプラント
でもよく、また、プラントの一部が未設備な状態のもの
であってもよい。
以上の構成において、通常のプラント模擬運転中の動作
は従来装置と同様に行なわれるので説明を省く。
は従来装置と同様に行なわれるので説明を省く。
そして、模擬運転を再開する際の初期値更新の制御１１
１能は次の通りである。
１能は次の通りである。
第２図は初期化制御部３ｂの動作を示す流れ図であって
、実プラント５の各部から入力される各種プラント状態
信号Ｐｔは入出力袋Ｍ２からデジタル演算器３に取込ま
れる。
、実プラント５の各部から入力される各種プラント状態
信号Ｐｔは入出力袋Ｍ２からデジタル演算器３に取込ま
れる。
このデジタル演算器３には予め、模擬運転再開時の実プ
ラント状態から演算した模擬プラント状態の定常状態と
の差の、模擬運転再開の際の許容値Ｄ【がメモリに記憶
されている。
ラント状態から演算した模擬プラント状態の定常状態と
の差の、模擬運転再開の際の許容値Ｄ【がメモリに記憶
されている。
指導員コンソール４から停止要求が指令されシミュレー
ションが停止されると同時に、２個の模擬プラント状態
Ｘ−ｔ−１、ｘ”ｔ−２、−。
ションが停止されると同時に、２個の模擬プラント状態
Ｘ−ｔ−１、ｘ”ｔ−２、−。
Ｘ′【−βをメモリに記憶する。指導員コンソール４か
ら初期化要求が指令されると同時に、模擬運転停止時の
２個と模擬プラント状態ｘ ” ｔ−ｉ 。
ら初期化要求が指令されると同時に、模擬運転停止時の
２個と模擬プラント状態ｘ ” ｔ−ｉ 。
Ｘ ” ｔ−２、・・・、ｘ−ｔ−ｇと許容誤差Ｄｔ−
１゜Ｄｔ−２，・・・、 □ｔ−ｎを先ずメモリより
取出す。
１゜Ｄｔ−２，・・・、 □ｔ−ｎを先ずメモリより
取出す。
次に、ｍ個の実プラント状ｇｐｔ−ｉ 、 Ｐｔ−２、
・・・。
・・・。
Ｐｔ−ｍ＠読込み、それにもとづきａ個の模擬プラント
状態の定常解Ｘ″′ｔ−１、Ｘ” ｔ−２、・・・。
状態の定常解Ｘ″′ｔ−１、Ｘ” ｔ−２、・・・。
Ｘ＃ト２を算出する。
たとえば、模擬プラントの物理モデルが次の（３）式で
示す線形微分方程式で表わされるものとする。
示す線形微分方程式で表わされるものとする。
ｄ％ｔ ／ｄｔ ＝Ａ−・％ｔ＋［３−・Ｐｔ・・・（
３） ここで、Ｘｔは２個の模擬プラント状態Ｘｔ−１゜Ｘｔ
−２，・・・、ｘｔ−ｉを要素とするベクトルを表わし
、ｐｔはｍ個の実プラント状態Ｐｔ−１、Ｐｔ−２。
３） ここで、Ｘｔは２個の模擬プラント状態Ｘｔ−１゜Ｘｔ
−２，・・・、ｘｔ−ｉを要素とするベクトルを表わし
、ｐｔはｍ個の実プラント状態Ｐｔ−１、Ｐｔ−２。
・・・、ｐｔ−ｍを要素とするベクトルを表わす。また
、Ａ′、１３−はそれぞれ２×２．λ×ｍの行列からな
る係数を表わす。そして上記（３）式より、ｘｔの定常
解％”ｔは次の（４）式で表わされる。
、Ａ′、１３−はそれぞれ２×２．λ×ｍの行列からな
る係数を表わす。そして上記（３）式より、ｘｔの定常
解％”ｔは次の（４）式で表わされる。
Ｘ′ｔ＝−Ａ−１・Ｂ′・ｐｔ
・・・（４）
ただし、Ａ”ｌはＡ′の逆行列を表わす。
次に、模擬プラント状態の定常解と模擬運転停止時の模
擬プラント状態との、差Ｄ −ｔ−１。
擬プラント状態との、差Ｄ −ｔ−１。
［１” ｔ−２、・・・、Ｄ−ｔ−Ｊ２を算出し、その
差が許容誤差内に収まっているか否かを模擬プラント状
態毎に判定する。そして許容誤差内に収まっている４Ｉ
擬プラント状態に対しては模擬運転停止時の状態を初期
状態とし、許容誤差内に収まっていない模擬プラント状
態に対しては定常解を初期状態として、模擬運転開始時
の模擬プラント状態の初期ｔｌｌＸｔ−１、Ｘｔ−２、
・、 Ｘｔ−Ｊ２を設定する。この動作は指導員コンソ
ール４からシミュレーション再開が指令されるまで繰返
される。
差が許容誤差内に収まっているか否かを模擬プラント状
態毎に判定する。そして許容誤差内に収まっている４Ｉ
擬プラント状態に対しては模擬運転停止時の状態を初期
状態とし、許容誤差内に収まっていない模擬プラント状
態に対しては定常解を初期状態として、模擬運転開始時
の模擬プラント状態の初期ｔｌｌＸｔ−１、Ｘｔ−２、
・、 Ｘｔ−Ｊ２を設定する。この動作は指導員コンソ
ール４からシミュレーション再開が指令されるまで繰返
される。
以上のように、実プラントと組合わせてなるプラント模
擬装置の模擬運転再開の際、模擬運転停止時の模擬プラ
ント状態と模擬運転停止時の実プラント状態とから演算
される模擬プラント状態の定常状態との差を、予め設定
した許容誤差と比較することにより初期化の更新を制御
しているので、再開時の初期状態を模擬運転停止時の状
態とじても再開後の模擬プラント状態の過渡変化が模擬
系統にとって大きな外乱とはならないことが保証される
。
擬装置の模擬運転再開の際、模擬運転停止時の模擬プラ
ント状態と模擬運転停止時の実プラント状態とから演算
される模擬プラント状態の定常状態との差を、予め設定
した許容誤差と比較することにより初期化の更新を制御
しているので、再開時の初期状態を模擬運転停止時の状
態とじても再開後の模擬プラント状態の過渡変化が模擬
系統にとって大きな外乱とはならないことが保証される
。
このように、模擬プラント状態は自動的に判定され、そ
の状態に対して連続的な運転再開を行なうことができる
。
の状態に対して連続的な運転再開を行なうことができる
。
以上詳述したように、本発明のプラント模擬装置によれ
ば、模擬運転を継続的に再開するにあたって、再開後の
過渡変化が模擬系統にとって大きな外乱とならない模擬
プラント状態は自動的に判定され、その模擬プラント状
態について連続的な運転継続ができ、効率的な運転訓練
を行なうことができる。
ば、模擬運転を継続的に再開するにあたって、再開後の
過渡変化が模擬系統にとって大きな外乱とならない模擬
プラント状態は自動的に判定され、その模擬プラント状
態について連続的な運転継続ができ、効率的な運転訓練
を行なうことができる。
第１因は本発明の一実施例を示すプラント模擬装置のブ
ロック構成図、第２図は模擬運転を再開する際の初期化
の更新の制御１機能を説明するための流れ図である。 １・・・模擬制御盤、２・・・入出力装置、３・・・デ
ジタル演算器、３ａ・・・模擬演算部、３ｂ・・・初期
化制御部、４・・・指導員コンソール、５・・・実プラ
ント。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
ロック構成図、第２図は模擬運転を再開する際の初期化
の更新の制御１機能を説明するための流れ図である。 １・・・模擬制御盤、２・・・入出力装置、３・・・デ
ジタル演算器、３ａ・・・模擬演算部、３ｂ・・・初期
化制御部、４・・・指導員コンソール、５・・・実プラ
ント。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）実プラントの状態を入力するとともに、プラント
の物理特性および制御装置の機能を模擬し、実プラント
の状態から模擬すべきプラントの定常状態を演算するデ
ジタル演算器と、このデジタル演算器に模擬演算用デー
タを与える指導員コンソールと、前記デジタル演算器で
模擬したプラント状態を表示するとともに、運転訓練用
の操作を前記デジタル演算器に入力する模擬制御盤と、
模擬運転停止時の前記デジタル演算器で模擬した模擬プ
ラント状態を記憶するとともに、模擬運転再開時に模擬
プラント状態を更新するか否かの判断規準となる各模擬
プラント状態毎の許容誤差を予め記憶させておく記憶手
段と、前記デジタル演算器で演算された模擬プラント状
態の初期状態と模擬運転停止時の模擬プラント状態との
差を各模擬プラント状態毎に演算するとともに、そのそ
れぞれの差が対応する許容誤差の範囲に収まっているか
否かを判定する初期化判定手段と、模擬運転再開時に、
前記模擬運転停止時の模擬プラント状態と各模擬プラン
ト状態毎の許容誤差を前記記憶手段より取出すとともに
、現在の実プラント状態から求めた模擬プラント状態の
定常状態と模擬運転停止時の模擬プラント状態との差が
対応する前記許容誤差内に収まっているか否かを前記初
期化判定手段により各状態毎に判定し、許容誤差内に収
まっている模擬プラント状態に対しては模擬運転停止時
の状態を初期状態とし、許容誤差内に収まっていない模
擬プラント状態に対しては定常状態を初期状態として初
期化を行なう手段とを具備したことを特徴とするプラン
ト模擬装置。 - （２）前記デジタル演算器は、模擬演算部と初期化制御
部とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のプラント模擬装置。 - （３）前記模擬制御盤は、実プラント同様の各種状態表
示器、各種操作器具および各種設定器を備えていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラント模擬
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18573284A JPS6163879A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | プラント模擬装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18573284A JPS6163879A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | プラント模擬装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163879A true JPS6163879A (ja) | 1986-04-02 |
Family
ID=16175887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18573284A Pending JPS6163879A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | プラント模擬装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6163879A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011123187A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Toshiba Corp | 運転模擬装置 |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP18573284A patent/JPS6163879A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011123187A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Toshiba Corp | 運転模擬装置 |
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