ТРЕНАЖЕРНЫЙ КОМПЛЕКС ВЕДЕНИЯ ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к тренажерной технике и предназначена для подготовки и переподготовки машинистов и водителей железнодорожного подвижного состава, обучения их рациональным и энергосберегающим режимам вождения, навыкам поведения в штатных и нештатных ситуациях.
Известен тренажер для машинистов тягового подвижного состава локомотивов из патента на полезную модель RU №105054, МПК G09B 9/04, от 28.12.2010, опубл. 27.05.2011, содержащий связанные между собой модуль рабочего места инструктора с органами выбора заданий и управления обучением, элементами индикации и контроля действий машиниста, а также элементами для имитации поездной радиосвязи, блок моделирования с модулями моделей различных систем тягового подвижного состава, поезда и пути, в том числе модулем систем безопасности, модуль рабочего места машиниста с органами управления, элементами индикации, в том числе индикатором скорости, а также элементами имитации поездной радиосвязи, при этом модуль рабочего места инструктора дополнительно снабжен элементом выбора систем безопасности, в блоке моделирования модуль систем безопасности содержит модели возможных систем безопасности, а индикатор скорости в модуле рабочего места машиниста выполнен на основе сенсорного монитора
Недостатки: системы безопасности работают по отдельности, а необходима их одновременная работа, чтобы учесть их совместное влияние на машиниста, отсутствие интерактивного модуля по поиску и устранению неисправностей, не позволяет дать объем необходимых знаний и навыков при ведении локомотива, обеспечить возможность при обучении оперативно определить и устранить неисправности узлов и систем локомотива.
Известен многотиповой тренажерный комплекс для машинистов и водителей железнодорожного подвижного состава из патента на полезную модель RU №94744, МПК G09B 9/04 от 01.02.2010, опубл. 27.05.2010, включающий рабочее место инструктора, рабочее место обучаемого, представляющее собой кабину машиниста, оснащенные компьютерами с установленным на них программным обеспечением, в кабине машиниста установлены пульт управления машиниста с органами управления, контроля и индикации, динамическая платформа, кресло машиниста, система воспроизведения изображения, система жизнеобеспечения, акустическая система, управляющие элементы динамической платформой, креслом машиниста и процессом поездки.
Недостатки: отсутствие интерактивного модуля по поиску и устранению неисправностей, не позволяет дать объем необходимых знаний и навыков при ведении локомотива, обеспечить возможность при обучении оперативно определить и устранить неисправности узлов и систем локомотива.
Известен наиболее близкий аналог тренажер для обучения машинистов локомотивов в описании изобретения к патенту RU №2430427, МПК G09B 9/04, заявка №2010139946/12 от 29.09.2010, опубликовано: 27.09.2011, содержащий связанные между собой модуль рабочего места инструктора с органами выбора заданий и управления обучением, элементами индикации и контроля действий машиниста, элементами имитации поездной радиосвязи, блок моделирования с модулями моделей различных систем локомотива, поезда и пути, модуль рабочего машиниста локомотива одиночного поезда с органами управления, элементами индикации и элементами имитации поездной радиосвязи. Он снабжен модулем рабочего места машиниста второго локомотива соединенного поезда, связанный с модулем рабочего места инструктора, блоком моделирования и модулем рабочего места машиниста одиночного локомотива, причем модуль рабочего места машиниста второго локомотива соединенного поезда содержит элементы индикации, элементы имитации поездной радиосвязи и органы управления, которые связаны с элементами дистанционного управления системы автоматизированного ведения соединенного поезда, а блок моделирования дополнительно снабжен модулем модели системы автоматизированного ведения соединенного поезда.
Недостатки: отсутствие интерактивного модуля по поиску и устранению неисправностей не позволяет дать объем необходимых знаний и навыков при ведении локомотива, обеспечить возможность при обучении оперативно определить и устранить неисправности узлов и систем локомотива.
Технический результат: повышение объема необходимых знаний и навыков при ведении локомотива, обеспечение возможности при обучении на тренажере оперативно определить и устранить неисправности узлов и систем локомотива. Этот технический результат в тренажерном комплексе ведения локомотива, содержащем связанные между собой модуль рабочего места машиниста, состоящий из мониторов левой стороны, мониторов правой стороны для формирования внешнего изображения, мониторов отображения приборов кабины, блока органов управления, системных блоков управления изображением, системного блока контроля состояния органов управления, модуль рабочего места инструктора, оснащенный программным обеспечением и состоящий из сервера, монитора контроля действий машиниста, монитора задания сценария и нестандартных ситуаций, монитор контроля локомотива на маршруте, компьютерную сеть, достигается тем, что тренажерный комплекс ведения локомотива дополнительно содержит интерактивный модуль по поиску и устранению неисправностей, состоящий из системного блока управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей, сенсорного монитора, причем на сервере модуля рабочего места инструктора в качестве программного обеспечения используют программы «Сервер виртуального мира», «Инструктор», расшифровки данных по сохраненной тестовой поездки. Заявляемый тренажерный комплекс обеспечивает: моделирование процесса движения подвижного состава в соответствии с режимами управления, осуществляемыми обучаемым, моделирование процесса движения подвижного состава в соответствии с характеристиками внешней среды реально существующих участков обслуживания, моделирование процесса движения подвижного состава с учетом возможных нештатных ситуаций на основе банка данных аварий и браков в эксплуатационной работе, моделирование движения локомотива при прохождении стрелочных переводов, кривых и наклонных участков пути, моделирование движения локомотива при поиске и оперативного устранения неисправностей узлов и систем.
Заявляемый тренажерный комплекс ведения локомотива в отличие от аналогов содержит интерактивный модуль по поиску и устранению неисправностей, состоящий из системного блока управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей, сенсорного монитора, на компьютерах сервера модуля рабочего места инструктора программы «Сервер виртуального мира», в которой происходит основной расчет всех параметров симуляции, «Инструктор», которая позволяет задавать сценарий поездки, нестандартные ситуации и следить за ходом учебной поездки, ввода неисправностей узлов и систем локомотива и программа расшифровки данных по сохраненной тестовой поездки. Это позволяет повысить объем необходимых знаний и навыков при ведении локомотива, обеспечить возможность при обучении на тренажере оперативно определить и устранить неисправности узлов и систем локомотива.
Программное обеспечение изображений, выполненное в 3D графике, позволяет видеть локомотив и поезд в любом масштабе и ракурсе вместе с окружающей обстановкой.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с аналогами позволяет сделать вывод, о том, что заявляемая полезная модель отличается от известных аналогов совокупностью существенных отличительных признаков, отвечает условиям патентоспособности: является новой и промышленно применима. Сравнение предлагаемого технического решения с другими техническими решениями показывает, что оно соответствует критерию существенных отличий, так как введение новых признаков приводит к проявлению у устройства нового свойства: повышение объема необходимых знаний и навыков при ведении локомотива, обеспечение возможности при обучении на тренажере оперативно определить и устранить неисправности узлов и систем локомотива.
Заявляемый тренажерный комплекс ведения локомотива поясняется иллюстрациями, где
На Фиг. представлена структурная схема тренажерного комплекса ведения локомотива.
Заявляемый тренажерный комплекс ведения локомотива содержит связанные между собой модуль рабочего места машиниста локомотива 1, предназначенного для имитации кабины локомотива со всеми системами и органами управления, модуль рабочего места инструктора 14, оснащенный программным обеспечением, предназначенный для управления тренажерным комплексом, в котором происходит задание сценариев движения локомотива, одновременное наблюдение за маршрутом движения, действиями машиниста, работоспособностью систем локомотива, интерактивного модуля 19 по поиску и устранению неисправностей в системах локомотива, предназначенного для вывода изображения систем и узлов локомотива с заданными неисправностями на сенсорный монитор 21 для их поиска и устранения, компьютерной сети 13.
Модуль рабочего места машиниста локомотива 1 содержит связанные между собой мониторы левой стороны 2, 3 и мониторы правой стороны 4, 5 для формирования внешнего изображения, мониторов и системных блоков может быть больше, например, для создания кругового обзора из кабины, мониторы отображения приборов кабины 6, 7, 8, блок органов управления 9, системные блоки управления изображением 10, 12, системный блок контроля состояния органов управления 11.
Модуль рабочего места инструктора 14 содержит связанные между собой сервер 15, предназначенный для хранения в памяти программного обеспечения и управления через компьютерную сеть тренажерного комплекса 13, остальными модулями тренажера, монитор контроля действий машиниста 16, монитор задания сценария и нестандартных ситуаций 17, монитор контроля локомотива на маршруте 18.
Интерактивный модуль по поиску и устранению неисправностей 19 содержит связанные между собой системный блок управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20; сенсорный монитор 21. Интерактивный модуль 19 обеспечивает визуализацию всех систем и узлов, а также связанных с ними неисправностями локомотива. Системный блок управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20 обеспечивает передачу информации о работе систем и введенной неисправности от сервера 15 на сенсорный монитор, а от сенсорного монитора информацию об устранении неисправности на сервер 15. Сенсорный монитор 21 обеспечивает вывод изображения схем, систем и узлов локомотива и формирование информации по найденной неисправности в них.
Связь сенсорного монитора 21 с сервером тренажера 15 происходит через системный блок управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20 по компьютерной сети тренажерного комплекса 13.
Модуль рабочего места машиниста 1, модуль рабочего места машиниста инструктора 14 и интерактивный модуль по поиску и устранению неисправностей 19 соединены в общей компьютерной сетью 13, по которой происходит обмен информацией.
В модуле рабочего места машиниста видео и аудио входы мониторов левой стороны 2 и 3 соединены с соответствующими выходами системного блока управления изображения левой стороны 10, а его шина данных соединена с компьютерной сетью тренажерного комплекса 13.
В модуле рабочего места машиниста видео и аудио входы мониторов правой стороны 4 и 5 соединены с соответствующими выходами системного блока управления изображения правой стороны 12, а его шина данных соединена с компьютерной сетью тренажерного комплекса 13.
Входы мониторов отображения приборов кабины 6, 7, 8 соединены с выходом системного блока контроля состояния органов управления 11, к его входу подключен блока органов управления 9, состояние которых передает по шине данных в компьютерную сеть тренажерного комплекса 13
В модуле рабочего места инструктора 14 видеовходы мониторов контроля действий машиниста 16, задания сценария и нестандартных ситуаций 17 и контроля локомотива на маршруте 18 соединены с выходом сервера тренажера, а его шина данных подключена в компьютерную сеть тренажерного комплекса 13.
В интерактивном модуле по поиску и устранению неисправностей 19 сенсорный монитор по локальной шине подключен к системному блоку управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20, шина даны которого подключена к компьютерной сети тренажерного комплекса 13.
На сервере 15 модуля рабочего места инструктора 14 установлены программы «Сервер виртуального мира», в которой происходит основной расчет всех параметров симуляции и «Инструктор», позволяющая задавать сценарий поездки, нестандартные ситуации и следить за ходом учебной поездки, ввода неисправностей электрических цепей и программа расшифровки данных по сохраненной тестовой поездке.
Системный блок управления изображением левой стороны рабочего места машиниста 10 и системный блок управления изображением правой стороны 12 отвечают за формирование и визуализацию внешнего мира на мониторы левой и правой сторон 2, 3 и 4, 5 соответственно. В некоторых случаях таких системных блоков и мониторов может быть больше, например, для создания кругового обзора из кабины. Системный блок контроля состояния органов управления 11 отвечает за формирование и визуализацию различных приборов безопасности на пульте управления - мониторы отображения приборов кабины локомотива, например, приборы комплексного локомотивного управления безопасностью унифицированное (КЛУБ-У), система авто ведения поезда (САВП), система автоматического управления торможением (САУТ), а также различных видов бортовых компьютеров управляющих электроникой подвижного состава. Распознает и вводит в рабочую программу положения органов управления. Отдельный системный блок управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20, встроенный в интерактивный модуль по поиску и устранению неисправностей 19 в системах локомотива, который также подключен в общую сеть и предоставляет интерфейс для устранения конкретной неисправности заданной с модуля рабочего места инструктора 14.
Работа тренажерного комплекса ведения локомотива осуществляется в следующем образом: включение тренажерного комплекса, запуск программного обеспечения тренажерного комплекса, выбор режима поездки, настройка параметров поездки, редактирование сценария, поездка, оценка результатов поездки, выключение тренажерного комплекса
На модуле рабочего места инструктора 14 при помощи клавиатуры на сервере тренажера 15 и монитора отображения сценария и нестандартных ситуаций 17, инструктор выбирает сценарий поездки и через компьютерную сеть тренажерного комплекса 13 передает на модуль рабочего места машиниста локомотива 1. Внешнее изображение передается на системные блоки управления изображением 10 и 12, которые формируют изображение на мониторах левой правой сторон 2, 3 и 4, 5 соответственно сервер 15 принимает от системного блока контроля органов управления 11 информацию о положении органов управления локомотива, которую формирует блок органов управления 9, производит расчет параметров движения и в соответствии с этим формирует реакцию локомотива и вводит параметры движения через системный блок контроля органов управления 11 в симулятор систем безопасности входящих в состав данной модели локомотива, эта информация передается на мониторы отображения приборов кабины 6, 7 и 8. На интерактивный модуль по поиску и устранению неисправностей 19 приходит информация через системный блок управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20 на сенсорный монитор 21 о работе узлов и систем локомотива в соответствии с режимом движения. При введении неисправности инструктором на сервере тренажера 15 тренажер воспроизводит признаки неисправного локомотива - изменение скорости, остановка, срабатывание систем безопасности и т.п. Машинист на сенсорном мониторе 21 открывает соответствующую схему, определяет неисправность и место расположение неисправного элемента, открывает на экране видеоизображение места, где он находится, фиксирует элемент. Если проблема определена и отработана правильно, работа системы восстанавливается путем передачи информации от системного блока управления интерактивным модулем по поиску и устранению неисправностей 20 на сервер тренажера 15. Действия машиниста инструктор контролирует через монитор отображения контроля действий машиниста 16, а за характером движения поезда через монитор отображения локомотива на маршруте 18.
Комплекс позволяет записывать все действия испытуемого машиниста, в том числе видеоряд, запись аудио переговоров и хронологию всех действий за модулем рабочего места машиниста локомотива 1, а также пишется текущая скорость, ограничение скорости, сигналы автоматическая локомотивная сигнализация (АЛСН), и многие другие показатели во время движения подвижного состава. После тестовой поездки эти данные хранятся в специальном архиве, которые могут быть расшифрованы с помощью специальной программы расшифровки входящей в комплексе и позволяющей произвести полный анализ действий испытуемого машиниста.
Во время поездки обучаемому предоставляется информация: о состоянии электрических цепей локомотива по приборам и лампам индикации на блоке органов управления 9, состоянии тормозной сети поезда по приборам на мониторах отображения приборов кабины 6, 7 и 8, текущей обстановке на пути - изображение пути с отображением сигналов светофоров, времени суток, погодных условий, препятствий на пути, скорости движения, текущем АЛСН, периодической проверке бдительности, текущем километре и пикете пути, текущем ограничении скорости, сигнальных знаках - вид знака и расстояние до него, продольно-динамических силах в поезде на каждом вагоне.
Запуск и движение локомотива по участку производятся в той же последовательности, как на реальном локомотиве. Параметры поездки, фиксируемые в ленте: скорость движения головы и хвоста состава, ограничения скорости, места расстановки светофоров, нажатия на рукоятки бдительности (РБ), АЛСН, сила тяги, ток двигателя, давления в тормозной магистрали (ТМ) и тормозном цилиндре (ТЦ), положения рукояток крана машиниста и крана вспомогательного тормоза, места расстановок препятствий, километровые столбы.
Программное обеспечение позволяет:
- машинисту выполнять компьютерную поездку в реальном масштабе времени и условиях, приближенных к реальным (изображение участка пути, звуковое сопровождение, изменения показания сигнальных ламп) при управлении контроллером, краном машиниста, краном вспомогательного тормоза, установленными в составе тренажера, с учетом показаний реальных приборов,
- инструктору готовить «сценарий» поездки, т.е. выбрать: характеристики поезда, маршрут движения, схему включения АЛСН, устанавливать видеоэффекты препятствий и предупреждений в пути следования, определять места включения неисправностей электрооборудования и пневмооборудования локомотива и автоматических тормозов поезда.
Задаваемые параметры: участок движения состава, количество секций локомотива, зарядное давление в тормозной магистрали, количество вагонов в составе, плотность тормозной сети поезда, распределение утечек воздуха по длине состава, на каждом вагоне задаются параметры: вес вагона, режимы воздухораспределителя на торможение и отпуск, тип тормозных колодок, время суток при движении: день, ночь, погодные условия: ясно, туман, снег, дождь, критический уровень сил в составе для обрыва, следование по удалению АЛСН переключаются впереди идущим поездом, схема АЛСН, расстановка сигнальных знаков, препятствия на пути, неисправности электрических цепей локомотива.
Запуск и движение локомотива по участку производятся в той же последовательности как на реальном локомотиве.
Нештатные ситуации;
- препятствия на пути (транспортное средство на переезде, сошедший с рельс подвижной состав);
- сбои в работе АЛСН-перекрытие разрешающего показания сигнала светофора на запрещающее, потеря кодов, проследование погасшего светофора, всего около 20,
- нарушение нормальной работы автотормозов подвижного состава-неисправности автотормозного оборудования, не отпуск тормозов, перекрытие концевого крана, всего около 20,
- нештатные ситуации при отправлении/прибытии на станцию - отправление/прибытие по запрещающему показанию светофора, отправление по желтому сигналу светофора, другое,
- следование с поездом в ночное время суток,
- следование с поездом в условиях плохой видимости: туман, дождь, снег.
Параметры поездки, фиксируемые в ленте: скорость движения головы и хвоста состава, ограничения скорости, места расстановки светофоров, нажатия на РБ, АЛСН, сила тяги, ток двигателя, давления в ТМ и ТЦ, положения рукояток крана машиниста и крана вспомогательного тормоза, места расстановок препятствий, километровые столбы.