本发明涉及一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，包括相互连接的场景模拟服务器、VR显示单元和VR控制单元，所述的场景模拟服务器搭建驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景，所述的VR显示单元接收并显示场景模拟服务器搭建的场景，所述的VR控制单元为用户提供操作空间定位和操作互动，与现有技术相比，本发明具有提高地铁司机应急处置训练效果和效率等优点。
1.一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，包括相互连接的场景模拟服务器(1)、VR显示单元(2)和VR控制单元(3)，所述的场景模拟服务器(1)搭建驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景，所述的VR显示单元(2)接收并显示场景模拟服务器(1)搭建的场景，所述的VR控制单元(3)为用户提供操作空间定位和操作互动。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的驾驶虚拟场景用于模拟车辆在正常行驶状态下的列车场景，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门和司机室内部环境；
所述的列车故障虚拟场景用于模拟车辆在故障情况下的列车场景，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门以及乘客车门在列车故障情况下的显示和状态；
所述的列车应急处置虚拟场景用于模拟司机应急处置的操作环境，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门、乘客车门、司机室电气箱和具有受电弓车辆电气箱。
3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的列车应急处置虚拟场景中的各器件能够通过VR控制单元(3)模拟现场操作动作。
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的场景模拟服务器(1)内存储用户的应急处置操作过程数据和故障数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的场景模拟服务器(1)包括评分单元和分析单元，所述的评分单元根据故障数据和应急处置过程数据，得到用户的应急处置操作过程的评分，所述的分析单元根据故障数据及应急处置过程数据，得到操作过程中的易错点和应急处置的建议时间。
6.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的故障数据包括故障设置点信息，所述的应急处置过程数据包括用户操作时的操作器件和操作时间。
7.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的驾驶虚拟场景中还包括控制屏、开关按钮和指示灯；
所述的列车应急处置虚拟场景中的司机室电气箱和具有受电弓车辆电气箱分别包括电气箱箱体及内部电气部件。
8.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，其特征在于，所述的VR显示单元(2)包括VR显示屏和VR眼镜；
所述的VR控制单元(3)包括VR定位装置和VR手持式控制器，所述的VR定位装置为用户虚拟空间操作提供空间定位，所述的VR手持式控制器模拟用户在列车应急处置场景进行的应急处置互动操作。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：场景模拟服务器(1)生成驾驶虚拟场景；
S2：VR手持式控制器触发VR控制单元(3)选取一种故障场景；
S3：VR显示单元(2)显示该故障对应的列车故障虚拟场景；
S4：VR手持式控制器控制进入列车应急处置虚拟场景；
S5：场景模拟服务器(1)获取VR手持式控制器中的操作指令，进行相应的应急处置动作，并在VR显示单元(2)进行显示；
S6：场景模拟服务器(1)存储本次应急处置操作指令和操作时间，并通过评分单元和分析单元的进行应急处置评分和分析。
10.根据权利要求9所述的一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练方法，其特征在于，所述的故障场景包括“停放制动缓解灯不亮”故障场景和“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景。
一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及虚拟现实和轨道交通领域，尤其是涉及一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统和方法。
背景技术
[0002] 城市轨道交通是城市公共客运交通体系的骨干，较好地解决了大、中城市交通日益增长的供需矛盾问题。但随着地铁客流、上线列数的增加，城市轨道交通车辆在运行过程中难免出现列车在线故障，作为列车应急处置第一人，司机处置的能力及效率直接影响到乘客出行，故地铁司机必须熟练的掌握应急故障处理、应急处置等各方面的技能。
[0003] 这些故障处理及应急处置技能需要实训及实操才能够得到较好的掌握，然而目前缺乏应急处置方面的实训装置供学员实操，同时车辆出现的在线故障通常都无法重现，从而无法进行相关的应急处置的实际操作训练。接下来，更加无法跟踪每位学员针对故障进行的应急处置过程的监控，从而掌握学员的应急处置能力及速度。
发明内容
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高地铁司机应急处置训练效率的，基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，包括相互连接的场景模拟服务器、VR显示单元和VR控制单元，所述的场景模拟服务器搭建驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景，所述的VR显示单元接收并显示场景模拟服务器搭建的场景，所述的VR控制单元为用户提供操作空间定位和操作互动。
[0007] 进一步地，所述的驾驶虚拟场景用于模拟车辆在正常行驶状态下的列车场景，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门和司机室内部环境；
[0008] 所述的列车故障虚拟场景用于模拟车辆在故障情况下的列车场景，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门以及乘客车门在列车故障情况下的显示和状态；
[0009] 所述的列车应急处置虚拟场景用于模拟司机应急处置的操作环境，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门、乘客车门、司机室电气箱和具有受电弓车辆电气箱。
[0010] 所述的列车应急处置虚拟场景中的各器件能够通过VR控制单元模拟现场操作动作，主要是通过VR手持控制器模拟。
[0011] 进一步地，所述的场景模拟服务器内存储用户的应急处置操作过程数据和故障数据。
[0012] 进一步优选地，所述的场景模拟服务器包括评分单元和分析单元，所述的评分单元根据故障数据和应急处置过程数据，得到用户的应急处置操作过程的评分，所述的分析单元根据故障数据及应急处置过程数据，得到操作过程中的易错点和应急处置的建议时间。
[0013] 所述的故障数据包括故障设置点信息，所述的应急处置过程数据包括用户操作时的操作器件和操作时间。
[0014] 优选地，所述的驾驶虚拟场景中还包括控制屏、开关按钮和指示灯；所述的列车应急处置虚拟场景中的司机室电气箱和具有受电弓车辆电气箱分别包括电气箱箱体及内部电气部件。
[0015] 进一步地，所述的VR显示单元包括VR显示屏和VR眼镜；
[0016] 所述的VR控制单元包括VR定位装置和VR手持式控制器，所述的VR定位装置为用户虚拟空间操作提供空间定位，所述的VR手持式控制器模拟用户在列车应急处置场景进行的应急处置互动操作。
[0017] 一种如所述的基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统的工作方法，包括以下步骤：
[0018] S1：场景模拟服务器生成驾驶虚拟场景；
[0019] S2：VR手持式控制器触发VR控制单元选取一种故障场景；
[0020] S3：VR显示单元显示该故障对应的列车故障虚拟场景；
[0021] S4：VR手持式控制器控制进入列车应急处置虚拟场景；
[0022] S5：场景模拟服务器获取VR手持式控制器中的操作指令，进行相应的应急处置动作，并在VR显示单元进行显示。
[0023] 进一步地，还包括以下步骤：
[0024] S6：场景模拟服务器存储本次应急处置操作指令和操作时间，并通过评分单元和分析单元的进行应急处置评分和分析。
[0025] 优选地，所述的故障场景包括“停放制动缓解灯不亮”故障场景和“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景。
[0026] 如：选取进入“停放制动缓解灯不亮”故障场景，VR显示单元展示预设的“停放制动缓解灯不亮”故障场景，其中，“停放制动缓解灯不亮”故障场景中包括：司机驾驶室环境、副司机台“停放制动缓解灯不亮”故障。用户利用VR手持式控制器观察在主控制器钥匙打开状态下，重新进行“停放制动施加缓解按钮”的虚拟操作，如系统提示故障无法排除，用户利用VR手持式控制器打开司机室设备柜，将“停放制动缓解旁路”和“制动缓解旁路”打开，观察“停放制动缓解灯”点亮，针对该故障的应急处置结束。
[0027] 如：选取进入“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景，VR显示单元展示预设的“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景，其中，“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景中包括：司机驾驶室环境、全列车门未打开。用户利用VR手持式控制器检查列车是否对位准确，如果故障无法排除，利用VR手持式控制器控制视角，观察司机室开门灯是否亮起，如果未亮，利用VR手持式控制器打开司机室设备柜内，将“ATP门控旁路”按下，然后利用VR手持式控制器操作关门按钮，再进行开门操作，门打开，针对该故障的应急处置结束。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0029] 1)通过本发明的系统，用户能够针对模拟训练地铁司机在驾驶过程中可能出现的，需要应急处置的各种故障，可训练的内容多；
[0030] 2)本发明中场景模拟服务器通过搭建驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景，高度模拟列车正常行驶状态、车辆在故障情况下的列车场景和司机应急处置的操作环境，可以有效提高训练效果；
[0031] 3)本发明场景模拟服务器包括评分单元和分析单元，对每次用户的应急处置操作进行评分和分析，能够很好地跟踪每位学员针对故障进行的应急处置过程，从而掌握学员的应急处置能力及速度。
附图说明
[0032] 图1为本发明系统的结构示意图；
[0033] 图2为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0035] 实施例
[0036] 如图1所示，本发明提供一种基于虚拟现实的地铁司机应急处置训练系统，包括相互连接的场景模拟服务器1、VR显示单元2和VR控制单元3，场景模拟服务器1搭建驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景，VR显示单元2接收并显示场景模拟服务器1搭建的场景，VR控制单元3为用户提供操作空间定位和操作互动。
[0037] 下面对该系统的三个主要部分进行详细说明：
[0038] (1)场景模拟服务器
[0039] 场景模拟服务器1用于搭建地铁司机驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景，本实施例中，这三个场景均通过3DMAX建模。
[0040] 驾驶虚拟场景用于模拟车辆在正常行驶状态下的列车场景，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门及司机室内部环境。其中，司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门包括在上述部分上的各部件，如控制屏、开关按钮、指示灯等。
[0041] 列车故障虚拟场景用于模拟车辆在故障情况下的列车场景，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门、乘客车门在列车故障情况下的显示及状态。
[0042] 列车应急处置虚拟场景主要用来模拟司机应急处置的操作环境，包括司机室主驾驶台、副驾驶台、司机室侧门、乘客车门、司机室电气箱、具有受电弓车辆电气箱。其中，司机室电气箱及具有受电弓车辆电气箱包括电气箱箱体及内部电气部件。
[0043] 列车应急处置虚拟场景中的各部分器件可以模拟现场操作动作，利用VR手持式控制器进行交互动作。
[0044] 场景模拟服务器1还存储有用户的应急处置操作过程数据，并具有评分单元和分析单元，评分单元根据故障数据及应急处置过程数据对用户的应急处置操作过程进行评分。分析单元根据故障数据及应急处置过程数据对用户的应急处置操作过程进行分析，其主要针对的故障类型进行用户操作器件及操作时间的统计，得出操作过程中的易错点及应急处置的建议时间。其中，故障数据为故障设置点信息。应急处置过程数据包括学员进行操作器件及操作时间的记录。
[0045] (2)VR显示单元
[0046] VR显示单元2包括VR显示屏及VR眼镜。VR显示单元2用于接收并显示地铁司机驾驶虚拟场景、列车故障虚拟场景和列车应急处置虚拟场景。
[0047] (3)VR控制单元
[0048] VR控制单元3包括VR定位装置和VR手持式控制器。VR定位装置为用户虚拟空间进行操作提供空间定位，VR手持式控制器可以模拟用户在列车应急处置场景进行各种应急处置互动操作。
[0049] 如图2所示，本发明还提供一种该训练系统的工作方法，包括以下步骤：
[0050] S1：场景模拟服务器1生成驾驶虚拟场景，并通过VR显示单元2显示；
[0051] S2：VR手持式控制器触发VR控制单元3选取一种故障场景；
[0052] S3：VR显示单元2显示该故障对应的列车故障虚拟场景；
[0053] S4：VR手持式控制器控制进入列车应急处置虚拟场景；
[0054] S5：场景模拟服务器1获取VR手持式控制器中的操作指令，进行相应的应急处置动作，并在VR显示单元2进行显示；
[0055] S6：场景模拟服务器1存储本次应急处置操作指令和操作时间，并通过评分单元和分析单元的进行应急处置评分和分析。
[0056] 用户使用该训练系统时，主要包括以下步骤：
[0057] 1)场景模拟服务器1仿真生成司机模拟驾驶场景，并通过VR显示设备2进行显示。
[0058] 2)用户利用VR控制单元3在场景主菜单上选取应急处置故障，根据选择进入一种故障场景，VR显示单元2展示场景模拟服务器1中该故障对应的列车故障虚拟场景。
[0059] 3)用户利用VR控制单元3进行相应操作，场景模拟服务器1端获取所述的操作指令进行相应的应急处置动作，并在VR显示设备2进行显示；
[0060] 4)场景模拟服务器1端对获取的应急处置操作过程数据进行存储，根据故障数据及应急处置过程数据对用户的应急处置操作过程进行评分。
[0061] 5)场景模拟服务器1对获取的应急处置操作过程数据进行应急处置操作过程进行分析。
[0062] 本实施例中，给出两个故障场景的具体示例，包括故障场景包括“停放制动缓解灯不亮”故障场景和“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景：
[0063] 1、选取进入“停放制动缓解灯不亮”故障场景，VR显示单元2展示预设的“停放制动缓解灯不亮”故障场景，其中，“停放制动缓解灯不亮”故障场景中包括：司机驾驶室环境、副司机台“停放制动缓解灯不亮”故障。用户利用VR手持式控制器观察在主控制器钥匙打开状态下，重新进行“停放制动施加缓解按钮”的虚拟操作，如系统提示故障无法排除，用户利用VR手持式控制器打开司机室设备柜，将“停放制动缓解旁路”和“制动缓解旁路”打开，观察“停放制动缓解灯”点亮，针对该故障的应急处置结束。
[0064] 2、选取进入“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景，VR显示单元2展示预设的“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景，其中，“司机进行开门操作，全列车门未打开”故障场景中包括：司机驾驶室环境、全列车门未打开。用户利用VR手持式控制器检查列车是否对位准确，如果故障无法排除，利用VR手持式控制器控制视角，观察司机室开门灯是否亮起，如果未亮，利用VR手持式控制器打开司机室设备柜内，将“ATP门控旁路”按下，然后利用VR手持式控制器操作关门按钮，再进行开门操作，门打开，针对该故障的应急处置结束。
[0065] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
