重庆单轨模拟驾驶室仪表仿真系统的开发

论文摘要

本文阐述了研制重庆单轨模拟驾驶室系统的目的和意义,介绍了整个项目所完成的工作,通过前期规划、现场调研、数据分析处理、软硬件开发设计等步骤的实施,研制的装置达到了预期的效果,取得了一定的经济效益。重庆轻轨在我国首次引进了具有国际先进水平的跨座式单轨系统,目前国内还没有针对该类车型的模拟驾驶装置,研制本装置的目的就是要填补我国在这方面的空缺,加快新型轻轨机车驾驶员的培养效率。本文介绍的单轨列车驾驶室仪表仿真系统是整个模拟驾驶室系统的一个子系统,该子系统包括司机操纵台、司机接口模块两大部分。系统采用半实物分布式仿真的方式对单轨列车驾驶室进行了模拟,并对部分器件进行了改造设计。本系统采用PLC作为下位控制单元,与接口计算机之间采用串口通讯。以接口计算机和TCP/IP协议为桥梁,基于Windows NT的WinSock通讯模式和自定义的高效的数据通讯格式实现与其它系统模块的网络通信。系统通过改变操纵台牵引/制动手柄的位置实现列车运行状态的仿真,操纵台上的各种仪表显示、投影屏上的视景图像及声响等随着手柄位置的改变而同步变化,实时性较高,操作感好,现场真实感较强。接口计算机软件是在Windows 2000平台下利用VC6.0工具开发的,采用可视化技术、界面形象直观,操作简洁明确。软件规模较大,划分为列车运行仿真计算、控制逻辑运算、网络通信处理、仪表显示等部分。软件经过了多次的改进和完善,目前已完全达到用户要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究的意义
• 1.2 国内外模拟驾驶装置的发展状况
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 2 重庆单轨模拟驾驶室仪表仿真系统总体结构设计
• 2.1 单轨列车驾驶室仪表仿真系统概述
• 2.1.1 系统的主要技术要求
• 2.1.2 系统的主要功能
• 2.2 单轨列车驾驶室仪表仿真系统控制方案总体设计
• 2.2.1 系统控制方案设计分析
• 2.2.2 计算机控制系统介绍与分析
• 2.2.3 单轨列车驾驶室仪表仿真系统控制结构
• 3 重庆单轨模拟驾驶室仪表仿真系统硬件构成
• 3.1 重庆单轨模拟驾驶室系统的组成
• 3.1.1 设备概述
• 3.1.2 设备硬件结构
• 3.1.3 计算机软件系统构成
• 3.2 重庆单轨模拟驾驶室仪表仿真系统的硬件构成
• 3.2.1 司机操纵台
• 3.2.2 牵引/制动手柄的改造设计
• 3.2.3 可编程控制器（PLC）
• 3.2.4 接口计算机的选用及配置
• 3.2.5 其它主要元器件的选用
• 4 列车运行仿真模型设计
• 4.1 单轨列车受力分析与计算
• 4.1.1 列车牵引力计算
• 4.1.2 列车运行阻力计算
• 4.2 列车运行仿真模型设计
• 4.2.1 列车标准速度的计算
• 4.2.2 机车运行仿真速度的计算
• 4.2.3 仿真速度的修定与误差分析
• 5 重庆单轨模拟驾驶室仪表仿真系统软件设计与实现
• 5.1 开发环境及编程语言的选择
• 5.2 面向对象的编程技术
• 5.3 系统软件总体设计
• 5.3.1 列车运行仿真类
• 5.3.2 数据采集转换类
• 5.3.3 网络数据通信类
• 5.3.4 PLC 逻辑控制类
• 5.3.5 结果显示界面类
• 6 重庆单轨模拟驾驶室仪表仿真系统实时性的实现
• 6.1 多线程技术
• 6.1.1 线程的概念与作用
• 6.1.2 多线程及其特点
• 6.2 系统的多线程实时处理
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间已发表的学术论文目录