2023年,实验室建成了高速铁路精测精调作业三维仿真培训系统,极端复杂环境条件下铁路工程虚拟仿真实验教学软件。
1.高速铁路精测精调作业三维仿真培训系统
建成了高速铁路精测精调作业三维仿真培训系统,改进了勘测实习的内容。
三维仿真教学系统分为学习、练习和考核三大模式,包括精测作业基础、精测作业流程、长轨精调方案的制定、长轨精测数据分析和精调方案、长轨精调作业、双块式轨道精调作业、CRTSⅢ型轨道板精调作业和高速铁路五大场景精测精调作业八大核心内容。
(1)学习模式
该模式使用文字、语音及视频,分步骤直观讲解精测作业基础、精测作业流程、长轨精调方案的制定、长轨精测数据分析和精调方案、长轨精调作业、双块式轨道精调作业、CRTSⅢ型轨道板精调作业和高速铁路五大场景精测精调作业的相关知识,告诉学员需要做什么、该怎么做,达到什么样的技术标准等。学习模式的主界面以3D场景为背景,保证用户可以通过鼠标交互自由选择观看步骤。
(2)练习模式
根据提示采用交互式操作来完成精测作业基础、精测作业流程、长轨精调方案的制定、长轨精测数据分析和精调方案、长轨精调作业、双块式轨道精调作业、CRTSⅢ型轨道板精调作业和高速铁路五大场景精测精调作业的实践演练过程,系统中的各项操作演练过程中均有专家引导系统帮助学员自行开展演练,文字栏将提示每一步的操作方法,具体操作位置会有闪烁提示,学员主动选取工具器材,根据过关式的原则,严格按实验步骤操作,做错会有错误提示,正确会有正确提示,相当于教师在身边全程指导,一步步完成学习模式讲授的实训内容,实现了对学员的一对一指导,大大提高了学员的学习效率。
(3)考核模块
在考试模式下,专家引导系统自动关闭操作提示功能。并且设定了考试完成时间,在规定时间内,学员可以完全自由的选择步骤和工具器材,在没有任何提示和指导的情况下,完成整个操作、检修或应急处置过程,系统自动记录学员操作步骤分数,考试结束后自动评判每个作业步骤正确与否,给出到每个作业步骤的评价分数和总成绩,能够清晰的知晓操作错误之处,加深学员的认识和判断,方便学员回到学习和练习模式反复学练之后,最终满分通过考试,熟练掌握实践技能。
2.线路站场轨道与线上结构混合现实虚拟仿真实训平台
建立了线路站场轨道与线上结构混合现实虚拟仿真实训平台,在国内外率先将混合显示技术应用与土木工程的虚拟仿真教学中。包括混合现实MR一体机、虚拟现实VR一体机、虚拟仿真内容服务器等硬件,以及线路、轨道、站场、桥梁、房建5大虚拟仿真子系统构成。
Ø 支持路基、桥梁、隧道的线路虚拟仿真场景;覆盖丘陵、平原、山区地形,普速、高速铁路;可进行列车牵引仿真。
Ø 建立典型的铁路有砟轨道、无砟轨道、道岔混合现实仿真模型;可1:1将轨道的虚拟仿真场景叠加到室外真实物理场景。
Ø 实现典型中间站、区段站、编组站的混合现实虚拟仿真;包括股道、站台、警信、列车等模型;可仿真站场内的典型作业;可将虚拟仿真场景叠加到室外真实物理场景中。
Ø 建立简支梁桥、连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥5类以上典型桥梁;实现主要施工过程混合现实仿真;在真实空间叠加虚拟桥梁混合现实模型。
建立砖混、框架、剪力墙、框剪、筒体5类以上典型虚拟仿真建筑;实现主要施工过程混合现实仿真;在真实空间叠加虚拟建筑混合现实模型。
3.极端复杂环境条件下铁路工程虚拟仿真实验教学软件
建成了极端复杂环境条件下铁路工程虚拟仿真实验教学软件,丰富了铁路工程相关教学手段和内容。
该虚拟仿真实验教学软件分为理论知识、轨道养护、极端温度环境条件、极端地质条件、极端地震条件五大模块。理论知识模块由轨道几何形位、环境对轨道结构的影响、轨道上列车运行条件、理论考核等部分组成。轨道养护模块由轨道振动测试、轨道养护维修工具及设备、轨道检查仪等部分组成。极端温度环境条件由基本认识、温度实训实验、锁定轨温设计等部分组成。极端地质条件由基本认识、地质实训实验、轨道恢复等部分组成。极端地震条件由基本认识、地震实训实验等部分组成。