城市轨道交通车辆集成化半实物仿真平台
1.1 系统总体构成
城市轨道交通车辆集成化半实物仿真平台主要由四拼屏显示器、模拟司机控制台、六节编组电气柜、受电弓模型、高速断路器模型、车门模型、转向架模型（包含牵引系统）、1:10车辆剖面模型（包含车灯及空调系统），如图1所示。
图1 城市轨道交通车辆集成化半实物仿真平台实物图
1.2 硬件设备组成清单
设备名称 | 数量 | 价格 | |||
司机驾驶台 | 2 | 3 | I5,256G | 1套 | |
六节编组电气箱 | 5 | 3000*3000*1500 mm | 1套 | 9万 | |
高速断路器模型（选配） | 1:1模型 1套 | 1.6万 | |||
车门（选配） | 8 | 9 | 1500*200*230 | 1套 | 3万 |
4000*1000*800mm | 1套 | 11 | |||
学生答题器 | 7寸手持触摸屏 | 1套 |
2 设备功能介绍
2.1 模拟司机控制器
图2模拟司机控制器实物图
模拟司机控制器依照真实列车驾驶台建立，将主要的控制部件，如受电弓升/降弓按钮、高速断路器打开/闭合按钮、以及真实司控器等部件组成，如图3所示。
2.2 四拼屏显示器
图3模拟司机控制器实物图
四拼屏显示器主要用来显示车辆电气控制电路逻辑流水。
2.3 主控电脑主机
电脑主机主要用于运行车辆电气控制原理流水软件及硬件控制终端。
2.4 六节编组电气箱
六节编组电气箱由真实车辆电气箱逻辑基础构成，由空气开关、继电器、接线排、按钮组成，实物图如图4所示。
图4六节编组电气箱实物图
该电气箱对辅助供电回路、激活回路、司机占有回路、受电弓升降弓回路、高速断路器打开/关闭回路、牵引回路、制动回路（停放制动、常用制动、快速制动、紧急制动）、车门控制回路、空调控制回路、照明控制回路中使用的继电器进行了模拟。具体参数表如下：
表1 电气箱零件参数表
电气内容 | 空气开关 | 保险 | 继电器 | 5 |
1 | ||||
空气开关 | 保险 | 继电器 | 4 | |
空气开关 | 保险 | 继电器 | 4 | |
2.5 教师故障设置器
教师故障设置器为7寸手持式触摸屏，可以对上述司机驾驶台及电气箱中可能存在的48个故障形式进行设置。同时可以在教师故障设置器上将该故障恢复。教师故障设置器界面如图5所示。
图5教师故障设置器界面图
2.6 学生答题器
学生答题器为7寸手持式触摸屏，学生可以通过设备终端故障现象利用万用表检查司机驾驶台及电气箱的各接线，从而判断出可能的故障点，在该答题器上进行答题。学生答题器界面如图6所示。
图6学生答题器界面图
2.7 受电弓模型（选配）
该受电弓以真实受电弓为原型制作，包括底架组装、气囊组装、下臂杆组装、上臂杆组装、拉杆组装、平衡杆组装、受电弓的主控制箱、绝缘子、碳滑板。作为电气系统联动控制终端，可以进行车辆的联动控制。
3设备教学功能介绍
该集成化半实物仿真平台基于真实列车部件及控制功能建立，能够实现与列车相同的控制功能。当打开主机，打开相应列车控制仿真软件，由司机控制器发出相应控制信号，如受电弓升起按钮时，列车综合线路图在四拼屏显示屏上流水显示其受电弓电路控制过程，在六编组电气箱中继电器当相应的继电器进行同步动作，最终驱动受电弓模型终端，对受电弓进行升起操作，同时司机模拟控制器屏的显示器将动态显示列车的状态。
电路流水逻辑显示包括14个主要的车辆电气控制回路，如表2所示。
表2 电气流水显示知识点清单
车辆功能模块 | 1 | 激活及车钩自检 | |||||||||||||
2 | 司机室占有电气控制过程 | ||||||||||||||
受电弓控制模块 | 受电弓降落控制回路 | ||||||||||||||
高速断路器控制模块 | 高速断路器断开控制回路 | ||||||||||||||
停放制动控制模块 | 停放制动缓解回路 | ||||||||||||||
牵引控制模块 | 对ATO、手动、慢行及方向的牵引控制回路 | ||||||||||||||
常用制动控制模块 | 常用制动缓解回路 | ||||||||||||||
紧急制动控制模块 | 紧急制动缓解回路 | ||||||||||||||
车门控制回路模块 | 车门闭合回路 | ||||||||||||||
照明控制回路模块 | 客室灯打开/关闭回路 | ||||||||||||||
空调控制回路模块 | 空调打开/关闭回路 | ||||||||||||||
13 | ATC硬线控制回路模块 | ATC硬线控制回路 | |||||||||||||
主电路控制回路模块 | 序号 | 序号 | 1 | 25 | 2 | 72-K109线圈 | 3 | 72-K102 31-32触点 | 4 | 32-K01 5-6触点 | 5 | 32-F103 | 6 | 22-K10830 | 27-K105线圈 |
31 | 27-K102线圈 | ||||||||||||||
32 | 22-K128线圈 | ||||||||||||||
33 | 52-K101线圈 | ||||||||||||||
34 | 52-K103线圈 | ||||||||||||||
35 | 81-K109线圈 | ||||||||||||||
36 | 81-K110线圈 | ||||||||||||||
37 | 81-K123线圈 | ||||||||||||||
38 | 81-K102线圈 | ||||||||||||||
39 | 61-K101线圈 | ||||||||||||||
40 | 61-K104线圈 | ||||||||||||||
41 | 61-K102线圈 | ||||||||||||||
42 | 2F101 | ||||||||||||||
43 | 2F101 | ||||||||||||||
44 | F101 | ||||||||||||||
45 | F201 | ||||||||||||||
46 | F304 | ||||||||||||||
111线圈 | 7-24 | 22-K48 | 45-S01 13-14触点 |
5 系统特点
该集成化半实物仿真平台基于真实列车部件及控制功能建立，能够实现与列车相同的控制功能。当打开主机，打开相应列车控制仿真软件，司机控制器发出相应控制信号，如列车激活、受电弓升起时，列车综合线路图进行同步动态显示其控制原理，同时受电弓部件能够进行同步升起；同理当模拟控制器发出闭合高速断路器时，首先列车综合线路图进行同步动态显示其控制原理，后高速断路器能够进行同步闭合。各系统通过网络与教师机联系在一起，进行同步控制及动作。同时各系统从而使学员在实验室里直观而清晰的了解整个列车控制回路及控制终端部件的全貌。
其次，系统能够进行真实的排故训练，如司机控制台发出相应的受电弓升弓指令，受电弓无法升起，通过调阅综合电路图，进行故障判断，同时进行实物电器柜的测试，进行实际的排故训练。
该系统具有如下特点：
（1）真实性，主要体现在实物与列车实物结构完全一致，其次控制逻辑按照真实列车控制电路建立，使学生能够有对车辆部件结构、列车控制逻辑有真实的认识；
（2）智能及直观性，列车控制电路通常以单张电路分立展现，其控制逻辑复杂，通常单个功能需要几十张电路图共同联系后实现，使本专业即现场工程师学习都有一定难度，本系统将控制逻辑按照列车控制器功能进行电路的自动流水动态演示，使列车控制回路能够自动及直观的展现在学生面前。
（3）系统性，本集成化半实物仿真平台将列车控制回路，牵引及制动系统、车门等主要原件联系在一起进行集成化的实训，具有高度系统性，使学生能够在一定车辆理论的基础上，站在车辆系统的高度认识车辆控制及相关部件。
（4）灵活性及可扩展性，本集成化半实物仿真平台可以进行系统模块的增加及减少，可以进行灵活的扩充。
（5）可实操性，主要部件由车辆真实部件构成，同时设置真实故障，供学生进行动手操作判断故障及排除故障，从而全面提高学生的现场实操能力。