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轨道交通系统实训虚拟现实解决方案

发布者:轨道车辆VR/AR实验室   发布时间:2020-03-16  浏览次数:

华东交通大学轨道车辆VR/AR研究室是南昌市轨道车辆系统实训VR重点实验室,团队目前共有核心研发成员20 余人,其中博士3人,硕士12人。团队成员长期致力于轨道交通虚拟现实系统的开发以及维护工作,均具备丰富的轨道交通领域知识储备,以及轨道车辆虚拟现实系统开发经验,在轨道交通虚拟现实系统开发领域走在国内领先地位。

轨道交通系统实训虚拟现实解决方案主要包括轨道车辆VR/AR展厅设计、虚拟实验室建设、AR立体化教材制作、VR/AR智慧课堂设计、混合云平台搭建、轨道交通系列VR课程开设。目前,实验室完成了多项成果转化,所研发系统引发了部分院校以及相关企业的极大兴趣,并提供了相关经费持续开发。同时,项目组还与中铁十八局、中车洛阳机车有限公司、中车株洲电力机车有限公司以及山东中车公司等均有虚拟现实相关的项目合作。



一、项目视频

1、受电弓结构认知VR实训系统

2、沉浸式高速动车组转向架三级修多人协同实训系统

3、单车制动虚实结合训练平台

4、动车组转向架结构认知系统

二、典型案例



案例一:动车组技术教学考核虚拟仿真实训系统



实验室自主独立开发的动车组技术教学考核虚拟仿真实训系统,通过结构认知、科学原理、虚拟拆装、检修实训四个层次系统科学的介绍CRH3和谐号动车组车辆的关键部件、车体及车体设备。在2018年的召开的轨道车辆工程专业建设暨VR技术在其实践教学中的应用研究会中与北京交通大学、兰州交通大学、大连交通大学确定合作引进意向,帮助同类高校深度推广动车组虚拟现实仿真系统在轨道专业院校的应用。



案例二:沉浸式高速动车组转向架三级修多人协同实训系统

CRH3动车组转向架为原型,高度还原三级修真实场景,严格按照标准一线作业指导书设计检修流程,内置丰富的故障类型,教员可动态实现题库的分配,智能化检测学员的操作流程是否正确,从而实现高速动车组转向架检修的智能考核。支持多人同时操作,自由分组,在虚拟环境中实现实时交互。有效的解决了教学过程中“看不见、摸不着、搞不懂”的难题。

案例三:虚拟现实技术在轨道交通车辆设计中的应用研究

借助虚拟现实技术建立轨道交通车辆三维模型,生成轨道交通车辆虚拟环境,完成从概念、设计、零部件试验、整车装配到最终产品确认全过程的设计,实现用户与环境之间直接进行自然的交互。产品开发完成后设计人员可通过交互设备进入到虚拟设计场景中,根据设计需求即时修改设计参数,并将设计效果即时展示,脱离传统的图纸设计模式。

案例四:机车乘务员VR实训系统

主要针对传统教学培训体系加以改进,实现交互式虚拟化呈现机车整体构造、牵引制动特性、行车安全装备、设备部件结构、综合作用原理、故障模拟处置等学习内容,打造智能化综合性教学培训考评体系,全面创新升级教培模式、提高质量效率、降低周期成本、避免主观因素、保障人身安全,具有前沿性、实用性和良好的推广应用前景。有效的解决了传统培训系统看不见、摸不着、搞不懂、悟不透的难题,避免了传统培训扣除车辆的弊端,极大的提高了机车车辆的运用率。

案例五:动车组转向架结构认知系统



本系统直观展现动车组转向架各部分的详细结构及整体组装流程。使用者通过本系统,可直观了解转向架各个组成部分的结构特点;构架组成、轮对组成、二系悬挂装置、一系悬挂装置、驱动装置、基础制动装置、轴箱与轴承装置、轨道排障装置等;可实现裸眼3D效果。




案例六:城市轨道交通牵引供电实训系统



本系统直观展现牵引供电装置各部分的详细结构及受电弓的升、降弓过程。使用者通过本系统可直观了解受电弓的结构特点并对其进行升、降弓操作,观察其升、降弓机械部分的动作过程;进行静态接触压力、升降弓时间的测量,操作可按需记录数据供后期考核之用。







案例七:智能装配VR实训系统

充分运用VR/AR技术,将现代技术与装配技术充分结合,研发智能化装配VR实训系统。该系统可以最大化模拟应用进行拧紧装配与测量过程,帮助操作者快速熟悉整套系统的操作及工艺流程;能够真实模拟拧紧装配与测量可能出现的问题,例如组装顺序、使用物料、拧紧过程等工艺流程问题。在整个过程中虚拟装配软件都可以以视频的形式展示所有过程;模拟展示铁路车辆核心部件(转向架)与现场工作环境,如转向架的结构组成,对员工起到基础培训作用;模拟展示装配系统常见故障及处置预案,为客户提供设备维护方案。

案例八:单车制动虚实结合训练平台

本项目为虚实结合单车制动试验实训平台,其中的虚拟部分是基于Unity3D软件搭建的虚拟仿真实验环境平台,由MAYA、3Dsmax、Proe等建模软件建立精确模型,再由Substance painter和photoshop烘焙并绘制贴图,而实物部分使用单片机进行设计开发模拟单车试验器功能,由数据手套和单车模拟器组合进行单车制动试验的虚拟和现实化训练。教学与考核系统则也是基于Unity3D平台开发的后台指导及监测系统。通过控制器的实物模型控制虚拟环境中轨道车辆,虚拟模型与实物实现数据互通,有效的解决了实习环境危险且成本较高的隐患。

案例九:动车组密接式车钩工作原理及性能虚拟仿真实验

项目采用以学生为主体的开放式教学模式,通过任务驱动式的教学理念充分调动学生学习积极性,基于现代设计仿真软件,完成参数化的设计、装配、拆解、运动仿真、结构分析及特性输出等操作,充分培养学生自主学习能力,加强学生对专业知识的理解。





责任编辑:罗丫