基于Multigen Creator虚拟地铁场景的建模与仿真(3)
视景仿真技术是仿真技术和计算机图形学最新成果的结合。它充分利用人的视觉特性,通过图形和动画来表达各种信息。特别是,利用三文模型实时有真实感动态显示技术,以及虚拟现实技术,可以实现驾驶仿真，虚拟现实以及其它实时动态仿真系统的图形显示,因而成为近年来的研究热点之一。
随着城市地铁,轻轨项目的建设,越来越多的新型列车投入使用,对列车司机要求也水涨船高,因此地铁运营部门对司机进行技术培训的要求也更加紧迫。采用列车驾驶仿真系统(TrainDrivingsimu一ationsystem)来培衫。同机是一种非常有效的方式,视景仿真系统作为列车驾驶仿真系统的重要组成部分,可以直观地观察并控制地铁列车在车站及隧道中地运行状况,该仿真系统具有安全性,可控性,经济性,无破坏性,可重复性等特点。
列车驾驶仿真系统生成的虚拟驾驶环境是否逼真,取决于驾驶员对此环境的主观感觉是否真实"人对环境的感知主要是通过视觉，听觉，触觉以及重力觉等。实验表明,人的信息感知约有80%是通过眼睛获取的,所以,视觉感知的质量在用户对环境的主观感知中占有最重要的地位。因而，视景仿真系统效果的好坏直接决定虚拟环境是否逼真,从而影响驾驶员的培训效果。
本论文主要任务是作为整个地铁列车驾驶仿真系统的一个组成部分,开发出应用视景仿真技术,从司机视角观察到的车站,线路,信号的地铁列车实时运行视景仿真平台,在此基础上总结应用于城市轨道交通列车运行仿真测试的视景仿真系统开发方法和步骤,并针对开发中遇到的一些重点问题进行分析,并提出可行的解决方案。
1.2 地铁驾驶系统仿真简介
1.2.1 地铁模拟驾驶系统概述
仿真技术随着计算机技术和自动控制技术的发展得到了极大的发展。以计算机系统为核心、操纵控制台为基础构成的各种仿真器得到了高度重视，在航空航天、交通运输及军事领域等得到了广泛应用。各种性能优越的飞行模拟器、驾驶模拟器已在相关领域发挥了巨大的作用。
地铁模拟驾驶系统由计算机实时控制，能正确模拟地铁列车操纵，能重现列车运行环境，可用于培训学员的学习、培训和考核。
地铁模拟驾驶系统的基本原理是：根据地铁列车内部控制关系、地铁线路情况、司机控制情况及运行动力学建立起来的数学模型进行模拟控制，从而实现对地铁列车的模拟控制。
一般的地铁模拟驾驶系统主要有以下几个部分：操纵台、仿真控制系统、视景仿真系统、声音仿真系统、故障设置和解除系统、输出系统等，大型的模拟系统还有吹冰自由度振动系统、真实驾驶室等。
1.2.2 地铁模拟驾驶系统作用
1．培训的作用
地铁司机传统培训方式是“师带徒”的方式。这种方式的典型特点是：学员学习理论跟车实习、积累经验 独立驾驶列车。这种培训方法存在受培训易受时间、地点、设备、线路和教员水平等主客观因素的影响，也不可能故意制造各种车辆故障、特别是危险性大的故障，来培训学员的判断故障和排除故障的能力。采用地铁模拟驾驶系统培训，这一切变得可能，节省了培训的人力、物力和财力，减少了培训时间，提高了培训效率和安全性。
2．考核的作用
学员理论知识考核可集中进行，但实际操纵技能考核则存在时间、场地和考核范围等各种条件的限制。如果实际操纵技能考核在真车上进行，会有以下弊端：
（1）占用现场运营设备，打乱原有运行规律，影响其它列车运行。
（2）容易发生运营事故。
（3）无法考核学员怎样处理危险故障和紧急故障，不能全面衡量学员的综合水平。