Разработка видеоподсистемы тренажеров для железнодорожного транспорта.
В. Д. Верескун, к.т.н. доцент, проректор РГУПС по экономике, инвестициям и информатизации
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
Н. Н. Сухорукова нач. упр. информатизации РГУПС
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
Ю. В. Денисенко нач. отд. НИТ упр. информатизации РГУПС
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
К. В. Барышников зам. нач. отд. НИТ упр. информатизации РГУПС
В. А. Чеботников к.т.н., доцент кафедры УЭР РГУПС
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
Д. А. Елистратов аспирант РГУПС
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
И. А. Гречук аспирант РГУПС
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
А. С. Бушнов студент РГУПС
Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения
Аннотация
В данной статье рассматриваются приемы создания видеоподсистемы железнодорожного тренажера. На примере работ, проведенных в рамках создания видеоподсистемы лабораторно-тренажерного комплекса «Виртуальная железная дорога», приводятся практические примеры.
Обзор существующих разработок в области тренажеров для железнодорожной отрасли показывает, что, как правило, значительное внимание уделяется созданию видеоподсистем, позволяющих с высокой достоверностью отображать результаты действий оператора. В качестве примера можно привести целый ряд как зарубежных, так и российских разработок.
Тренажер Eurostar французской фирмы EBIM (1). Этот тренажер был разработан в 1991 году по заказу консорциума по использованию туннеля под Ла-Маншем. Тренажер имеет модульную архитектуру, включающую, в том числе, и видеоподсистему. Угол обзора машиниста составляет 40°, визуализация движения осуществляется посредством генерации трехмерного изображения с частотой 25 кадров в секунду. Видеоподсистема контролируется специализированным вычислительным комплексом.
Тренажер локомотива EWS class 66 (2). Тренажер 2002 года, стоимость его разработки составила 500 000 фунтов стерлингов. Тренажер состоит из макета локомотива class 66, включая элементы управления и контроля реального локомотива, базы данных, содержащей информацию о техническом устройстве участка протяженностью 80 км. Угол обзора машиниста составляет 40°. имеется возможность визуализации обстановки (наличие дорожных рабочих и т.д.).
Тренажерный центр Virgin фирмы Corys (3). Тренажер 2001 года, стоимость его разработки составила 2 000 000 фунтов стерлингов. Тренажер состоит из 3 макетов скоростных локомотивов Voyager/Pendolino class 390, включает элементы управления и контроля реального локомотива, базу данных, содержащую информацию о техническом устройстве участка протяженностью 60 км. Угол обзора машиниста составляет 50°.
Тренажеры фирмы Dornier GmbH (Германия, 4), больше известной в России своей авиационной техникой. Разработки Дорнье по своим характеристикам схожи с упомянутыми выше, можно отметить видеоподсистему с углом обзора машиниста 90° по горизонтали.
В рамках английской программы по изучению безопасности на железнодорожном транспорте (Railway Safety Research Programme, 5), разрабатываются спецификации на симуляторы для изучения влияния человеческого фактора и программа соответствующих исследований. В числе других требований к тренажерам выдвигается наличие высококачественных видео и аудиовозможностей.
В Ростовском Государственном Университете Путей Сообщения разработан лабораторно-тренажерный комплекс «Виртуальная железная дорога», (ЛТК «ВЖД» 6, 7) на базе программных и технических средств работы оперативного персонала служб, связанных с движением поездов. В лабораторном комплексе предусмотрено практическое выполнение студентами ролей оперативных работников учебного района управления дороги. Некоторые характерные особенности ЛТК «ВЖД»:
в состав комплекса входят находящиеся в разной степени разработки рабочие места дежурных по станциям (участковым, грузовым, сортировочным, промежуточным), дежурного по парку и парку формирования, поездных диспетчеров, диспетчеров энергоучастка пути, СЦБ и связи, машинистов поездов
ядром программно-аппаратного комплекса является информационная система трехзвенной организации
база данных комплекса содержит информацию о техническом устройстве участка протяженностью более 100 км, в т. ч. 11 станций (фрагмент СКЖД)
наличие видеоконференцсвязи
возможность имитации действий персонала программными модулями, снабженными искусственным интеллектом
занятия на комплексе тренажеров проходят с использованием практики деловых игр
визуализация наблюдений машиниста производится модулем трехмерной графики, либо видеоматериалами (тренажер машиниста), визуализация наблюдений дежурного по станции — модулем трехмерной графики (тренажер дежурного по станции)
В процессе разработки систем визуализации сотрудниками РГУПС накоплен значительный опыт в работе с видеоматериалами, используемыми в железнодорожных тренажерах.
В настоящей статье мы подробнее коснемся разработки видеоподсистемы, в особенности проблемам создания, хранения и использования видеоматериалов. Также мы вкратце остановимся на создании и использовании трехмерной графики в процессе конструировании тренажеров, и на достоинствах и недостатках применения трехмерной графики и видеоматериалов в видеоподсистемах тренажеров.