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1、(10)申请公布号 CN 104332075 A (43)申请公布日 2015.02.04 C N 1 0 4 3 3 2 0 7 5 A (21)申请号 201410528643.3 (22)申请日 2014.10.09 G09B 9/00(2006.01) (71)申请人北京交通大学 地址 100044 北京市海淀区上园村3号 (72)发明人李开成 魏国栋 袁磊 付强 唐涛 (74)专利代理机构北京市商泰律师事务所 11255 代理人毛燕生 (54) 发明名称 一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训系 统及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种基于B/S架构的列控半实 物仿真培训系统及方法。
2、，所述系统包括浏览器端 和服务器端，所述浏览器端主要完成教师和学员 的登录、课程管理、仿真列车的操作和控制、运行 环境的实时信息显示以及培训界面展示，所述运 行环境包括运行线路和站场；所述服务器端主要 完成半实物仿真培训平台的运行和培训内容的 处理，依据教师和学员的课程管理命令，控制服务 器端的相关软件模块，使整个平台具备运行条件； 通过浏览器端操作和控制仿真列车，从而使服务 器端整个平台运行起来，并在运行过程中利用数 据收集平台实时将运行过程记录下来，并通过培 训服务终端将数据进行处理，形成培训展示界面， 将运行过程和内部原理展示出来。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附。
3、图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104332075 A CN 104332075 A 1/2页 2 1.一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训系统，其特征在于：所述系统包括浏览器 端和服务器端，所述浏览器端主要完成教师和学员的登录、课程管理、仿真列车的操作和控 制、运行环境的实时信息显示以及培训界面展示，所述运行环境包括运行线路和站场；所述 服务器端主要完成半实物仿真培训平台的运行和培训内容的处理，依据教师和学员的课程 管理命令，控制服务器端的相关软件模块，使整个平台具备运行条件；通过浏览器端操。
4、作和 控制仿真列车，从而使服务器端整个平台运行起来，并在运行过程中利用数据收集平台实 时将运行过程记录下来，并通过培训服务终端将数据进行处理，形成培训展示界面，将运行 过程和内部原理展示出来。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述服务器端主要由服务终端部分、真实 线路模拟及操控部分、仿真列控设备部分及真实列控设备部分组成。 3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述服务终端部分主要由操控服务终端、 课程服务终端和培训服务终端组成、所述仿真列控设备部分包括仿真列控车载设备和仿真 列控地面设备，所述真实列控设备部分包括真实列控车载设备及真实列控地面设备。 4.一种基于B/S架构的列控。
5、半实物仿真培训方法，其特征在于，使用权利要求3中所述 的系统，具体方法步骤如下： 教师在教学前登录课程管理界面，在课程管理界面中，完成教学模式的选择、培训课程 的选择、教师参与方式的选择以及故障设置； 第一步，教师利用特定的用户名和密码登录课程管理界面，如果登录失败，则无法进行 其他操作，学员也无法操作相关内容；如果登录成功，则进入第二步； 第二步，教员在课程管理界面上选择所需培训的课程名称，选择完毕后，进入第三步； 第三步，教员在课程管理界面上选择教学模式，其中默认为讲解模式，所述教学模式包 括讲解模式、定制模式和随机模式；其中，如果选择的是讲解模式，学员登录系统后，只能够 以复制模式显示教。
6、师的界面，不能进行任何操作，教师能够设置故障操作，该模式主要用于 “教员讲，学员听”的方式，在该模式下，教员在屏幕上进行操作，而学员只能盯着屏幕看，无 法自行操作；如果选择的是定制模式，教员为每个学员分别选择不同的故障设置内容；定 制模式下，所有学员终端的运行相互之间不干扰，独立运行，该模式下，教员给任何一个学 员设置任意故障，学员自行操作，分析和解决相关故障；如果选择的是随机模式，教员无需 其他操作，系统会自动给各个学员分派学习内容，无需教员自己设置故障，仿真平台后台系 统将自动设置相应故障，学员自行操作，分析和解决相关故障； 第四步，教师在课程管理界面上启动和终止培训，当启动培训功能后，整。
7、个服务器端仿 真平台的运行效果如下，如果教员选择的教学模式为讲解模式，且选择的教师参与方式为 教员操作，则服务器端半仿真平台运行后，教师需在列车操控和运行环境展示界面客户端 上自行操作和控制仿真列车运行，而且在列车运行时，列车操控和运行环境展示界面客户 端上将列车运行的线路和站场信息实时信息出来，并在培训展示界面中将列控系统内部状 态以流程图、模式转换状态图以及协议数据交换图等方式进行实时展示，各个学员看到的 培训展示界面内容全部相同，但在该模式下，服务器端仿真平台无法实现暂停、加速或减速 等功能；如果教员选择的教学模式为讲解模式，且选择的教师参与方式为课程回放，则服务 器端仿真平台运行时后，。
8、教师无需在列车操控和运行环境展示界面客户端上进行操作，教 师可以施加暂停、加速以及重新运行等动作；如果教员选择的教学模式为定制模式或随机 权 利 要 求 书CN 104332075 A 2/2页 3 模式，则每个学员能够在自行登录列车操控和运行环境展示界面客户端上进行仿真列车的 操作和控制，各个学员互不干扰，同时，各个学员自行操作的内容分别在每个学员登录的培 训展示界面中将列控系统内部状态以流程图、模式转换状态图以及协议数据交换图方式进 行实时展示，各个学员看到的培训展示界面内容各不相同。 权 利 要 求 书CN 104332075 A 1/4页 4 一种基于 B/S 架构的列控半实物仿真培训。
9、系统及方法 技术领域 0001 本发明属计算机技术领域，具体涉及一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训系 统及方法。 背景技术 0002 随着武广、郑西、京沪等高速铁路以及北京、上海等多个城市的地铁系统的相继开 通，中国轨道交通近几年发展迅速。高铁线路的建设采用了具有自主知识产权的CTCS-2级 或CTCS-3级列控系统，而地铁系统则采用了CBTC等新型列控系统。新设备的蓬勃发展和 愈加完善，对信号人员的素质水平也提出了更高的要求。 0003 目前，无论是高铁线路还是城市轨道交通，列控系统的培训大部分以老师讲解知 识点为主，少数情况是结合列控真实设备开展相关培训，培训手段和方法略显单薄，并且师。
10、 资队伍年龄偏大，知识结构趋于老化，授课的方式激发不了学员的兴趣。而学员很多是没有 经过规范、严格的铁路专业知识和技能教育培训，文化基础差。 0004 目前无论是设备生成厂家还是各个培训机构自己搭建的纯仿真或者半实物仿真 列控系统，都是以列控系统在实验室环境下能够按照真实现场运行为目的，而没有从教学 的角度去考虑，利用这样的系统开展培训教学，其培训效果比单纯的讲解知识点会好一些， 但无法满足真正教学的要求。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训系统及方法，该系 统和方法能够根据不同教学要求，将列控系统按照讲解、随机及定制等三种不同模式进行 运行，并将系统。
11、运行内部原理以图形化方式进行展示，从而提高列控系统的教学效果。利用 本系统和方法可以使列控系统的教学更加灵活，提高了教学的互动性、可扩展性和易访问 性。 0006 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是： 0007 一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训系统，浏览器端与服务器端采用以太网 进行连接；服务器端的操控服务终端、课程服务终端、培训服务终端、数据收集平台、真实 线路模拟及操控平台、仿真车载设备、接口适配设备、仿真地面设备间全部采用网络连接方 式；服务器端的接口适配设备与真实车载设备和地面真实设备间采用本领域大家熟知和通 用的连接方式。具体连接方式图1所示，所述系统包括浏览器端和服务器。
12、端，所述浏览器端 主要完成教师和学员的登录、课程管理、仿真列车的操作和控制、运行环境的实时信息显示 以及培训界面展示，所述运行环境包括运行线路和站场；所述服务器端主要完成半实物仿 真培训平台的运行和培训内容的处理，依据教师和学员的课程管理命令，控制服务器端的 相关软件模块，使整个平台具备运行条件；通过浏览器端操作和控制仿真列车，从而使服务 器端整个平台运行起来，并在运行过程中利用数据收集平台实时将运行过程记录下来，并 通过培训服务终端将数据进行处理，形成培训展示界面，将运行过程和内部原理展示出来。 说 明 书CN 104332075 A 2/4页 5 0008 所述服务器端主要由服务终端部分(。
13、主要由操控服务终端、课程服务终端和培训 服务终端)、真实线路模拟及操控部分、仿真列控设备部分(包括仿真列控车载设备和仿真 列控地面设备)及真实列控设备部分(包括真实列控车载设备及真实列控地面设备)组 成。 0009 所述服务终端部分主要由操控服务终端、课程服务终端和培训服务终端组成、所 述仿真列控设备部分包括仿真列控车载设备和仿真列控地面设备，所述真实列控设备部分 包括真实列控车载设备及真实列控地面设备。 0010 一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训方法，具体步骤如下： 0011 教师在教学前登录课程管理界面，在课程管理界面中，完成教学模式的选择、培训 课程的选择、教师参与方式的选择以及故。
14、障设置； 0012 第一步，教师利用特定的用户名和密码登录课程管理界面，如果登录失败，则无法 进行其他操作，学员也无法操作相关内容；如果登录成功，则进入第二步； 0013 第二步，教员在课程管理界面上选择所需培训的课程名称，选择完毕后，进入第三 步； 0014 第三步，教员在课程管理界面上选择教学模式，其中默认为讲解模式，所述教学模 式包括讲解模式、定制模式和随机模式；其中，如果选择的是讲解模式，学员登录系统后， 只能够以复制模式显示教师的界面，不能进行任何操作，教师能够设置故障操作，该模式主 要用于“教员讲，学员听”的方式，在该模式下，教员在屏幕上进行操作，而学员只能盯着屏 幕看，无法自行操。
15、作；如果选择的是定制模式，教员为每个学员分别选择不同的故障设置内 容；定制模式下，所有学员终端的运行相互之间不干扰，独立运行，该模式下，教员给任何一 个学员设置任意故障，学员自行操作，分析和解决相关故障；如果选择的是随机模式，教员 无需其他操作，系统会自动给各个学员分派学习内容，无需教员自己设置故障，仿真平台后 台系统将自动设置相应故障，学员自行操作，分析和解决相关故障； 0015 第四步，教师在课程管理界面上启动和终止培训，当启动培训功能后，整个服务器 端仿真平台的运行效果如下，如果教员选择的教学模式为讲解模式，且选择的教师参与方 式为教员操作，则服务器端半仿真平台运行后，教师需在列车操控和。
16、运行环境展示界面客 户端上自行操作和控制仿真列车运行，而且在列车运行时，列车操控和运行环境展示界面 客户端上将列车运行的线路和站场信息实时信息出来，并在培训展示界面中将列控系统内 部状态以流程图、模式转换状态图以及协议数据交换图等方式进行实时展示，各个学员看 到的培训展示界面内容全部相同，但在该模式下，服务器端仿真平台无法实现暂停、加速或 减速等功能；如果教员选择的教学模式为讲解模式，且选择的教师参与方式为课程回放， 则服务器端仿真平台运行时后，教师无需在列车操控和运行环境展示界面客户端上进行操 作，教师可以施加暂停、加速以及重新运行等动作；如果教员选择的教学模式为定制模式或 随机模式，则每个。
17、学员能够在自行登录列车操控和运行环境展示界面客户端上进行仿真列 车的操作和控制，各个学员互不干扰，同时，各个学员自行操作的内容分别在每个学员登录 的培训展示界面中将列控系统内部状态以流程图、模式转换状态图以及协议数据交换图方 式进行实时展示，各个学员看到的培训展示界面内容各不相同。 0016 有益效果 0017 (1)本方法及系统能够根据不同教学要求，提出了半实物列控仿真系统按照讲解 说 明 书CN 104332075 A 3/4页 6 模式、随机模式及定制模式等三种不同模式进行运行，创新了列控系统培训方法，提高了列 控系统培训效果； 0018 (2)本方法及系统采用B/S结构进行搭建，教师和。
18、学员可以在任何与后台系统通 过网络相连的地方进行操作，提高了列控仿真培训平台的灵活性，不受培训场地的限制； 0019 (3)本方法及系统既能满足教师讲解的需求，又能提高学员在列控教学中的参与 力度，丰富了列控系统的培训手段。本系统和方法能够根据不同教学要求，将列控系统按照 讲解、随机及定制等三种不同模式进行运行，并将系统运行内部原理以图形化方式进行展 示，从而提高列控系统的教学效果。 0020 (4)本系统及方法采用B/S架构进行搭建，教师和学员可以在任何与后台系统通 过网络相连的地方进行操作，不受培训场地的限制，教师和学员可以在同一个地方也可以 通过远程网络实现本地或异地列的控系统教与学。因。
19、此，利用本系统和方法可以使列控系 统的教学更加灵活，提高了教学的互动性、可扩展性和易访问性。 附图说明 0021 图1基于B/S架构的列控半实物仿真培训系统结构。 具体实施方式 0022 一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训系统，所述系统包括浏览器端和服务器 端，所述浏览器端主要完成教师和学员的登录、课程管理、仿真列车的操作和控制、运行环 境的实时信息显示以及培训界面展示，所述运行环境包括运行线路和站场；所述服务器端 主要完成半实物仿真培训平台的运行和培训内容的处理，依据教师和学员的课程管理命 令，控制服务器端的相关软件模块，使整个平台具备运行条件；通过浏览器端操作和控制仿 真列车，从而使服。
20、务器端整个平台运行起来，并在运行过程中利用数据收集平台实时将运 行过程记录下来，并通过培训服务终端将数据进行处理，形成培训展示界面，将运行过程和 内部原理展示出来。 0023 所述服务器端主要由服务终端部分、真实线路模拟及操控部分、仿真列控设备部 分及真实列控设备部分组成。 0024 所述服务终端部分主要由操控服务终端、课程服务终端和培训服务终端组成、所 述仿真列控设备部分包括仿真列控车载设备和仿真列控地面设备，所述真实列控设备部分 包括真实列控车载设备及真实列控地面设备。 0025 一种基于B/S架构的列控半实物仿真培训方法，具体步骤如下： 0026 教师在教学前登录课程管理界面，在课程管理。
21、界面中，完成教学模式的选择、培训 课程的选择、教师参与方式的选择以及故障设置； 0027 第一步，教师利用特定的用户名和密码登录课程管理界面，如果登录失败，则无法 进行其他操作，学员也无法操作相关内容；如果登录成功，则进入第二步； 0028 第二步，教员在课程管理界面上选择所需培训的课程名称，选择完毕后，进入第三 步； 0029 第三步，教员在课程管理界面上选择教学模式，其中默认为讲解模式，所述教学模 式包括讲解模式、定制模式和随机模式；其中，如果选择的是讲解模式，学员登录系统后， 说 明 书CN 104332075 A 4/4页 7 只能够以复制模式显示教师的界面，不能进行任何操作，教师能够。
22、设置故障操作，该模式主 要用于“教员讲，学员听”的方式，在该模式下，教员在屏幕上进行操作，而学员只能盯着屏 幕看，无法自行操作；如果选择的是定制模式，教员为每个学员分别选择不同的故障设置内 容；定制模式下，所有学员终端的运行相互之间不干扰，独立运行，该模式下，教员给任何一 个学员设置任意故障，学员自行操作，分析和解决相关故障；如果选择的是随机模式，教员 无需其他操作，系统会自动给各个学员分派学习内容，无需教员自己设置故障，仿真平台后 台系统将自动设置相应故障，学员自行操作，分析和解决相关故障； 0030 第四步，教师在课程管理界面上启动和终止培训，当启动培训功能后，整个服务器 端仿真平台的运行。
23、效果如下，如果教员选择的教学模式为讲解模式，且选择的教师参与方 式为教员操作，则服务器端半仿真平台运行后，教师需在列车操控和运行环境展示界面客 户端上自行操作和控制仿真列车运行，而且在列车运行时，列车操控和运行环境展示界面 客户端上将列车运行的线路和站场信息实时信息出来，并在培训展示界面中将列控系统内 部状态以流程图、模式转换状态图以及协议数据交换图等方式进行实时展示，各个学员看 到的培训展示界面内容全部相同，但在该模式下，服务器端仿真平台无法实现暂停、加速或 减速等功能；如果教员选择的教学模式为讲解模式，且选择的教师参与方式为课程回放， 则服务器端仿真平台运行时后，教师无需在列车操控和运行环。
24、境展示界面客户端上进行操 作，教师可以施加暂停、加速以及重新运行等动作；如果教员选择的教学模式为定制模式或 随机模式，则每个学员能够在自行登录列车操控和运行环境展示界面客户端上进行仿真列 车的操作和控制，各个学员互不干扰，同时，各个学员自行操作的内容分别在每个学员登录 的培训展示界面中将列控系统内部状态以流程图、模式转换状态图以及协议数据交换图方 式进行实时展示，各个学员看到的培训展示界面内容各不相同。 0031 最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并 非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引 申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。 说 明 书CN 104332075 A 1/1页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104332075 A 。