Области применения

В состав комплекса тренажеров «Виртуальная железная дорога» входит целый ряд тренажеров различных служб. Если подходить к вопросу формально, то у любого тренажера имеются в различной степени развитые системы визуализации – хотя бы потому, что в состав любого современного тренажера входит один или несколько компьютеров (интерфейс оператора, методиста, управляющий компьютер и т.д. (8)). Однако мы остановимся на двух типах тренажеров – тренажере дежурного по стации и тренажере машиниста локомотива.

Тренажер ДСП в его аппаратно-программной реализации представляет собой макет пульт-табло маршрутно-релейной централизации станции, В верхней части макета расположена плазменная панель, соединенная с управляющим компьютером. На ней отображается 3D-мнемосхема поездной обстановки на станции. Внешний вид пульта приведен на рисунке 1. Пульт создан конфигурируемым и позволяет сконструировать тренажеры ДСП для любой станции (в состав программного обеспечения тренажера входит САПР, позволяющая автоматизировать такие работы). Программное обеспечение позволяет использовать тренажер ДСП как в автономном режиме, так и в режиме коллективной работы в составе ЛТК «ВЖД» при проведении деловых игр (9). Обсуждение конструкции, особенностей и возможностей аппаратно-программного тренажера ДСП выходит за рамки данной статьи.

Рисунок 1 Тренажер ДСП

Очевидно, оригинальная конструкция реального пульт-табло маршрутно-релейной централизации станции не включает в себя каких-либо устройств отображения информации, аналогичных плазменной панели, закрепленной на тренажере ДСП. Однако студентам, особенно на ранних этапах подготовки, представляет затруднительным ориентироваться в ситуации по индикаторам путевых секций пульта. Возможность сверять поездную обстановку, изображенную на мнемосхеме пульта и на 3-D мнемосхеме значительно упрощает понимание производимых манипуляций, и, таким образом, применение трехмерной графики в тренажере ДСП, по крайней мере, в пропедевтических курсах, представляется вполне оправданным.

В процессе проведения работ в рамках курсов повышения квалификации ДСП и поездных диспетчеров СКЖД, участниками занятий были высказаны мнения о целесообразности оснащения рабочего места ДСП монитором, являющимся терминальной точкой распределенной по станции системы видеонаблюдения. Наличие системы видеонаблюдения позволяет эффективнее оценивать поездную обстановку, контролировать ход проведения маневровых работ, упрощает процесс выявления неисправностей.

Наиболее традиционной сферой применения видеподсистем в тренажерах для железнодорожного транспорта являются тренажеры машинистов локомотивов. Такого рода оборудование в ряде случаев снабжено высококачественными аудиосистемами и иногда (в некоторых чрезвычайно дорогостоящих тренажерах) систему имитации динамических усилий с шестью степенями свободы (три пространственных, тангаж, рысканье и крен), что, в свою очередь отображается на видеоподсистеме.

Анализ литературных данных показывает, что в большинстве случаев для визуализации используется, как и в предыдущем случае, трехмерная графика. В частности, такой подход был опробован и при создании тренажера машиниста в рамках создания ЛТК «ВЖД» (рис. 2)

Рисунок 2. Трехмерная сцена – фрагмент реконструкции разъезда «Зоосад»

Выше были рассмотрены технологии создания видеоряда методами трехмерного моделирования. Такие технологии используются для создания трехмерных интерактивных моделей, панорамных изображений, генерации изображения в видеоподсистемах тренажеров машинистов, горочных диспетчеров, диспетчеров по станции и т. д. К их недостаткам можно отнести необходимость разработки трехмерной сцены на компьютере, что предполагает квалифицированную программистскую и/или дизайнерскую работу. Помимо этого, адекватное воссоздание участка значительной протяженности сопряжено со значительным расходованием материальных, людских и прочих ресурсов. Существуют и принципиальные ограничения: например, машинист может ориентироваться по каким-либо малозначащим элементам ландшафта и осуществлять привязку к местности по деталям, которые не войдут в состав трехмерной сцены. К положительным чертам трехмерного моделирования можно отнести возможность реконструкции внештатных и аварийных ситуаций. Также имеется возможность произвести создание модели конструирующейся станции, либо участка пути.

Альтернативой созданию трехмерных сцен является использование видеозаписи. В тренажере машиниста в рамках создания ЛТК «ВЖД» этот подход используется как основной(рис. 3).

Рисунок 3 Внешний вид рабочего экрана виртуального тренажера локомотива ЛТК «ВЖД»

Точность изображения, воспроизводимого посредством видеозаписи, является положительным его качеством. Однако с помощью видео, разумеется, невозможно воспроизводить различные аварийные и экстренные ситуации, движение по боковым путям. Значительных трудозатрат требует специальная разметка.

Рассмотрим вкратце программные и аппаратные средства, используемые при создании видеоподсистемы тренажеров для железнодорожного транспорта. Особое внимание уделим методам подготовки видеоматериалов.