轨道交通全自动运行模拟方法及其系统、介质及电子设备

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，具体涉及轨道交通全自动运行模拟方法及其系统、介质及电子设备。

背景技术

我国城市轨道交通规模大、产业链全，然而轨道交通的自主研发技术及关键技术的核心竞争力非常薄弱，尤其是全自动运营场景的动态验证、事件模拟、工况仿真、场景演示等前端技术的缺失，制约轨道城市轨道交通全面转向全自动运行发展。

现有技术中，由于全自动运营场景测试技术的缺失，无法提前对城市轨道交通全自动运营过程中的场景、技术信息进行模拟及验证，并提供精准的技术指标，从而导致城市轨道交通系统在运行中存在的风险或潜在风险被发现识别，增加了后期实体改进的成本，同时，也增加了全自动运营场景测试、验证及演练的成本。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了轨道交通全自动运行模拟方法及其系统、介质及电子设备，解决了现有技术中轨道交通全自动运行前无法模拟、仿真的技术问题。

为使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

根据本申请的一个方面，本申请提供了一种轨道交通全自动运行模拟方法，包括：构建虚拟设备场景模型数据，所述虚拟设备场景模型数据包括多个虚拟数据，所述虚拟数据包括虚拟设备数据以及与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据；获取现实交通设备的实时数据，所述实时数据包括现实交通设备数据以及与所述现实交通设备对应的实时状态数据；获取用户输入的控制现实交通设备的控制信息；根据所述现实交通设备数据在所述多个虚拟数据中查找与所述虚拟设备数据一致的虚拟设备数据；根据所述控制信息以及所述现实交通设备的实时状态数据更新与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据。

在一种可能的实现方式中，根据所述控制信息以及所述现实设备的实时状态数据更新与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据，包括：当与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据与所述实时状态数据不一致时，更新所述当前虚拟状态数据，生成当前虚拟状态修正数据；所述当前虚拟状态修正数据与所述实时状态数据一致；以及根据所述控制信息，更新所述当前虚拟状态修正数据，生成更新虚拟状态数据。

在一种可能的实现方式中，根据所述控制信息以及所述现实设备的实时状态数据更新与所述设备数据匹配的当前虚拟状态数据，包括：当与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据与所述实时状态数据一致时，根据所述控制信息，更新所述当前虚拟状态数据，生成更新虚拟状态数据。

在一种可能的实现方式中，根据所述现实交通设备数据在所述多个虚拟数据中查找与所述虚拟设备数据一致的虚拟设备数据，包括：根据所述现实交通设备数据的数据标头，在所述多个虚拟数据中查找，标头数据与所述现实交通设备数据的数据标头一致的虚拟设备数据。

在一种可能的实现方式中，在获取现实交通设备的实时数据之前，所述轨道交通全自动运行模拟方法还包括：对所述虚拟设备场景模型数据中的虚拟数据初始化，生成初始化虚拟数据。

在一种可能的实现方式中，所述虚拟设备场景模型数据还包括虚拟人类的行为数据；其中，所述轨道交通全自动运行模拟方法还包括：获取用户输入的控制所述虚拟人类的行为数据的第一控制信息；根据所述第一控制信息更新所述虚拟人类的行为数据，生成所述虚拟人类的行为更新数据。

在一种可能的实现方式中，在根据所述第一控制信息更新所述虚拟人类的行为数据之后，轨道交通全自动运行模拟方法还包括：获取用户输入的第二控制信息；根据所述第二控制信息更新所述虚拟设备场景模型数据。

本申请第二个方面，一种轨道交通全自动运行模拟系统，包括：虚拟设备场景构建模块，用于构建虚拟设备场景模型数据，所述虚拟设备场景模型数据包括多个虚拟数据，所述虚拟数据包括虚拟设备数据以及与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据；实时数据获取模块，用于获取现实交通设备的实时数据，所述实时数据包括现实交通设备数据以及与所述现实交通设备对应的实时状态数据；控制模块，用于获取用户输入的控制现实交通设备的控制信息；根据所述现实交通设备数据在所述多个虚拟数据中查找与所述虚拟设备数据一致的虚拟设备数据；根据所述控制信息以及所述现实交通设备的实时状态数据更新与所述虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据。

本申请第三个方面，一种电子设备，包括：处理器；以及用于存储所述处理器可执行信息的存储器；其中，所述处理器用于执行上述所述的轨道交通全自动运行模拟方法。

本申请第四个方面，一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述的轨道交通全自动运行模拟方法。

本申请提供的轨道交通全自动运行模拟方法，首先构建虚拟设备场景模型数据，获取现实交通设备的实时数据，根据现实交通设备数据在虚拟设备数据中查询与现实交通设备数据一致的虚拟设备数据，然后根据用户输入的控制现实交通设备的控制信息，控制虚拟设备的虚拟状态数据与现实交通设备的实时状态数据一致，以达到现实交通设备的状态能够实时在虚拟场景中进行模拟，进而发现、识别现实交通设备运营过程中存在的潜在风险，降低后期现实交通设备运营改进的成本。

附图说明

图1所示为本申请提供一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图；

图2所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图；

图3所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图；

图4所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图；

图5所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图；

图6所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图

图7所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程示意图；

图8所示为本申请提供另一种轨道交通全自动运行模拟系统的工作原理图；

图9所示为本申请提供另一种电子设备的工作原理图。

具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1所示本申请提供的一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图1所示，该模拟方法，具体包括以下步骤：

步骤S101，构建虚拟设备场景模型数据，虚拟设备场景模型数据包括多个虚拟数据，虚拟数据包括虚拟设备数据以及与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据；

步骤S101中，构建虚拟设备场景模型数据可以根据现实交通设备、现实交通设备运行过程所使用的隧道、图纸等构建构建虚拟设备场景模型数据。

步骤S102，获取现实交通设备的实时数据，实时数据包括现实交通设备数据以及与现实交通设备对应的实时状态数据；

其中，现实交通设备数据包括：列车、自动售票设备、自动检票设备、驾驶台、车厢、门、灯、窗户、列车指示灯、座椅、扶手、PIS屏、信号机、对讲设备、灾报警设备等现实交通所涉及的设备数据；

现实交通设备的实时状态数据包括：列车运行状态数据、自动售票设备状态数据、自动检票设备状态数据、驾驶台状态数据、列车运行班次、列车运行轨道数据、列车运营线路数据、列车指示灯状态数据、厢内场景数据、信号机状态数据等现实交通设备运行状态所涉及的实时状态数据；

步骤S103，获取用户输入的控制现实交通设备的控制信息；

其中，VR虚拟现实套装设备、头盔、手柄、定位器、手机、平板等。控制信息为用户通过操作VR虚拟现实套装设备而使得VR虚拟现实套装设备的运动信息，根据运动信息生成的控制信息，控制信息控制虚拟设备的虚拟状态。其中，VR虚拟现实套装设备的运动信息、与该VR虚拟现实套装设备对应的虚拟设备的状态均是预先设定好的。例如手柄右转，对应控制列车车门关闭，因此，当手柄右转时，那么用户输入的控制信息则为控制列车车门关闭的信息，即用户输入的控制信息为：控制列车车门关闭的控制信息。FEP服务器用于获取VR虚拟现实套装设备、头盔、手柄、定位器、手机、平板等输入控制信息，从而实现控制现实交通设备；

步骤S104，根据现实交通设备数据在多个虚拟数据中查找与虚拟设备数据一致的虚拟设备数据；

FEP服务器控制现实交通设备数据在多个虚拟数据中查找与虚拟设备数据一致的虚拟设备数据；

步骤S105，根据所述控制信息以及现实交通设备的实时状态数据更新与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据；

FEP服务器用于获取用户输入的控制现实交通设备的控制信息以及现实交通设备的实时状态数据更新与虚拟设备数据匹配当前的虚拟状态数据。

本申请提供的轨道交通全自动运行模拟方法，首先构建虚拟设备场景模型数据，获取现实交通设备的实时数据，根据现实交通设备数据在虚拟设备数据中查询与现实交通设备数据一致的虚拟设备数据，然后根据用户输入的控制现实交通设备的控制信息，控制虚拟设备的虚拟状态数据与现实交通设备的实时状态数据一致，以达到现实交通设备的状态能够实时在虚拟场景中进行模拟，进而发现、识别现实交通设备运营过程中存在的潜在风险，降低后期现实交通设备运营改进的成本。

在另一种可能实现的方式中，图2所示本申请提供的另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图2所示，步骤S105(根据控制信息以及现实设备的实时状态数据更新与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据)，具体包括如下步骤：

步骤S1051，当与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据与实时状态数据不一致时，更新当前虚拟状态数据，生成当前虚拟状态修正数据；当前虚拟状态修正数据与实时状态数据一致；根据控制信息，更新当前虚拟状态修正数据，生成更新虚拟状态数据。

虚拟设备数据与FEP服务器获取的实时状态数据不一致时，根据接收到的实时状态数据更新当前虚拟状态信息，生成当前虚拟状态修正数据，当前虚拟状态修正数据与实施状态数据一致；从而使得虚拟场景中虚拟设备数据与现实设备的实时状态数据一致；VR现实套装设备触发的控制信息，控制信息控制当前虚拟状态修正数据，生成更新虚拟状态数据。

具体的，获取现实交通设备的车门A1当前帧打开状态，Bool为True，仿真服务器中虚拟设备数据的车门A1是关闭状态，Bool为false，此时即可判断仿真服务器数据与现实设备状态不一致，那么会立刻在当前帧之立即对仿真服务器进行Set操作，控制虚拟设备的车门A1的Bool变更为True，使车门A1打开。

在另一种可能实现的方式中，图3所示本申请提供的另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图3所示，步骤S105(根据控制信息以及现实设备的实时状态数据更新与设备数据匹配的当前虚拟状态数据)还包括如下步骤：

步骤S1052，当与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据与实时状态数据一致时，根据控制信息，更新当前虚拟状态数据，生成更新虚拟状态数据。

当FEP服务器获取的现实设备的实时状态数据与虚拟设备数据匹配，根据触发VR现实套装设备的控制信息，更新当前虚拟状态数据，生成更新虚拟状态数据。

具体的，现实交通设备的当前帧停留在站台C，虚拟设备数据的当前帧停留在站台C，现实交通设备的数据与虚拟设备数据一致，通过操动VR现实套装设备发出控制信息，根据控制信息生成当前帧停留在站台C的虚拟状态数据。

在另一种可能实现的方式中，图4所示本申请提供的另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图4所示，步骤S104(根据现实交通设备数据在多个虚拟数据中查找与虚拟设备数据一致的虚拟设备数据)，具体包括如下步骤：

步骤S1041，根据现实交通设备数据的数据标头，在多个虚拟数据中查找，标头数据与现实交通设备数据的数据标头一致的虚拟设备数据。

具体的，获取现实交通数据包括：列车、自动售票设备、自动检票设备、驾驶台、车厢、门、灯、窗户、列车指示灯、座椅、扶手、PIS屏、信号机、对讲设备、灾报警设备等涉及现实交通设备的数据；将获取的数据循环遍历获取现实交通设备数据的数据标头的数据类型，定位不同数据类型，数据类型包括：列车号、站台号、列车状态标识、列车门号、自动售票设备、自动检票设备、驾驶台等现实交通设备数据类型；将现实交通设备数据类型与仿真服务器的虚拟设备数据类型进行匹配，使现实交通设备数据类型能够与仿真服务器的虚拟设备数据类型一致。

在另一种可能实现的方式中，图5所示本申请提供的另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图5所示，在获取现实交通设备的实时数据之前，即在步骤S102之前，在步骤S101之后，轨道交通全自动运行模拟方法还包括：

步骤S111，对虚拟设备场景模型数据中的虚拟数据初始化，生成初始化虚拟数据。

具体的，VR虚拟现实套装设备中的头盔、手柄、定位器在虚拟设备场景中的位置、状态、角度数据进行初始化；进行初始化的作用是：当操作者操作VR虚拟现实套装设备中的头盔、手柄后，VR虚拟现实套装设备的运行数据对应虚拟场景中的运动数据能够进行实时更新与跟踪。

在另一种可能实现的方式中，图6所示本申请提供的另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图6所示，步骤S101中的虚拟设备场景模型数据还包括虚拟人类的行为数据；其中，轨道交通全自动运行模拟方法还包括如下步骤：

步骤S1011，获取用户输入的控制虚拟人类的行为数据的第一控制信息；根据第一控制信息更新所述虚拟人类的行为数据，生成虚拟人类的行为更新数据。

虚拟人类行为的数据包括：乘客上下车、遇到火灾时向安全出口逃生、巡检人员维修列车、站务员疏散拥堵人群、消防人员进行灭火、大客流、恐怖袭击等人类行为信息。

具体的，例如，当虚拟设备场景模型中的场景发生火灾时，通过获取操作VR现实套装设备(手机、平板等)发出人员逃生控制信息，虚拟设备场景模型中的人就会发出向安全出口逃生的行为。同时，仿真服务器根据虚拟人类行为信息状态进行火情判断，控制闸机或安全门自动释放；同时，对火灾情况进行处理；从而能够大大降低现实交通设备运营风险指数及成本。

在另一种可能实现的方式中，图7所示本申请提供的另一种轨道交通全自动运行模拟方法的流程图；如图7所示，步骤S1011(在根据第一控制信息更新虚拟人类的行为数据)之后，轨道交通全自动运行模拟方法还包括：

步骤1012，获取用户输入的第二控制信息；根据第二控制信息更新虚拟设备场景模型数据。

其中，用户通过使用VR现实套装设备、手机、平板等，控制虚拟场景模型中实现真实世界的操作；即通过用户端输入的第二控制信息，可以输入现实世界中交通设备运行过程所发生任何行为、场景信息，同时虚拟设备场景模型根据该信息进行相应的更新响应。

具体的，通过用户端设定自己为驾驶员，用户端发出驾驶信息，虚拟场景模型根据接收的驾驶信息进行更新，控制虚拟场景的交通设备运行，从而使用户端操作人员能够近距离、全方位地实现列车模拟驾驶，同时了解列控系统的工作原理。

通过用户端设定自己为乘客，用户端发出点燃垃圾桶信息，虚拟场景模型根据接收的点燃垃圾桶信息进行更新，虚拟场景中虚出现垃圾桶被点燃的场景。还可将仿真服务器将虚拟场景模型中的垃圾桶点燃的虚拟状态数据输送至FEP服务器，FEP服务器控制现实交通设备的警报器、PIS屏进行工作。用户端的任务设定可选择驾驶员、乘务员、乘客等不同模式人员，通过用户端与虚拟场景模型结合方式进行培训，也可让更多的用户端选择自己成为不同模式人员，与当前用户端进入同一仿真虚拟世界，从而可达到N个用户端同时多人协同训练、多人协作配合的效果。因此使得学员能够进行直观学习，掌握现实交通设备运营过程中产生信息，能够多方面掌握现实交通设备运营过程中产生的突发情况；提高了人员的操作能力，降低教学、培训成本，改善培训环境。

作为本申请第二个方面，本申请还提供了一种轨道交通全自动运行模拟系统，图8所示本申请提供的一种轨道交通全自动运行模拟系统的工作原理图；如图8所示，该轨道交通全自动运行模拟系统包括：虚拟设备场景构建模块10，用于构建虚拟设备场景模型数据，虚拟设备场景模型数据包括多个虚拟数据，虚拟数据包括虚拟设备数据以及与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据；实时数据获取模块30，用于获取现实交通设备的实时数据，实时数据包括现实交通设备数据以及与现实交通设备对应的实时状态数据；控制模块20，用于获取用户输入的控制现实交通设备的控制信息；根据现实交通设备数据在多个虚拟数据中查找与虚拟设备数据一致的虚拟设备数据；根据控制信息以及现实交通设备的实时状态数据更新与虚拟设备数据匹配的当前虚拟状态数据；即，首先构建虚拟设备场景模型数据，获取现实交通设备的实时数据，根据现实交通设备数据在虚拟设备数据中查询与现实交通设备数据一致的虚拟设备数据，然后根据用户输入的控制现实交通设备的控制信息，控制虚拟设备的虚拟状态数据与现实交通设备的实时状态数据一致，以达到现实交通设备的状态能够实时在虚拟场景中进行模拟，进而发现、识别现实交通设备运营过程中存在的潜在风险，降低后期现实交通设备运营改进的成本。

下面，参考图9来描述根据本申请实施例的电子设备。图8所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

如图9所示，电子设备200包括一个或多个处理器201和存储器202。

处理器201可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或信息执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备200中的其他组件以执行期望的功能。

存储器201可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序信息，处理器201可以运行所述程序信息，以实现上文所述的本申请的各个实施例的轨道交通全自动运行模拟方法或者其他期望的功能。

在一个示例中，电子设备200还可以包括：输入装置203和输出装置204，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

该输入装置203可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置204可以向外部输出各种信息。该输出装置204可以包括例如显示器、通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备200中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备200还可以包括任何其他适当的组件。

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序信息，所述计算机程序信息在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书中描述的根据本申请各种实施例的轨道交通全自动运行模拟方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序信息，所述计算机程序信息在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书根据本申请各种实施例的轨道交通全自动运行模拟方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上所述仅为本申请创造的较佳实施例而已，并不用以限制本申请创造，凡在本申请创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请创造的保护范围之内。