技术领域
本发明涉及轨道交通列车驾驶领域。更具体地，本发明涉及一种对轨 道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应性复检的装置及其复检方法。
背景技术
随着我国轨道交通行业的发展，对轨道交通列车的需求日益增长，对 轨道交通列车的驾驶人员的需求也相应地越来越大。通常，轨道交通列车 包括铁路机车、动车组、大型养路机械、轨道车、接触网作业车、地铁、 轻轨、市郊铁路、有轨电车、磁悬浮列车等。但是，与对普通机轨道交通 列车的驾驶人员进行年检或其他复检复查不同的是，出于场地、设备、时 间、安全性及成本、费用等方面的考虑，不可能让轨道交通列车的驾驶人 员直接驾驶真正的轨道交通列车进行实地检查。因此，设计专门针对轨道 交通列车的驾驶人员的复检装置和方法或仿真复检装置以复检其驾驶适 应性进行包括年检、季检、月检在内的周期性或按需的不定期复检尤为重 要。
实践表明，轨道交通列车的驾驶人员应具有的一项基本能力是能够准 确感知或掌握其所驾驶的轨道交通列车的运行速度，也就是说驾驶人员需 要能够不依靠或借助任何设备而单凭自身的感觉就得直接判断或预估出 此时此刻列车行驶的速度。即轨道交通列车的驾驶人员需要具备很高的对 速度预测或感知感应的能力。具备上述能力，才能在驾驶列车这种比汽车 等普通机动车体量大很多的交通工具时熟练地把握加速或减速、制动、鸣 笛、开关灯、与调度联络、与途经站段联络等操作的时机等。而随着驾驶 人员年龄的增长，其相应的能力可能会受生理或心理的变化而发生变化。
而现有技术中需要但目前还没有能够对驾驶人员所需的上述能力进 行复检的装置和方法，即对驾驶适应性所需要的一系列能力和素质中的速 度预测能力进行复检的装置。而且该装置还应当操作简便又能逼真、客观、 准确、有效地反应轨道交通列车的驾驶人员的实际能力或水平。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种对轨道交通列车驾驶人员驾驶适 应性复检的装置，包括：隧道模型；轨道交通列车模型，所述轨道交通列 车模型沿所述隧道模型行驶；遮挡物模型，所述遮挡物模型遮挡所述隧道 模型的一部分；操作构件，所述操作构件响应所述驾驶人员的操作而产生 输入信号Ix，其中x＝1，2，…n；以及计时构件，所述计时构件记录产生 所述输入信号的时间tx。
本发明进一步提供一种对轨道交通列车驾驶人员驾驶适应性复检的 方法，包括：轨道交通列车模型沿隧道模型行驶；操作构件响应于所述驾 驶人员的操作而在时间tx产生输入信号，其中x＝1，2，…n；当所述轨道 交通列车模型的最前端被遮挡物模型覆盖时，计时构件记录时间tx。
本发明的仿真复检装置和方法能够有效地对出轨道交通列车的驾驶 人员进行复检以检查其对轨道交通列车的速度的感知能力，即在驾驶过程 中对瞬时行驶速度的预测或感知的能力。另外，本新型的复检装置操作简 便、成本低廉且不需占用大量空间，能够实现一次同时对多名驾驶人员的 复检。
附图说明
附图1示出了本发明的用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应 性复检的装置的第一示意图。
附图2示出了本发明的用于对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应 性复检的部分装置的第二示意图。
具体实施方式
如下，参考附图1示出了本发明的用于对轨道交通列车的驾驶人员进 行驾驶适应性复检的装置的第一示意图。
用于对轨道交通列车的驾驶人员进行复检的装置100主要包括：隧道 模型101、轨道交通列车模型102、遮挡物模型103、操作构件104和计时 构件105。
从驾驶人员的视角，隧道模型101优选地在水平方向延伸。
所述轨道交通列车模型102用于沿所述隧道模型101行驶。轨道交通 列车模型102可沿所述隧道模型101匀速或变速行驶。在优选的情况下， 所述轨道交通列车模型在1.04秒至2.08秒内行驶完所述隧道模型101。
所述遮挡物模型103用于遮挡所述隧道模型101的至少一部分。本领 域技术人员可以理解，为了给驾驶人员足够的时间判断轨道交通列车的运 行速度，遮挡物模型103不应当非常靠近轨道模型101的前端部且不能过 多的遮挡隧道模型101。换句话说，所述遮挡物模型103优选地设置为更 靠近所述隧道模型101的与轨道交通列车模型102驶出的一端相对的另一 端(例如图1所示的右端)。在优选的实施例中，遮挡物模型103位于隧 道模型的后半段。在优选的实施例中，遮挡物模型103遮挡在所述隧道模 型101的整个长度的四分之一处至三分之一处。例如，在一个具体实施例 中，遮挡物模型103的前端部位于隧道模型的总长度的二分之一处，且遮 挡物模型的长度为隧道模型101的整个长度的四分之一。由此，遮挡物模 型103遮挡隧道模型101的长度的二分之一至四分之三处之间的区段。驾 驶人员每产生一次输入信号，即表明其进行了一次检查。优选地，n为20 至40之间的任一整数，例如30。
操作构件104响应驾驶人员者的操作而产生相应的输入信号Ix，其中 x＝1，2，…n。具体地，操作构件104可以为任何可用于实现输入功能的 器件，也可为专门的输入器件或外接设备。例如，可以是专门的或类似于 列车上实际驾驶实际操纵所用的操纵杆或按钮，也可以是专门的或类似电 脑所用外接键盘或鼠标。因是复检装置，其必然在实践中被经常甚至长时 间反复使用，对不同的驾驶人员进行多人次的检查。因此为了提高其使用 寿命，在优选的实施例中，所述操作构件为耐磨耐腐蚀耐老化的金属、橡 胶、塑料或树脂等材料制成，即操纵杆、按钮、键盘或鼠标采用耐磨损不 易老化的不锈钢、铝合金等金属材料或不易被磨损防腐蚀抗老化的高品质 的橡胶、塑料或树脂等非金属材料制成。在优选实施例中，还可以是前述 金属材料和非金属材料的组合制成，例如，操纵杆可由不锈钢杆体和塑料 杆头套组成。在优选实施例中，操作构件104为键盘和鼠标中的一者或多 者。本领域技术人员应当理解，基于本发明的目的，在轨道交通列车模型 102进入遮挡物模型103之前，操作构件104的任何操作均应视为无效， 即对其的操作不会启动计时构件来记录时间tx。
计时构件105记录产生所述输入信号的时间tx，其中x＝1，2，…n。 本领域技术人员应当理解，在轨道交通列车模型102进入遮挡物模型103 之前，计时构件105不被启动。
在一个具体实施例中，本发明的装置包括显示构件106用于显示所述 轨道交通列车模型101、所述隧道模型102、所述遮挡物模型103以及所 述轨道交通列车模型101在所述隧道模型102上的运动。显示构件106可 以为任何具有显示功能的器件。在优选实施例中，显示构件106为电脑的 显示屏。
更进一步地，本发明的装置还包括计算构件(未示出)以执行如下步 骤：
依据下列公式分别计算快速和慢速情况下，轨道交通列车模型平均反 应时间T1、T2及其标准差D1、D2：
T 1 = 1 n Σ x = 1 n t x ]]>
D 1 = Σ x = 1 n ( t x - T 1 ) 2 4 ]]>
T 2 = 1 n Σ x = 1 n t x ]]>
D 2 = Σ x = 1 n ( t x - T 2 ) 2 4 ]]>
n为自然数或正整数，例如，1,2,3，4,5,6,7，8,9等。优选的，n取 为5.
依据下列公式分别计算快速和慢速的摇摆度M1和M2：
M 1 = D 1 T 1 × 100 % ]]>
M 2 = D 2 T 2 × 100 % ]]>
依据下列公式分别计算快速和慢速情况下，轨道交通列车模型平均反 应时间T1、T2的标准化分数T1stan、T2stan和摇摆度的标准化分数M1stan、M2stan：
T1stan＝(T1-T1avg)/D1；
M1stan＝(M1-M1avg)/D1；
T2stan＝(T2-T2avg)/D2；
M2stan＝(M2-M2avg)/D2；
依据下列公式计算速度预测分数V：
V＝(T1stan*0.6+M1stan*0.4)*0.6+(T2stan*0.6+M2stan*0.4)*0.4 数值V反应了操作者对轨道交通列车运行速度的感知准确度和灵敏度。
另外，本发明还公开了一种对轨道交通列车的驾驶人员进行驾驶适应 性复检的方法，包括：轨道交通列车模型沿隧道模型行驶；当输入信号产 生于所述轨道交通列车模型的最前端被遮挡物模型覆盖时或覆盖后，启动 计时构件开始计时；操作构件响应于操作者的操作而在时间tx产生输入信 号，其中x＝1，2，…n。
上述方法进一步包括计算如下数据：
(a)依据下列公式分别计算快速和慢速情况下，轨道交通列车模型平 均反应时间T1、T2及其标准差D1、D2：
T 1 = 1 n Σ x = 1 n t x ]]>
D 1 = Σ x = 1 n ( t x - T 1 ) 2 4 ]]>
T 2 = 1 n Σ x = 1 n t x ]]>
D 2 = Σ x = 1 n ( t x - T 2 ) 2 4 ]]>
n为自然数或正整数，例如，1,2,3，4,5,6,7，8,9等。优选的，n取 为5.
(b)依据下列公式分别计算快速和慢速的摇摆度M1和M2：
M 1 = D 1 T 1 × 100 % ]]>
M 2 = D 2 T 2 × 100 % ]]>
(c)依据下列公式分别计算快速和慢速情况下，轨道交通列车模型平 均反应时间T1、T2的标准化分数T1stan、T2stan和摇摆度的标准化分数M1stan、M2stan：
T1stan＝(T1-T1avg)/D1；
M1stan＝(M1-M1avg)/D1；
T2stan＝(T2-T2avg)/D2；
M2stan＝(M2-M2avg)/D2；
(d)依据下列公式计算速度预测分数V：
V＝(T1stan*0.6+M1stan*0.4)*0.6+(T2stan*0.6+M2stan*0.4)*0.4。
其中，所述遮挡物模型103用于遮挡所述隧道模型101的至少一部分。 本领域技术人员可以理解，为了给驾驶人员足够的时间判断轨道交通列车 的运行速度，遮挡物模型103不应当非常靠近轨道模型101的前端部且不 能过多的遮挡隧道模型101。换句话说，所述遮挡物模型103优选地设置 为更靠近所述隧道模型101的与轨道交通列车模型102驶出的一端相对的 另一端。在优选的实施例中，遮挡物模型103位于隧道模型的后半段。在 优选的实施例中，遮挡物模型103遮挡所述隧道模型101的整个长度的四 分之一至三分之一。例如，在一个具体实施例中，遮挡物模型103的前端 部位于隧道模型的总长度的二分之一处，且遮挡物模型的长度为隧道模型 101的整个长度的四分之一。由此，遮挡物模型103遮挡隧道模型101的 长度的二分之一至四分之三处之间的区段。
本发明的方法进一步包括显示构件，所述显示构件显示所述轨道交通 列车模型、所述隧道模型、所述遮挡物模型以及所述轨道交通列车模型在 所述隧道模型上的运动。显示构件可以为任何具有显示功能的器件，可以 是类似于列车驾驶室的能透视以看外部的专用屏幕或透明窗，或调度室用 的显示屏；也可以是通用的显示屏或投影幕。优选地，所述显示构件为电 脑的显示屏。
本领域技术人员可以理解，本新型适于对各种轨道交通列车的驾驶人 员进行复检，轨道交通列车包括但不限于铁路机车、动车组、高速铁路列 车、普速客货运列车的机车即普速客货运列车的牵引车、养路维护作业车 辆牵引车、大型养路机械、特种作业车牵引车、轨道车、接触网作业车、 地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车、磁悬浮列车等所有带有驾驶设备的列 车。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与 描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的一种实施 例，仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以变化的， 详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保 护范围的限制，相反，任何基于本发明精神所作的任何改进或修饰以及等 同变换和改进均不应排除在本发明的保护范围之外。