Cơ sở tính toán vận tốc trong hệ thống mô phỏng huấn luyện lái tàu hỏa

Bài viết trình bày cơ sở tính toán vận tốc để mô phỏng các thông số vận hành đoàn tàu trong hệ thống mô phỏng huấn luyện lái tàu hỏa. Cơ sở tính toán này được nghiên cứu, xây dựng dựa trên thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của đầu máy diesel kết hợp với các nguyên lý chuyển động vật lý và kết quả đo đạc, khảo sát bằng thực nghiệm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở tính toán vận tốc trong hệ thống mô phỏng huấn luyện lái tàu hỏaCƠ SỞ TÍNH TOÁN VẬN TỐCTRONG HỆ THỐNG MÔ PHỎNG HUẤN LUYỆN LÁI TÀU HỎA Basis of speed computation in the train driver simulation system for trainning ThS. Nguyễn Huy Công1*, ThS. Vũ Xuân Mạnh1,3*, ThS. Tạ An Hoàng1, ThS. Đoàn Hồng Quang1, ThS. Lê Hồng Minh1, KS. Nguyễn Huy Hưng1, ThS. Nguyễn Hữu Quỳnh2Tóm tắt:Bài báo trình bày cơ sở tính toán vận tốc để mô phỏng các thông số vận hành đoàn tàutrong hệ thống mô phỏng huấn luyện lái tàu hỏa. Cơ sở tính toán này được nghiên cứu,xây dựng dựa trên thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của đầu máy diesel kết hợpvới các nguyên lý chuyển động vật lý và kết quả đo đạc, khảo sát bằng thực nghiệm. Cáctác giả đã xây dựng được các công thức tính toán thông số về lực kéo, lực hãm, lực cảnđể tính toán vận tốc, làm cơ sở cho việc mô phỏng các thông số vận hành của đoàn tàu.Kết quả nghiên cứu đã được kiểm chứng bằng phương pháp thực nghiệm.Từ khóa: Mô phỏng, lái tàu hỏa, tính toán vân tốc.Abstract:This article presents the basis of speed computation to simulate train operating parametersin train driving simulator system. This calculus is based on the specifications and operatingprinciples of true locomotives combined with the principles of physical motion andmeasurement results, and empirical investigation. The authors have developed formulasfor calculating parameters of traction, braking force and drag to calculate velocity, whichis the basis for simulating the operating parameters of the train. The results of the studyhave been empirically tested.Keyword: Simulate, train driver, speed computation. Ngày tòa soạn nhận được bài báo: 14/01/2018 Ngày phản biện đánh giá: 20/02/2018 Ngày bài báo được duyệt đăng: 20/03/2018Đặt vấn đềĐể vận hành được tàu hỏa đòi hỏi người lái tàu phải trải qua một quá trình đào tạo hết sức phứctạp đặc biệt là quá trình thực hành. Tuy nhiên, vì liên quan đến tính mạng rất nhiều con người vàtài sản trên tàu nên không thể tùy tiện cho sinh viên lên buồng lái để thực hiện thao tác các bàithực hành. Hơn nữa, nếu có được thực hành trên đầu tàu thật thì học viên cũng không được trảinghiệm hết các tình huống xảy ra trong thực tế như xúc vật ngẫu nhiên lao qua đường ray, tàuđâm húc vào vật cản trên đường ray, tàu chệch ray và nhiều sự cố hiếm gặp trong thực tế nhưngđể lại hậu quả nặng nề nếu gặp phải mà lái tàu chưa có kinh nghiệm xử lý những tình huống đó.Ở nước Nga, có một công ty đã chế tạo hệ thống mô phỏng lái tàu điện ngầm (hình 1) để hướngdẫn thực hành học viên lái tàu. Hệ thống này bao gồm: phần mềm 3D hiển thị quang cảnh phíatrước lái tàu trên màn hình LCD, bàn điều khiển giả lập của tàu điện ngầm và cơ cấu chấp hànhlà hệ thống khí nén làm cho ghế lái dao động, tạo rung - xóc.1. - Trung tâm Công nghệ Vi Điện tử và Tin học, Viện Ứng dụng Công nghệ, Hà Nội, Việt Nam. TẠP CHÍ KHOA HỌC 112. - Trường Cao đẳng Đường sắt, Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam. QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ3. - Email: vxmanh@gmail.com. * — tác giả chính. Hình 1. Hệ thống mô phỏng lái tàu điện ngầm của Nga [1]. Trong hình 1 là bàn điều khiển, phần mềm mô phỏng 3D và ghế lái dao động bằng khí néntrong Hệ thống mô phỏng lái tàu điện ngầm của Nga. Ở Việt Nam cũng có một số nhóm nghiên cứu phát triển các hệ thống mô phỏng. Có thể kể ramột số hệ thống mô phỏng ở trong nước như: hệ thống mô phỏng huấn luyện chiến thuật phânđội Tank - Thiết giáp (hình 2), hệ thống mô phỏng dạy lái xe ô tô (hình 3). Hình 2. Hệ thống huấn luyện phân Hình 3. Hệ thống huấn luyện lái ô tô [3]. đội Tank – Thiết giáp [2]. Hình 2 là hệ thống huấn luyện phân đội Tank - Thiết giáp được phát triển bới một nhómnghiên cứu của Viện Ứng dụng công nghệ hợp tác với Công ty cổ phần Đầu tư và phát triển côngnghệ mô phỏng Việt Nam. Hệ thống này có phần mềm mô phỏng quang cảnh 3D và giả lập mộtsố tính năng bàn điều khiển xe tăng, chưa có khối cơ cấu chấp hành, tạo rung - xóc. Hình 3 là hệ thống huấn luyện lái xe ô tô - một sản phẩm thương mại của Công ty cổ phầnĐầu tư và phát triển công nghệ mô phỏng Việt Nam. Hệ thống này bao gồm: Phần mềm môphỏng 3D, mô phỏng quang cảnh, đường đi trong sa hình và giả lập các bộ phận điều khiển củaxe ô tô. Phần mềm này chưa mô phỏng trên các tuyến đường thực tế và cũng chưa có cơ cấuchấp hành tạo rung - xóc. 12 TẠP CHÍ KHOA HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ Hệ thống mô phỏng huấn luyện lái tàu điện ngầm của nước ngoài thì không phù hợp với hệthống tàu hỏa, đường sắt Việt Nam mà các hệ thống mô phỏng trong nước thì chưa có hệ thốngnào có thể đáp ứng được yêu cầu của đơn vị đào tạo lái tàu hỏa. Vì vậy ...