專利名稱：虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)及其仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬/仿真技術(shù)，具體虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)及其仿真方法。
背景技術(shù)：
鐵路起重機在鐵路事故搶險救援中發(fā)揮著不可替代的作用，其為鐵路的安全運營方面做出了極大的貢獻。長期以來，鐵路起重機操作人員的培訓(xùn)是通過書本學(xué)習(xí)和在演練線上實作的方式進行，這種培訓(xùn)方式存在訓(xùn)練環(huán)境單一、實踐時間不足、耗資巨大等問題。 利用虛擬起重機仿真器培訓(xùn)起重機操縱人員是一種國際公認的高效、節(jié)能、安全的培訓(xùn)方式。在虛擬起重機仿真器培訓(xùn)系統(tǒng)中，運行邏輯仿真是虛擬起重機仿真的核心技術(shù)之一，現(xiàn)有運行邏輯仿真的實現(xiàn)方案存在不易修改、加載較慢且加載過程不夠直觀的缺陷，這嚴重的制約了鐵路起重機仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的運行性能和適用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種易于修改、易于移植、加載過程查看直觀的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)及其仿真方法。本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)， 包括邏輯源存儲模塊、邏輯解算模塊、對外接口模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，所述邏輯源存儲模塊用于存儲鐵路起重機運行邏輯，所述邏輯解算模塊負責(zé)加載邏輯源存儲模塊的邏輯源內(nèi)容并進行解算，所述對外接口模塊負責(zé)邏輯解算模塊解算的數(shù)據(jù)輸向網(wǎng)絡(luò)通訊模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收的數(shù)據(jù)輸入邏輯解算模塊，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接外部系統(tǒng)和對外接口模塊并進行對外接口模塊與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸。其中，運行邏輯包括控制量名稱、運算表達式、值等。所述邏輯源存儲模塊內(nèi)存儲的信息包括與非運算、傳感器運算、集成式芯片運算及模擬液壓系統(tǒng)運算。其中，模擬液壓系統(tǒng)運算的液壓系統(tǒng)如液壓閥、液壓泵、液壓缸等。所述邏輯源存儲模塊內(nèi)存儲的信息采用加載入excel表格的形式保存。所述邏輯源存儲模塊包括輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)入的輸入層、負責(zé)邏輯解算的中間層及根據(jù)中間層的解算輸出外部結(jié)果的輸出層。所述輸入層的輸入數(shù)據(jù)來源包括對外接口模塊的操作輸入、液氣控邏輯的反饋、 柴油機電控的反饋及傳感器輸入。如外部傳感器輸入的壓力、溫度等。所述中間層邏輯的解算包括解算中間電路的邏輯表達式、中間繼電器或電路線路的通斷值及控制芯片的邏輯表達式。上述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)的仿真方法，包括以下步驟
(a)根據(jù)鐵路起重機的技術(shù)文檔提取起重機的運算邏輯并加載入邏輯源存儲模塊中；
(b)邏輯解算模塊將邏輯源存儲模塊中的內(nèi)容加載入程序，并進行邏輯解算；(c)根據(jù)外部系統(tǒng)的操作輸入使邏輯解算模塊進行定時的運算，并將邏輯運算結(jié)果依次通過對外接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳至外部系統(tǒng)。其中，鐵路起重機的技術(shù)文檔包括電路圖、液壓圖等；邏輯運算結(jié)果具體為傳送至仿真系統(tǒng)中。本發(fā)明在使用時，通過消除對輸入未改變邏輯的無意義運算，及優(yōu)化邏輯解算操作符運算，減少操作符運算的運行時間，可以保證邏輯文件的讀取速度>8000數(shù)據(jù)單元/ 秒，邏輯解算模塊的運算延時<80ms。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明包括邏輯源存儲模塊、邏輯解算模塊、對外接口模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，通過本發(fā)明對鐵路起重機的運行邏輯進行存儲及解算，并在使用過程中將運行邏輯加載進入仿真系統(tǒng)中，如此，能使運算邏輯與仿真系統(tǒng)分離解耦，這使本發(fā)明易移植，增強了仿真系統(tǒng)的運行性和適用性，且通過仿真系統(tǒng)的操作界面，便于對本發(fā)明的加載過程進行查看。(2)本發(fā)明將邏輯源存儲模塊進行分層處理，使本發(fā)明更加簡明易懂，方便修改。(3)本發(fā)明邏輯源存儲模塊在存儲鐵路起重機運行邏輯時，其數(shù)據(jù)組織可涵蓋了一般大型鐵路起重機的運行邏輯形式，如此，本發(fā)明能夠通過替換不同的邏輯源的內(nèi)容來仿真不同型號的鐵路救援起重機。


圖1為虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例
如圖1所示，虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，包括順次連接的邏輯源存儲模塊、 邏輯解算模塊、對外接口模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，其中，邏輯源存儲模塊用于存儲鐵路起重機運行邏輯，邏輯解算模塊負責(zé)加載邏輯源存儲模塊的邏輯源內(nèi)容并進行解算，對外接口模塊負責(zé)邏輯解算模塊解算的數(shù)據(jù)輸向網(wǎng)絡(luò)通訊模塊及把網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收的數(shù)據(jù)輸入邏輯解算模塊，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接外部系統(tǒng)和對外接口模塊并進行對外接口模塊與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸。邏輯源存儲模塊作為虛擬鐵路起重機運行邏輯的存儲載體，其內(nèi)存儲的信息包括與非運算、傳感器運算、集成式芯片運算及模擬液壓系統(tǒng)(液壓閥、液壓泵、液壓缸等)運算。邏輯源存儲模塊內(nèi)存儲的信息采用加載入excel表格的形式保存。本實施例將邏輯按照開關(guān)按鈕、傳感器、中間繼電器、執(zhí)行元件的關(guān)系進行分層， 具體為邏輯源存儲模塊包括輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)入的輸入層、負責(zé)邏輯解算的中間層及根據(jù)中間層的解算輸出外部結(jié)果的輸出層。輸入層的輸入數(shù)據(jù)來源包括對外接口模塊的操作輸入、液氣控邏輯的反饋、柴油機電控的反饋及傳感器輸入。中間層邏輯的解算包括解算中間電路的邏輯表達式、中間繼電器或電路線路的通斷值及控制芯片的邏輯表達式。虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)的仿真方法，包括以下步驟根據(jù)鐵路起重機的技術(shù)文檔提取起重機的運算邏輯并加載入邏輯源存儲模塊中；邏輯解算模塊將邏輯源存儲模塊中的內(nèi)容加載入程序，并進行邏輯解算；根據(jù)外部系統(tǒng)的操作輸入使邏輯解算模塊進行定時的運算，并將邏輯運算結(jié)果依次通過對外接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳至外部系統(tǒng)。 其中，邏輯解算過程中包括輸入層相應(yīng)表達式賦值后傳入中間層，中間層相應(yīng)表達式重新計算后值傳至輸出層。 如上所述，則能很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括邏輯源存儲模塊、邏輯解算模塊、對外接口模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，所述邏輯源存儲模塊用于存儲鐵路起重機運行邏輯，所述邏輯解算模塊負責(zé)加載邏輯源存儲模塊的邏輯源內(nèi)容并進行解算，所述對外接口模塊負責(zé)邏輯解算模塊解算的數(shù)據(jù)輸向網(wǎng)絡(luò)通訊模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收的數(shù)據(jù)輸入邏輯解算模塊，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接外部系統(tǒng)和對外接口模塊并進行對外接口模塊與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯源存儲模塊內(nèi)存儲的信息包括與非運算、傳感器運算、集成式芯片運算及模擬液壓系統(tǒng)運笪弁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯源存儲模塊內(nèi)存儲的信息采用加載入excel表格的形式保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯源存儲模塊包括輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)入的輸入層、負責(zé)邏輯解算的中間層及根據(jù)中間層的解算輸出外部結(jié)果的輸出層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入層的輸入數(shù)據(jù)來源包括對外接口模塊的操作輸入、液氣控邏輯的反饋、柴油機電控的反饋及傳感器輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述中間層邏輯的解算包括解算中間電路的邏輯表達式、中間繼電器或電路線路的通斷值及控制芯片的邏輯表達式。
7.權(quán)利要求1 6任一項所述的虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)的仿真方法，其特征在于，包括以下步驟(a)根據(jù)鐵路起重機的技術(shù)文檔提取起重機的運算邏輯并加載入邏輯源存儲模塊中； (b )邏輯解算模塊將邏輯源存儲模塊中的內(nèi)容加載入程序，并進行邏輯解算； (c)根據(jù)外部系統(tǒng)的操作輸入使邏輯解算模塊進行定時的運算，并將邏輯運算結(jié)果依次通過對外接口模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊傳至外部系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)，包括邏輯源存儲模塊、邏輯解算模塊、對外接口模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，邏輯源存儲模塊用于存儲鐵路起重機運行邏輯，邏輯解算模塊負責(zé)加載邏輯源存儲模塊的邏輯源內(nèi)容并進行解算，對外接口模塊負責(zé)邏輯解算模塊解算的數(shù)據(jù)輸向網(wǎng)絡(luò)通訊模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收的數(shù)據(jù)輸入邏輯解算模塊，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接外部系統(tǒng)和對外接口模塊并進行對外接口模塊與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸。本發(fā)明還公開了上述虛擬鐵路起重機運行邏輯仿真系統(tǒng)的仿真方法。采用本發(fā)明應(yīng)用在虛擬鐵路起重機仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中，具有簡單易懂，易于修改，移植性強的優(yōu)點。
文檔編號G09B9/00GK102522021SQ20111041932
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者徐建君, 朱金陵, 楊明軒 申請人:成都運達科技股份有限公司