国家级创新项目-基于VR技术的高铁驾驶舱环境体验

大学生创新训练项目申请书项目编号 项目名称 基于 VR 技术的高铁驾驶舱环境体验与操 作训练系统设计 项目负责人 联系电话 所在学院 学 号 专业班级 指导教师 E - m a i l 一、 基本情况项目名称基于 VR 技术的高铁驾驶舱环境体验与操作训练系统设计所属学科学科一级门：艺术学学科二级类： 设计学申请金额 元起止年月\负责人姓名性别民族出生年月 年 月学号联系电话手机:指导教师联系电话手机:负责人曾经参与科研的情况指导教师承担科研课题情况指导教师对本项目的支持情况项目组主要成员姓 名学号专业班级所在学院项目中的分工用户体验设计虚拟系统框架设计虚拟系统界面设计产品建模与动画立项依据（可加页）一、项目简介高速铁路作为交通领域的新兴产物，近年来在我国发展迅速，并成为中国走向世界的新名片。高效、便捷、舒适的乘车环境使高铁成为大众出行首选。同时，由于高铁高速度、高密度、大运量的特点，一旦受到环境、设备以及人为等因素影响发生突发事件，将造成不可挽回的巨大损失。因此，如何提高高速铁路的应急能力成为行业关注的重点问题。本项目拟以虚拟仿真技术为基础，以中车高铁驾驶舱环境及操作设备为对象，借助虚拟现实、增强现实、信息可视化等技术构建高速列车三维可视化展示平台，并在该平台上实现驾驶舱室内环境虚拟体验、紧急突发情况下的操作训练等功能。二、研究目的随着高铁建设的不断加快，相关部门对其设计、建设及运营管理也有了更高的要求。高铁驾驶舱是虚拟仿真的高铁运行环境状态下在驾驶舱内的展示台，也是驾驶员与车载设备进行信息交互的平台和控制台。通过虚拟仿真技术设计制作的高铁驾驶舱沉浸式环境体验与驾驶员的操作训练系统，驾驶员可以针对各类突发事件做出相应的应急操作与训练，以及对列车的相关参数进行设置，实时的得到运行过程中列车的内外部环境以及突发事件下列车相关状态的可视化呈现，从而及时有效的进行操作。本项目研究意在通过虚拟仿真技术，利用三维建模软件将虚拟的信息投放到真实的环境，可以实现对中车高铁驾驶舱内的可视化设计、信息化管理、方案审查与评估、项目方案招投标、行车安全检测、环境影响评价等方面的应用。三、研究内容基于前期调查研究，本课题拟针对以下内容展开具体研究：、驾驶舱沉浸式用户体验运用 3D 建模和交互技术，实现中车高铁驾驶舱整体环境内设计模型的展示和评审。使驾驶员在模拟驾驶过程中与模型接触，产生真实的触觉与视觉体验。、方案可视化与设计评价运用虚拟仿真技术，模拟中车高铁驾驶舱内部环境，实现设计方案的全方面位展示，借助于沉浸式体验环境，带给驾驶员身临其境的真实感。运用 3D 建模技术和显示技术，实际列车全方位、多角度、多状态的展示。3、突发事件下的虚拟仿真训练操作以虚拟仿真为基础，以中车高铁驾驶舱为仿真对象，由计算机集群系统、立体投影显示系统和虚拟交互系统组成，具备产品虚拟可视化功能、仿真分析数据可视化功能，采用业界尖端的主动立体显示技术与动作捕捉技术，构建了各类突发事件发生时的环境，使驾驶员产生真实的视觉与听觉体验四、国、内外研究现状和发展动态. 国外虚拟仿真技术在交通行业上的应用现状目前，世界上许多国家已开展了计算机仿真在铁路上应用的研究，并取得了很大进展。如美国和加拿大曾用 年时间来研究列车运行行为的计算机模拟方法，西欧、日本也先后开展了高速铁路客运的计算机仿真研究，并设计了先进的列车运行控制系统，以准确的行为模拟以及精确的控制并确保了高速铁路列车的安全运行。日本的新干线列车控制系统、德国的 ICE 系统、法国的 TGV 系统等，采用自动控制系统使列车的运行质量满足高速、安全、正点、停车准确等比普通线路高得多的要求。同时，国外轨道交通系统在列车操作模拟、列车运行仿真、列车自动驾驶等领域中,列车计算理论都得到了很大的发展,尤其是在列车自动控制领域。.国内虚拟仿真技术在交通行业上的应用现状（）我国现阶段交通运输行业的发展状况：我国人口与资源分布不平衡、资源分布和工业布局不均衡，地区经济发展不平衡，且能源资源压力巨大，这...