随着国内轨道交通的迅猛发展,对轨道交通方面人才的质量要求越来越高,需求也越来越多。由于相关的真实设备造价昂贵、规格繁多,并且培训不能干扰现场运营,为满足培训教学与科学研究的需求,相关部门利用轨道交通驾驶仿真系统模拟现场设备和线路环境的方法进行教学与研究,该方法不仅成本低,而且可以通过反复练习高强度地培训学员,帮助学员了解操作流程,熟悉各种应用场景,掌握故障处理方法,培养紧急状况下的应急能力。此外,系统可与列车动力学模型、ATP(Automatic Train Protection,列车自动防护)模型及 ATO(Automatic Train Operation,列车自动运行)模型结合实现仿真,进行相关试验,验证相关运行控制算法的科学性,节约研究成本。本文从培训教学功能和科学研究功能两方面,对轨道交通驾驶仿真系统的设计与应用进行研究。本文以基于CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列车控制)系统的列车控制台为仿真对象,设计实现了轨道交通驾驶仿真系统。对系统需求和功能需求进行分析,并阐述了工作原理。将系统分为人机交互层、逻辑判断层、数据处理层和信息交互层进行设计。首先,在研究实际控制台台面布置及其控制逻辑的基础上,完成对人机交互层及逻辑判断层的设计。其次,根据牵引规范、ATP算法、ATO算法以及相关技术标准研究设计列车动力学模型、ATP自动防护模型和ATO自动运行模型,完成对数据处理层的设计。最后,利用UDP(UserDatagram Protocol,用户数据报协议)通信协议,与ZC(Zone Controller,区域控制器)以及ATS(Automatic Train Supervision,自动列车监控)系统进行信息交互,完成信息交互层的设计。本文以LabVIEW为编程语言完成轨道交通驾驶仿真系统仿真实现,并对其各子模块进行功能测试。测试结果表明该系统界面交互功能、模式转换功能、列车运行控制仿真功能以及通信功能运行效果良好,达到预期目标。系统可模拟相关硬件设备的功能,作为独立系统安装于个人电脑来进行模拟驾驶训练以及科学研究。此外,该系统在实验室CBTC系统中有实际应用,与ATS、ZC、沙盘及仿真列车等设备建立通信,联调运行正常。