SYMULATOR

Czasami udaje samolot, statek kosmiczny albo czołg. Można na nim szkolić strzelców, operatorów radarowych, maszynistów kolejowych. Symulator to cierpliwy i niezastąpiony trener. Szkolić można tanio, skutecznie i bezpiecznie.

W Ośrodku Szkolenia Kursowego PKP w Warszawie 300-kilometrową trasą kolejową Warszawa­Kraków można poprowadzić pociąg InterCity: nie ruszając się z miejsca pędzimy 160 km/h!

Symulacja komputerowa załatwia resztę: „uciekające" tory, semafory, rozjazdy, stacje z peronami, charakterystyczne obiekty obok torowiska; dokładnie tak jak to widzi maszynista prawdziwego pociągu.

Umiejętności prowadzącego poznaje się w sytuacjach krytycznych, np. jak zachowa się, pędząc na inny pociag znajdujący się na tym samym torze? Na pewno bezpieczniej i taniej próbować okiełznać niebezpieczeństwo w elektronicznej wyobraźni komputera Silicon Graphics.

Kompleksowy symulator kolejowy EPO9 ­ wsparty na siłownikach hydraulicznych. Z prawej: wirtualna kolejowa rzeczywistość oglądana na sferycznym ekranie przez szkolonego maszynistę

Symulator kolejowy kosztuje tyle, ile prawdziwy elektrowóz typu EPO9 z firmy Adtranz Pafawag, ciągnący 11 wagonów. A przecież służy do doskonalenia techniki ­ w każdych warunkach ­ wielu maszynistów z całego kraju. Dwa miliony dolarów za symulator to niewygórowana cena za nasze bezpieczeństwo na coraz szybszej kolei.

SZTUKA MISTYFIKACJI

W Polsce pożyteczne udawanie zaczęło się w wojskach lotniczych, gdzie zainstalowano kilka symulatorów. Potem przyszła kolej na lotnictwo cywilne.

Dzięki urządzeniu treningowemu, w komfortowych warunkach, nie odrywając się od ziemi, można „latać" bez widoczności (na przyrządy), startować i lądować w różnych warunkach, ćwiczyć procedury nawigacyjne itp.

PZL, a później MP-PZL Aerospace Industries Sp. z o.o., mogą się pochwalić wieloma symulatorami:

­ MiG-a 21 (lotnisko Babie Doły, od 1987 roku),

­ MiG-a 21 Bis (Zegrze Pomorskie, 1991 r.),

­ badawczo-szkoleniowym do badania kandydatów do Wyższej Szkoły Oficerskiej Sił Powietrznych w Dęblinie (WIML w Warszawie, 1993 r.),

­ TS-11 „Iskra", po raz pierwszy z grafiką XS-24Z Silicon Graphics (WSOSP Dęblin, 1994 r.),

­ PZL-130 „Orlik" (WSOSP Dęblin, 1995 r.),

­ „Irydy", modyfikowanym do końca 1997 roku.

KOLEJ NA KOLEJ

Teraz przyszedł czas na symulator kolejowy. Udaje on dokładnie wnętrze kabiny lokomotywy elektrycznej serii EPO9 z wrocławskiej firmy Adtranz Pafawag. Jest to lokomotywa prądu stałego 3 kV o mocy 2920 kW. Nasza kolej używa jej do prowadzenia pociągów pasażerskich do 160 km/h, symulator pozwala jednak na zmianę modelu układu napędowego. Charakterystyka trakcyjna zmienia się w „towarową" i urządzenie treningowe zachowuje się jak elektrowóz ciągnący ­ powiedzmy ­ kilkadziesiąt węglarek.

W PKP wiedziano, że coraz ważniejszy będzie dobór i doskonalenie techniki jazdy maszynistów, bo coraz więcej krajowych pociągów pasażerskich jeździć będzie z szybkością 160 km/h, a w przypadku towarowych 120 km/h, co jest standardem w Unii Europejskiej.

OSZUKIWANIE ZMYSŁÓW

Z zewnątrz symulator kolejowy przypomina marsjański lądownik, ale to funkcja wyznacza formę. Projektanci z MP-PZL mówią, że jest to kompleksowe urządzenie, działające na wiele zmysłów: równowagi, wzroku, słuchu, co daje złudzenie rzeczywistej jazdy.

Pomaga w tym układ ruchu kabiny o sześciu stopniach swobody, imitujący przesunięcia liniowe (drgania) w trzech kierunkach: podłużnym, poprzecznym i pionowym oraz obroty wokół tych trzech osi.

Zespół siłowników hydraulicznych, do których przytwierdzona jest kabina, odwzorowuje bodźce ruchowe działające na organizm maszynisty. Prowadzący cały czas „czuje pociąg", czyli wzajemne uderzenia wagonów podczas manewrów; przy hamowaniu, ruszaniu lub pokonywaniu łuków pojawia się sztuczna siła bezwładności.

Schemat budowy symulatora (z prawej) oraz komputerowego systemu wizualizacji (z lewej)

Kabina symulatora jest jakby żywcem wzięta z elektrowozu EPO9. Skopiowane zostały nie tylko kształt i wystrój, ale również urządzenia sterownicze, pomiarowe i kontrolne. Są identyczne jak w rzeczywistym pojeździe. Imitatory urządzeń sterowniczo-kontrolnych, umieszczonych w przedziale maszynowym lokomotywy, znajdują się w małym pomieszczeniu za kabiną.

Maszynista siedzi jak przed telewizorem i ze względów oszczędnościowych ma obraz tylko w prawej szybie czołowej kabiny. Projektor umieszczono nad kabiną symulatora, a kolorowy obraz rzutowany jest na ekran sferyczny. Obraz generowany jest komputerowo (Computer Generated Imagery) i daje doskonałe złudzenie trasy Warszawa­Kraków: z jej rozjazdami, sygnalizatorami, siecią trakcyjną, zabudowaniami stacyjnymi ­ aż po rzeźbę okolicznego terenu z lasami, drogami, rzekami itp.

Zanim opracowano system wizualizacji, trzeba było wykonać ­ na podstawie map 1:25 000 ­ dokumentację geodezyjną linii, profile poprzeczne i model terenu. Potem ręcznie, kilometr po kilometrze, osadzano słupy trakcji, semafory, rozjazdy itp. Nakręcony szczegółowy film wideo z trasy posłużył jako wzór do porównań i poprawek.

Zadbano również o udźwiękowienie kabiny: poprzez głośniki dochodzą hałasy jazdy, generator dźwięku udaje pracę lokomotywy i jej agregatów oraz odgłosy z zewnątrz. Efekty są syntetyzowane za pomocą cyfrowej metody dźwięku próbkowanego.

OKO INSTRUKTORA

Bez niego przyrząd byłby zabawką. Instruktor programuje trasę przejazdu, liczbę i typ wagonów w pociągu, ich masę itp. Ponadto steruje pracą wszystkich układów symulatora i nadzoruje proces szkolenia, a swoje uwagi przekazuje maszyniście radiotelefonem.

Instruktor może w trakcie „jazdy" wyłączyć napięcie w sieci trakcyjnej, spowodować awarię silnika, ustawić autobus na przejeździe. Potem obserwuje reakcję maszynisty na te „szykany". Funkcje szkoleniowe są bardzo rozbudowane, dlatego stanowisko instruktora jest wyposażone w cztery monitory.

Twórcy symulatora lokomotywy elektrycznej EPO9 nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa: możliwości jego rozbudowy i modyfikacji są duże. Najważniejsze, że PKP weszły do ekskluzywnego klubu światowych kolei posiadających takie urządzenia. Pierwszy sterowany komputerowo symulator zakupiły w 1964 roku koleje brytyjskie.

Nie można taniej, szybciej i bezpieczniej przeprowadzić selekcji kandydatów na maszynistów; przy okazji można ich poddać badaniom psychologicznym na podatność na monotonię, znużenie czy zmęczenie, sprawdzić reakcję w sytuacjach awaryjnych.

Doświadczenie to sprawa lat. W symulatorze podczas szkoleń można w krótkim czasie pogłębić wiedzę, nabrać właściwych nawyków, sprawdzić się w sytuacjach krytycznych. Maszyniści prowadzą potem pociągi bezpieczniej, nie zrywają ciężkich pociągów towarowych, zmniejsza się liczba uszkodzeń sprzęgów wagonowych. Realne korzyści przynosi także szkolenie pod kątem energooszczędnego prowadzenia pociągów.

---