Simulateurs pour la formation des conducteurs de trains

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1 Simulateurs pour la formation des conducteurs de trains

2 Plan de la présentation Introduction Exemples de simulateurs dans le monde De la vidéo à l image de synthèse De la réplique à l outil de formation Nouvelles technologies en réponse à un besoin de formation Pour les trains de marchandises Ne pas casser le train ni dérailler Réaliser une mission sur un territoire Economiser le carburant Pour les trains de passagers Apprendre à conduire un nouveau train Appliquer les procédures incidentelles Maîtriser les nouveaux systèmes sol/train Jeu et simulation Jeux de conduite de train Génération d images de synthèse Simulation du comportement humain Perspectives & Conclusion 2 / 16

3 Introduction > Exemples de simulateurs dans le monde 3 / 16

4 Introduction > De la vidéo à l image de synthèse Premiers simulateurs en France avec images de synthèse en 1992 Eurostar et locotracteur Y8400, SNCF Avantages des images de synthèse Images fluides et lisibles, quelle que soit la vitesse du train Intégration naturelle des éléments variables (signaux, autres trains, météo) Possibilité de reproduire des lignes qui n existent pas encore Possibilité de créer des lignes virtuelles adaptées à un besoin de formation Inconvénients des images de synthèse Réalisme moindre que la vidéo Coût du générateur d images Coût de création du monde virtuel 4 / 16

5 Introduction > De la réplique à l outil de formation Simulateur de formation Simulation de conduite fidèle au monde réel + outil pédagogique pour un formateur A l origine, on privilégie la fidélité Au fil du temps, on s aperçoit qu une fidélité «totale» n est pas nécessaire si on cible certains objectifs de formation 5 / 16

6 Technologie > Marchandises > Ne pas casser le train ni dérailler Besoin de formation Trains très longs avec de gros efforts sur les attelages et sur la voie ferrée Risque de rupture ou de déraillement du convoi Solution technique Logiciel de modélisation des forces sur coupleurs et force latérale/charge roue/rail Validé par les autorités australiennes et américaines Informations pour le conducteur 6 / 16

7 Technologie > Marchandises > Réaliser une mission sur un territoire Besoin de formation Faire effectuer une mission complète sur plusieurs centaines de km et ceci pour plusieurs régions Nécessité de modéliser en 3D un très vaste territoire Solution technique Génération automatique de monde virtuel Fusion de données Relevés GPS du client Altimétries (USGS DEM) Planimétrie (Shapefiles, etc) Corridor Data (CSV Files Shape files) USGS Data 7 / 16

8 Technologie > Marchandises > Economiser le carburant Besoin de formation Budget carburant de d ordre de 1 Milliard de $ Chaque % économisé compte! Solution technique «Golden Run» : calcul de la conduite idéale Système Interactif d Aide à la Décision, sur simulateur voire embarqué 8 / 16

9 Technologie > Passagers > Apprendre à conduire un nouveau train Besoin de formation Formation à la conduite d un nouveau train Possible avant que le train n entre en service Solution technique Reproduction physique fidèle du poste de conduite Modèle détaillé des circuits et du contrôle-commande, en incluant des pannes Simulation des systèmes de monitoring ou de diagnostic 9 / 16

10 Technologie > Passagers > Appliquer les procédures incidentelles Besoin de formation Procédure à respecter en cas de pannes du train ou de la signalisation Solution technique «Instructeur virtuel» : aide au formateur pour vérifier l application des procédures Projet européen 2TRAIN 10 / 16

11 Technologie > Passagers > Maîtriser les nouveaux systèmes sol/train Besoin de formation Nouveau standard européen ERTMS Pour favoriser l interopérabilité Solution technique Modèle des 2 (à terme 3) niveaux de l ETCS IHM nouvelle pour le conducteur Simulateurs dédiés à la formation GSM-R 11 / 16

12 Jeu et simulation > Jeux de conduite de train Jeux Microsoft Train Simulator Auranjet TrainZ Comparaison Jeux focalisés sur rendu 3D global Simulateurs focalisés sur fidélité des modèles et des éléments ferroviaires Aucun bénéfice pour les fabricants de simulateurs 12 / 16

13 Jeu et simulation > Génération d images Matériel Avant 1990 : générateur dédié : SGI Après 2000 : carte graphique PC Moteur de rendu 3D Avant 2000 : OpenGL ou SGI Performer Désormais : Moteurs 3D Open Source : OpenSceneGraph, Ogre3D, etc Moteur 3D de jeu : Quake, Unreal, CryEngine, Vision, etc Moteurs liés au HW : nvidia SceniX Avec lancer de rayon : Red, nvidia OptiX Attention aux moteurs «jetables» Gros bénéfice pour les simulateurs de formation à la conduite de train 13 / 16

14 Jeu et simulation > Simulation du comportement humain Besoin Représentation des voyageurs Représentation des agents au bord de la voie Middleware IA AI Implant, Kynapse, Spirops AI, etc Configuration rapide de la foule autonome Création de comportements contrôlés (video) Bénéfices pour les domaines concernés 14 / 16

15 Perspectives Liées à l évolution des technologies HW : Vision stéréo HW : Projecteurs remplacés par écrans LCD de grande taille SW : Meilleur réalisme des images de synthèse (pour conduite à vue) SW : Meilleur réalisme des être humains virtuels (tram, métro, banlieue) Liées à l évolution des systèmes ferroviaires «Intelligent Transport Systems» complexes à modéliser Formation à la reprise en manuel des ATO Liées à l évolution de la formation Standardisation et partage de contenu de formation sur simulateur 15 / 16

16 Conclusion Apports des jeux, sérieux ou non, pour les simulateurs de formation à la conduite ferroviaire Principalement dans deux domaines : image et comportement humain Ces simulateurs requièrent de multiples autres modèles et IHM Merci pour votre attention Contact : Serge JUNG sjung@corys.fr 16 / 16