Метрополитен - механизм сродни швейцарским часам: так же точно и надежно работают все его системы. Цена ошибки крайне велика, и главной задачей остается безопасность миллионов людей, выбирающих подземный транспорт. Один только поезд вмещает до тысячи человек, и ответственность за жизнь каждого из них ложится на машиниста.

Обучить машинистов поездов метро - трудоемкое дело. В этой статье читатель узнает, каким образом компания Smart Simulation использовала платформу 3D-визуализации в реальном времени UNIGINE Engine 2 Sim, чтобы сделать процесс безопасным, точным и эффективным.

Цель: воссоздание точной копии экосистемы Московского метрополитена для отработки машинистом штатных и аварийных сценариев на всей его протяженности. Начало проекта: 2020 г.

Московский метрополитен в цифрах

По интенсивности движения, надежности и объемам перевозок Московский метрополитен стабильно занимает 1 место в мире. Он в первой тройке метрополитенов мира практически по всем другим показателям.

Вызов для программистов

К особенностям симуляторов железнодорожного транспорта и метро относятся большие протяженности виртуальных сцен, загруженность объектами и их быстрая смена в режиме реального времени. С такой задачей справится далеко не каждая платформа визуализации, но UNIGINE 2 Sim разработан и оптимизирован именно под создание сложных объемных виртуальных сцен.

“Для меня преимуществом UNIGINE является то, что это именно C++ библиотека, а не отдельная среда разработки - это упрощает интеграцию в проект и сборку. Понятная для пользователя архитектура помогает в быстром изучении движка и прототипировании. Использование 64-битных чисел с плавающей запятой для трансформаций объектов обеспечивает поддержку работы с большими мирами без дополнительных ухищрений. API полностью задокументировано.”

Артём Суравикин, ведущий программист Smart Simulation

Обучение машинистов в системе Smart Simulation не только не уступает реальным условиям, но и превосходит их: в отличие от обучения “на натуре”, стационарный симулятор компактен и безопасен. Такой формат не создает рисков увечья в случае ошибки, устраняет фактор дополнительного износа подвижного состава и инфраструктуры метрополитена, и позволяет получить все необходимые навыки, не сходя с места. Иными словами, бережет деньги, время и жизнь.

Симулятор метро разработан на программной платформе UNIGINE 2 Sim, которая позволила реализовать программную логику и визуальную составляющую мира метрополитена.

Автоматическая генерация виртуальных сцен

Разветвленная структура Московского метрополитена делает цифровое воссоздание экосистемы вручную делом ресурсоемким. Для автоматизации этого процесса программисты компании Smart Simulation выбрали 3D движок UNIGINE 2 Sim, позволяющий генерировать виртуальные сцены на основе геоданных (ГИС).

Разнообразие сценариев

Для настройки сценария поездки на метро было разработано специализированное приложение Railroad editor, которое так же использует программный интерфейс UNIGINE.

Среди прочих, в функции Railroad editor вошло обозначение начала поездки - состав метро стартует из одного из 21 депо, а также выбор ветки, по которой будет двигаться поезд. Кроме того, разработанный редактор позволяет настраивать штатные и аварийные ситуации, с которыми может столкнуться машинист, управляющий составом.

Реалистичные погодные условия

Часть инфраструктуры и некоторые участки линий Московского метрополитена проходят по поверхности. Для достоверной визуализации на всем протяжении пути, в симуляторе использован компонент высокоуровневой погоды из состава UNIGINE 2 Sim. Появились соответствующие эффекты (снег, дождь, гроза, туман), а также функции управления: настройка плотности тумана, интенсивности дождя или снега и т.п.

Досконально воссозданные интерьеры

Архитектура Московского метрополитена одна из самых красивых и сложных, а интерьеры каждой станции уникальны. Задачей художников стало перенести всю эту красоту и великолепие в виртуальный мир метро, а задачей 3D платформы UNIGINE 2 Sim - визуализировать в динамике в режиме реального времени.

Полностью готова Таганско-Краснопресненская линия метро (фиолетовая ветка), завершено моделирование всех 24 станций Калужско-Рижской линии (оранжевая ветка) и 12 станций Кольцевой линии (коричневая ветка). Перенесены в виртуальное пространство чеканные панно из латуни на станции Тургеневской и арктические мотивы оформления стен платформ Медведково. Переданы особенности десятков видов мрамора и гранита, использованных для декорирования залов. Воссозданы хрустальные люстры и светильники.

Все особенности станций досконально воссоздаются разработчиками Smart Simulation. Продолжается работа художников над перегонами между станций Кольцевой и Калужско-Рижской линий.

Подвижной состав в мельчайших деталях

В настоящий момент в проекте реализован поезд метро - модель 81-765 (Москва) с высокой степенью детализации. В кабине машиниста присутствуют все элементы управления реальным поездом. Салон также выполнен в мельчайших подробностях, включающих в себя оборудование, которое находится под откидными ящиками.

В ближайшем будущем планируется расширить подвижной парк симулятора метрополитена не только новыми, но и исторически известными составами.

Достоверное управление

В учебном симуляторе метро предусмотрено два вида управления – от первого лица и режим исследования.

В режиме от первого лица пользователь полностью погружается в управление поездом: оно смоделировано максимально реалистично. Набор скорости и торможение, открытие дверей и т.д. В режиме исследования пользователь сможет ознакомится как с самими станциями, так и, в перспективе, с достопримечательностями, находящимися в непосредственной близости.

Перспективы

Главной задачей проекта остается создание учебного симулятора, позволяющего обучать машинистов метро.

Ведется работа по настройке логики светофорной сигнализации, логики кабины управления и имитации пассажиропотока.

В симулятор метро также внедряются NPC («боты»), которые, наряду с пользователем, управляют другими составами метро и, тем самым, создают трафик. Для решения этой задачи программистами разрабатывается ИИ.

В планах команды Smart Simulation реализовать работу Московского метрополитена в полном объеме: функционирование информаторов, установленных на станциях, прогулки по станциям с видом от первого лица, переходы с ветки на ветку на пересадочных станциях, поездки в салоне метро, выход на поверхность.

Так или иначе, какими бы амбициозными ни были дальнейшие планы компании Smart Simulation, все они осуществимы благодаря широкому функционалу UNIGINE 2 Sim.

О платформе UNIGINE 2 Sim

UNIGINE 2 Sim - программная платформа для разработки интерактивных 3D приложений (3D-движок), которая с нуля разработана томской компанией “Юниджайн”. Объединяет качество изображения, присущего индустрии развлечений, с функционалом профессиональных симуляторов и тренажеров. UNIGINE 2 Sim оптимизирована под создание сложных объемных виртуальных сцен большой протяженности.