電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)研制

楊志勇

隨著鐵路建設(shè)的快速推進(jìn)，尤其是高速鐵路的相繼開通，新設(shè)備、新技術(shù)大量運(yùn)用于電務(wù)信號系統(tǒng)，呈現(xiàn)出高新技術(shù)密集、科技含量高的特點(diǎn)。同時(shí)又由于鐵路具有點(diǎn)多線長、設(shè)置分散、布局成網(wǎng)、不間斷運(yùn)用、結(jié)合部多、易受外界影響等，使電務(wù)系統(tǒng)對設(shè)備維護(hù)人員的專業(yè)技能和安全知識培訓(xùn)，及對培訓(xùn)工作有效管理成為急待解決的難題。為此，太原電務(wù)段提出了研制“電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)”的整體設(shè)想。該系統(tǒng)支持視頻教學(xué)、電子閱讀教學(xué)、論壇教學(xué)、信號聯(lián)鎖教學(xué)等多種形式。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)主要由電務(wù)遠(yuǎn)程教育服務(wù)器、電務(wù)教育管理終端 (培訓(xùn)中心管理系統(tǒng))及工區(qū)信號虛擬世界 (工區(qū)終端應(yīng)用系統(tǒng))3部分組成?？紤]到現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性，系統(tǒng)采用了智能終端的設(shè)計(jì)思想，即通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但又不依賴于網(wǎng)絡(luò)，將工區(qū)信號虛擬世界的數(shù)據(jù)存儲在終端，既使在網(wǎng)絡(luò)狀況不良時(shí)，仍然可以正常工作，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況恢復(fù)正常時(shí)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 關(guān)鍵模塊定義

1.圖紙智能查詢。依據(jù)工區(qū)設(shè)備管轄范圍，顯示所有信息化處理后的信號設(shè)備圖紙，并將信號設(shè)備與相關(guān)圖紙進(jìn)行對應(yīng)鏈接，主要體現(xiàn)在:①在站場平面圖查看每個(gè)信號設(shè)備的詳細(xì)信息時(shí)，依據(jù)進(jìn)路聯(lián)鎖表給出信號設(shè)備的影響范圍;②在站場平面圖信號設(shè)備“一件一檔”信息中，查看信號設(shè)備的控制電路圖，并點(diǎn)擊查看設(shè)備的實(shí)際圖片，掌握現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)際運(yùn)用狀況;③在雙線軌道電纜圖及電纜徑路圖中選擇箱盒，即可找到特定電纜并調(diào)看相關(guān)電纜配線圖，并鏈接到箱盒的實(shí)際圖片，查看盒內(nèi)端子情況，使遠(yuǎn)程教育變得更加貼近現(xiàn)場實(shí)際教學(xué)。

2.信號設(shè)備臺賬。信息化處理后的信號圖紙，是由代表信號設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)定義的圖符，以及圖符之間的連接關(guān)系構(gòu)成的。該系統(tǒng)從信號圖紙中獲取設(shè)備的詳細(xì)應(yīng)用參數(shù)，形成設(shè)備臺賬，方便了設(shè)備統(tǒng)計(jì)和管理，使現(xiàn)場設(shè)備管理更加精準(zhǔn)。

3.聯(lián)鎖教學(xué)與聯(lián)鎖考試。站場平面圖的設(shè)計(jì)符合信號聯(lián)鎖規(guī)則，根據(jù)進(jìn)路聯(lián)鎖表，選擇信號設(shè)備，生成接車、發(fā)車、通過、調(diào)車等進(jìn)路信息，并在仿真控制臺進(jìn)行顯示，同時(shí)給出信號設(shè)備的影響范圍，生成信號聯(lián)鎖教學(xué)與考試內(nèi)容。

4.考試組織。在電務(wù)段終端導(dǎo)入信號題庫，實(shí)行分級管理。工區(qū)職工進(jìn)行考試自測時(shí)，選擇題庫與級別，系統(tǒng)自動從相應(yīng)題庫中隨機(jī)選取一定數(shù)量的題目，并隨機(jī)排列選項(xiàng)。在完成試題進(jìn)行交卷后，會根據(jù)實(shí)際得分×加權(quán)系數(shù)=最終得分。

2 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)主要功能流程及模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.電子閱讀教學(xué)?？砂措妱?wù)段管理特點(diǎn)，將各科室資料分類處理，放置在書架的不同位置，供職工自主學(xué)習(xí)，并且電子圖書可進(jìn)行隨時(shí)擴(kuò)充。目前已包含規(guī)章、信號信息化類資料、信號聯(lián)鎖類資料、信號專家經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容。

圖2 電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)流程圖

2.視頻教學(xué)?？呻S時(shí)將全路信號專家維修經(jīng)驗(yàn)制成視頻教材，納入視頻教學(xué)。工區(qū)職工通過直觀的畫面獲取專家經(jīng)驗(yàn)，從而提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)。

3.論壇教學(xué)。職工可在論壇教學(xué)不同版塊中發(fā)表文章，將自己的維修經(jīng)驗(yàn)與技巧、學(xué)習(xí)心得等與大家共享，使大家在交流過程中取長補(bǔ)短，增進(jìn)了職工之間認(rèn)同感與凝聚力，為職工提供了更為廣闊的學(xué)習(xí)平臺。

4.信號聯(lián)鎖教學(xué)。將信號基礎(chǔ)圖紙與信號教學(xué)相結(jié)合，依據(jù)工區(qū)站場實(shí)際平面圖界面，在進(jìn)路聯(lián)鎖表的支持下進(jìn)行信號聯(lián)鎖教學(xué)。結(jié)合職工熟悉的站場進(jìn)行教學(xué)，更有助于對信號聯(lián)鎖的理解。

5.信號故障分析 (專家)系統(tǒng)。利用信號仿真技術(shù)，通過對微機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)智能分析，實(shí)時(shí)反映信號設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量。對模擬量分析，得出設(shè)備質(zhì)量的異常變化信息;對開關(guān)量分析，得出設(shè)備質(zhì)量的故障變化信息，從而達(dá)到設(shè)備故障預(yù)警及報(bào)警的功能。結(jié)合信號專家系統(tǒng)經(jīng)典故障案例，可以掌握故障分析的思路和模式，進(jìn)而提高信號故障分析能力。

6.信號設(shè)備作圖。系統(tǒng)具有信號設(shè)備基礎(chǔ)圖紙的制作規(guī)范和制作流程，旨在將信號作圖技能普及到每一名職工。一方面，通過進(jìn)行現(xiàn)場圖實(shí)核對，能夠保證圖實(shí)相符，同時(shí)提高職工系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握查看信號圖紙的技能;另一方面，車間履歷薄主管可以直接使用工區(qū)臺賬上報(bào)數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性，使設(shè)備信息由下至上的反饋和由上至下的管理更加科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)。

7.自動生題，自主考試。根據(jù)電務(wù)維護(hù)崗位和技能等級建立各種題庫，隨機(jī)提取一定數(shù)量的題目，生成試題。職工通過考試進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與檢測，提高自身知識水平和技能。

8.學(xué)習(xí)效果評估。可對工區(qū)職工考試情況進(jìn)行全面評估，包括各類型試題考試的排名情況、各級別單位內(nèi)的排名情況、職工參與情況、解決能力情況、進(jìn)步情況等。

9.信號圖紙智能查詢。包括工區(qū)管內(nèi)各類圖紙的信息查詢、信號設(shè)備“一件一檔”信息查詢、電纜快速精確查詢及相關(guān)電纜配線快速查詢、道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備電路圖快速查詢、設(shè)備實(shí)物圖片的快速查詢等。

3 系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)與方法

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上產(chǎn)生可交互的虛擬環(huán)境，提供沉浸感覺的先進(jìn)仿真技術(shù)。電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)在操作頁面上，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給使用者提供一個(gè)三維空間的虛擬世界，在視覺、聽覺等方面有身臨其境的感覺，如同在學(xué)校學(xué)習(xí)的場景。

3.2 本地與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合更新技術(shù)

傳統(tǒng)意義上的B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)是將數(shù)據(jù)集中存放在服務(wù)器中，完全依賴于網(wǎng)絡(luò)，若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)立即癱瘓停用。因此，在經(jīng)過多方面考證和研討的基礎(chǔ)上，繼承了傳統(tǒng)B/S架構(gòu)的優(yōu)勢，又結(jié)合C/S架構(gòu)模式進(jìn)行研制，將各類數(shù)據(jù)既存儲在服務(wù)器上，又存儲在本地用戶端。

4 系統(tǒng)創(chuàng)新與主要特點(diǎn)

1.采用智能終端以及異步實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳模式，每個(gè)終端都是一個(gè)小型服務(wù)器，服務(wù)器數(shù)據(jù)在本地全部有備份，在網(wǎng)絡(luò)狀況不穩(wěn)定的情況下仍可維持自身正常工作。本地操作直接訪問硬盤數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，再與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交互更新，將更新后數(shù)據(jù)同步到服務(wù)器。采用這種模式，保證了使用的連貫和操作的流暢，規(guī)避了目前依賴于網(wǎng)絡(luò)的弊端，提高了工作效率。

2.采用“環(huán)境”設(shè)計(jì)方法，使參與者能感受到現(xiàn)場氛圍，更容易融入其中，提高了學(xué)習(xí)效率。系統(tǒng)允許管理方對相關(guān)參數(shù)根據(jù)自身需要進(jìn)行修改，并允許第三方系統(tǒng)接入，滿足了用戶的各種需要。

3.由于信號設(shè)備信息化圖紙反映了現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況，是信號維修、教學(xué)等各項(xiàng)工作的重要內(nèi)容，所以以信號圖紙為背景，使得電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)更加貼進(jìn)現(xiàn)場實(shí)際情況，信號維護(hù)人員更容易接受，進(jìn)而有效提高教學(xué)效果。

5 總結(jié)

目前，電務(wù)遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)系統(tǒng)已研制完成，通過現(xiàn)場試驗(yàn)、調(diào)試以及實(shí)際運(yùn)用，效果良好。該系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)功能強(qiáng)大、內(nèi)容豐富、使用快捷便利的教育、教學(xué)、考試環(huán)境，為電務(wù)系統(tǒng)教育管理提供了一個(gè)信息化服務(wù)平臺，有效解決了新技術(shù)、安全新規(guī)定培訓(xùn)中的難題，推動了電務(wù)系統(tǒng)信息化管理的進(jìn)程。

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