移動式多媒體教學(xué)系統(tǒng)在塔吊操作培訓(xùn)中的應(yīng)用

梁 辰,王愛平,閻會昌

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，113122）

移動式多媒體教學(xué)系統(tǒng)在塔吊操作培訓(xùn)中的應(yīng)用

梁 辰,王愛平,閻會昌

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，113122）

塔式起重機是建筑工地上應(yīng)用最為廣泛的大型工程機械，相關(guān)人才需求量很大。通過對塔式起重機操作員實際操作培訓(xùn)現(xiàn)狀的分析，提出將移動式多媒體教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用在塔吊實際操作的培訓(xùn)中，從而提高培訓(xùn)效率和考證通過率。

移動多媒體；教學(xué)系統(tǒng)；塔吊

0 引言

大型工程機械塔式起重機俗稱塔吊，是目前建筑工地上應(yīng)用最為廣泛的垂直運輸機械。隨著社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，城市規(guī)劃及建設(shè)的進程日益加快，工業(yè)與民用建筑的需求量大幅增加，建筑行業(yè)中必不可少的塔式起重機市場需求量呈直線上升趨勢，現(xiàn)有的塔式起重機操作員已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足行業(yè)建設(shè)需求，亟需進行大量相關(guān)人才培養(yǎng)。然而，進行此類工程機械駕駛員操作培訓(xùn)需要面臨很多難題。

第一，由于塔式起重機占地大、耗能高，真機訓(xùn)練機械價格昂貴，使得塔吊培訓(xùn)成本很高；第二，工程機械作業(yè)屬于國家規(guī)定的特種危險作業(yè)，因此塔吊實際操作存在一定的危險性；第三，塔吊實際操作屬于高空作業(yè)，駕駛空間非常狹小，不便于多名學(xué)員同時學(xué)習(xí)，降低了培訓(xùn)效率；第四，由于塔吊操作培訓(xùn)多在建筑工地現(xiàn)場才能進行真機操作，因此學(xué)員在真機進行操作實踐的實習(xí)實踐時間很難保證。第五，塔式起重機操作員考證的要求比較嚴(yán)格，不經(jīng)過大量實際的訓(xùn)練，難于達(dá)標(biāo)取得上崗資格證書。

為了解決上述難題，塔式起重機培訓(xùn)一般采用先在模擬設(shè)備上進行基礎(chǔ)訓(xùn)練，然后再利用有限的時間進行真機操作。為了提高培訓(xùn)的效率和效果，提高從業(yè)資格考試的通過率，可以采用先進的現(xiàn)代化多媒體手段進行輔助培訓(xùn)，此系統(tǒng)具有降低培訓(xùn)成本，縮短培訓(xùn)周期，同時具有對場地要求低，安全，環(huán)保等優(yōu)點。

本文介紹一種移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)在塔式起重機操作培訓(xùn)中的開發(fā)和應(yīng)用，包括系統(tǒng)開發(fā)的硬件控制平臺構(gòu)建，系統(tǒng)集成等內(nèi)容。

1 系統(tǒng)功能介紹

結(jié)合塔式起重機實際操作培訓(xùn)面臨的難題，現(xiàn)場真機操作受場地、時間、經(jīng)費等多方面的限制，需要解決在有限的時間內(nèi)讓更多的學(xué)員能夠真切感受培訓(xùn)教師實際操作的方法和規(guī)范，即使在非操作場地也可以跟隨培訓(xùn)教師的教學(xué)輔導(dǎo)以及情境再現(xiàn)[3]，因此，運用現(xiàn)代職業(yè)教育理論與教育思想，運用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線傳輸技術(shù)開展多媒體教學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計，建設(shè)一個適應(yīng)新要求、新變化的移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)，促進塔式起重機培訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展。

此先進可移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)具有以下功能：

第一、在進行實際操作培訓(xùn)教學(xué)時，學(xué)員和培訓(xùn)教師只需要在有電腦或手機的情況下就可以進行實時互動，溝通交流，便于培訓(xùn)的順利進行和更好地解決學(xué)員的實時疑問；

第二、新的多媒體教學(xué)系統(tǒng)要能適應(yīng)多種場合、場地，便于移動，不需安裝，經(jīng)少許調(diào)試即可工作，減少使用過程中復(fù)雜的安裝程序，浪費教學(xué)時間，具有易于操作性；

第三、通過加裝攝像設(shè)備（攝像頭、手機）以及設(shè)備支架，將塔式起重機輔導(dǎo)老師或?qū)W員的現(xiàn)場操作實時地顯示出來，解決塔式起重機駕駛室狹小的問題，同時可以進行必要的存儲等處理。

第四、對手機或電腦的連接有較好的可控制性和兼容性。市場上常見品牌的手機或電腦都可以輕松加入教學(xué)系統(tǒng)，并發(fā)揮作用。

綜合上述，可移動多媒體教學(xué)播放系統(tǒng)的功能是：可移動、能夠與電腦、手機及平板電腦自由連接，并能不受場地等限制同屏實時顯示教學(xué)內(nèi)容的播放系統(tǒng)，教與學(xué)更加靈活，師生之間溝通交流更加實時便捷，對電腦、手機及平板電腦的連接有較好的可控制性。

2 系統(tǒng)組成與實現(xiàn)

從技術(shù)上來說，本課題屬于物聯(lián)網(wǎng)范疇。物聯(lián)網(wǎng)將是下一個推動世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度集成和綜合運用，是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要方向和推動力量，對于培育新的經(jīng)濟增長點、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、提升社會管理和公共服務(wù)的效率和水平具有重要意義。

通過市場調(diào)研和系統(tǒng)功能的分析和研究，移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)由六部分組成，即顯示模塊、信號無線傳輸模塊，電源模塊，系統(tǒng)可移動模塊、控制模塊及擴音系統(tǒng)模塊。

2.1 顯示模塊

目前，可以用于此類教學(xué)系統(tǒng)的常用顯示設(shè)備有電視、電視拼接屏、LED顯示屏和電子白板（一體機）等。不同顯示設(shè)備進行相關(guān)各參數(shù)比較，確定本系統(tǒng)的顯示模塊方案。結(jié)合分辨率、價格、使用場地面積等多方面因素，根據(jù)實際情況配備合理的顯示模塊設(shè)備。本系統(tǒng)選用60吋液晶電視機。電視機價格不高，即可以固定在墻上，也可以安裝在移動支架上，方便使用，且連接、操作簡單。必要時，還可以進行擴展。

2.2 信號無線傳輸模塊

信號無線傳輸模塊主要是實現(xiàn)電腦及手機與顯示設(shè)備的無線連接。塔式起重機的實際操作主要包括：吊車操作基本動作、吊鉤上下移動、左右旋轉(zhuǎn)、吊載實物操作、指揮手式判斷及操作等。這些動作顯示時必須連貫，視頻傳輸延遲小于肉眼分辨率。目前，市場上的信號無線傳輸設(shè)備有以下幾種：

手機同屏顯示盒子，它只能實現(xiàn)手機與電視的同屏顯示，不能實現(xiàn)電腦無線連接電視；無線HDMI，實現(xiàn)電腦與電視的無線連接，但不能實現(xiàn)手機與電視的同屏顯示；無線影音傳輸模塊，能實現(xiàn)電腦、手機與電視的無線連接，但有的傳輸器在實現(xiàn)手機與電視連接時要求手機下載同屏應(yīng)用軟件。

各種設(shè)備在進行信號傳輸不兼容的情況是系統(tǒng)要解決的一個重要問題，因為使用者的終端設(shè)備可能是電腦、筆記本、智能手機等設(shè)備的任何一種都要能夠進行信號的傳輸，在進行此模塊設(shè)計時經(jīng)過自主研發(fā)，此傳輸模塊既滿足兼容性的要求，又保證了傳輸速度快，傳輸信號的失真要小等性能指標(biāo)。

功能測試結(jié)果是：

1）手機連接不需要任何軟件，通過手機設(shè)置即可完成連接工作，可實現(xiàn)手機與電視的同屏顯示，視頻推送，能實現(xiàn)高清顯示，延遲較?。患纯刹シ疟镜氐膬?nèi)容，也要播放在線的內(nèi)容。

2）筆記本連接很方便，不需要軟件，與連接WIFI一樣。顯示效果好，能實現(xiàn)高清顯示，延遲較小。

3）可以同時上網(wǎng)并實時顯示網(wǎng)上的內(nèi)容。

2.3 系統(tǒng)可移動模塊

系統(tǒng)可移動模塊是系統(tǒng)的支撐和移動部件，因此，必須牢固、靈活，承重能力強，質(zhì)量好，便于安裝，根據(jù)塔式起重機實際操作培訓(xùn)使用場所的變化而相應(yīng)改變。

2.4 電源及其控制模塊

系統(tǒng)中需要使用電源的部分有顯示設(shè)備和無線傳輸設(shè)備，這兩種設(shè)備都有獨立的電源。另外又實現(xiàn)了電源控制，保證此教學(xué)系統(tǒng)由專人控制，便于管理和使用，通過研究和試驗，確定利用電源遙控開關(guān)控制無線傳輸設(shè)備的電源來達(dá)到控制作用。

2.5 擴音系統(tǒng)模塊

此次開發(fā)的這套多媒體教學(xué)播放系統(tǒng)主要用于教室、實際操作場地等，經(jīng)研究和試驗，設(shè)計使用便攜式的大功率音響，若現(xiàn)場特別嘈雜，必要時候也可以添加無線麥克一起使用。

對整個系統(tǒng)進行了全面測試和試用，測試結(jié)果：

1）圖片、文字顯示質(zhì)量：好；

2）視頻播放：傳輸速度快，延遲小，支持高清；

3）支持操作系統(tǒng)：常用品牌皆可；

4）可控制性：強；

5）無線傳輸距離：滿足要求。

3 結(jié)束語

本文介紹了一種移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)在塔式起重機實際操作

圖2 信號無線傳輸模塊組成原理圖

圖1 移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成框圖

培訓(xùn)中的開發(fā)和應(yīng)用。開發(fā)的移動多媒體教學(xué)系統(tǒng)基本滿足塔式起重機實際操作培訓(xùn)的教學(xué)需求，解決了多種終端設(shè)備都可以進行無線傳輸?shù)碾y題，同時采用紅外遙控控制系統(tǒng)，操作方便簡潔。

多媒體教學(xué)是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展應(yīng)運而生的教學(xué)模式，將多媒體和智能手機等先進設(shè)備結(jié)合起來應(yīng)用于塔吊操作教學(xué)，豐富了實踐教學(xué)方式，構(gòu)建了學(xué)員自主學(xué)習(xí)的新模式，提高了教學(xué)質(zhì)量和效益，使塔式起重機培訓(xùn)更加的信息化、數(shù)字化和自動化，同時由于系統(tǒng)操作方便，交互性強，能進一步激發(fā)培訓(xùn)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識。移動數(shù)字多媒體教學(xué)系統(tǒng)在塔吊操作系統(tǒng)培訓(xùn)應(yīng)用中取得了很好的教學(xué)效果，因此可以在其他大型機械設(shè)備操作培訓(xùn)中進行試驗和推廣，同時，也可以作為在高職實驗實訓(xùn)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中一種現(xiàn)代化的輔助教學(xué)手段，在實際教學(xué)中已經(jīng)應(yīng)用，功能得到充分驗證。

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Application of Mobile Multimedia Teaching System to the Training of Tower Crane Operation

Liang Chen,Wang Aiping,Yan Huichang
(Fu Shun Vocational Technology Institute,113122)

Tower crane is one of the most widely used large construction machinery applied to construction sites, which accordingly demands great relevant talents. Based on the analysis for the training status of the actual operation of tower crane operators, the application of the mobile multimedia teaching system is proposed to be applied to the training of the actual tower crane operation so as to improve the training effect and upgrade the pass rate.

Mobile Multimedia;Teaching System;Tower Crane

梁辰（1976-），女，山東榮成人，碩士，副教授，研究方向為電子技術(shù)。

撫順市2013年度科技攻關(guān)項目《塔式起重機實體仿真模擬訓(xùn)練系統(tǒng)》項目編號：20131118