楊志勇

隨著鐵路建設的快速推進，尤其是高速鐵路的相繼開通，新設備、新技術大量運用于電務信號系統(tǒng)，呈現(xiàn)出高新技術密集、科技含量高的特點。同時又由于鐵路具有點多線長、設置分散、布局成網(wǎng)、不間斷運用、結合部多、易受外界影響等，使電務系統(tǒng)對設備維護人員的專業(yè)技能和安全知識培訓，及對培訓工作有效管理成為急待解決的難題。為此，太原電務段提出了研制“電務遠程教育培訓系統(tǒng)”的整體設想。該系統(tǒng)支持視頻教學、電子閱讀教學、論壇教學、信號聯(lián)鎖教學等多種形式。

1 系統(tǒng)總體結構設計

1.1 系統(tǒng)結構

電務遠程教育培訓系統(tǒng)主要由電務遠程教育服務器、電務教育管理終端 (培訓中心管理系統(tǒng))及工區(qū)信號虛擬世界 (工區(qū)終端應用系統(tǒng))3部分組成?？紤]到現(xiàn)場網(wǎng)絡的不穩(wěn)定性，系統(tǒng)采用了智能終端的設計思想，即通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，但又不依賴于網(wǎng)絡，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)絡狀況不良時，仍然可以正常工作，當網(wǎng)絡狀況恢復正常時，再進行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構示意圖

1.2 關鍵模塊定義

1.圖紙智能查詢。依據(jù)工區(qū)設備管轄范圍，顯示所有信息化處理后的信號設備圖紙，并將信號設備與相關圖紙進行對應鏈接，主要體現(xiàn)在:①在站場平面圖查看每個信號設備的詳細信息時，依據(jù)進路聯(lián)鎖表給出信號設備的影響范圍;②在站場平面圖信號設備“一件一檔”信息中，查看信號設備的控制電路圖，并點擊查看設備的實際圖片，掌握現(xiàn)場設備的實際運用狀況;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)看相關電纜配線圖，并鏈接到箱盒的實際圖片，查看盒內(nèi)端子情況，使遠程教育變得更加貼近現(xiàn)場實際教學。

2.信號設備臺賬。信息化處理后的信號圖紙，是由代表信號設備標準定義的圖符，以及圖符之間的連接關系構成的。該系統(tǒng)從信號圖紙中獲取設備的詳細應用參數(shù)，形成設備臺賬，方便了設備統(tǒng)計和管理，使現(xiàn)場設備管理更加精準。

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

4.考試組織。在電務段終端導入信號題庫，實行分級管理。工區(qū)職工進行考試自測時，選擇題庫與級別，系統(tǒng)自動從相應題庫中隨機選取一定數(shù)量的題目，并隨機排列選項。在完成試題進行交卷后，會根據(jù)實際得分×加權系數(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構如圖2所示。

1.電子閱讀教學。可按電務段管理特點，將各科室資料分類處理，放置在書架的不同位置，供職工自主學習，并且電子圖書可進行隨時擴充。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)驗等內(nèi)容。

圖2 電務遠程教育培訓系統(tǒng)流程圖

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

3.論壇教學。職工可在論壇教學不同版塊中發(fā)表文章，將自己的維修經(jīng)驗與技巧、學習心得等與大家共享，使大家在交流過程中取長補短，增進了職工之間認同感與凝聚力，為職工提供了更為廣闊的學習平臺。

4.信號聯(lián)鎖教學。將信號基礎圖紙與信號教學相結合，依據(jù)工區(qū)站場實際平面圖界面，在進路聯(lián)鎖表的支持下進行信號聯(lián)鎖教學。結合職工熟悉的站場進行教學，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，通過對微機監(jiān)測數(shù)據(jù)智能分析，實時反映信號設備的實際運行質(zhì)量。對模擬量分析，得出設備質(zhì)量的異常變化信息;對開關量分析，得出設備質(zhì)量的故障變化信息，從而達到設備故障預警及報警的功能。結合信號專家系統(tǒng)經(jīng)典故障案例，可以掌握故障分析的思路和模式，進而提高信號故障分析能力。

6.信號設備作圖。系統(tǒng)具有信號設備基礎圖紙的制作規(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，通過進行現(xiàn)場圖實核對，能夠保證圖實相符，同時提高職工系統(tǒng)地學習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)臺賬上報數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性，使設備信息由下至上的反饋和由上至下的管理更加科學和嚴謹。

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

8.學習效果評估?？蓪^(qū)職工考試情況進行全面評估，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、信號設備“一件一檔”信息查詢、電纜快速精確查詢及相關電纜配線快速查詢、道岔轉(zhuǎn)轍設備電路圖快速查詢、設備實物圖片的快速查詢等。

3 系統(tǒng)開發(fā)的關鍵技術與方法

3.1 虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是綜合利用計算機圖形系統(tǒng)、各種顯示和控制等接口設備，在計算機上產(chǎn)生可交互的虛擬環(huán)境，提供沉浸感覺的先進仿真技術。電務遠程教育培訓系統(tǒng)在操作頁面上，采用虛擬現(xiàn)實技術給使用者提供一個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，如同在學校學習的場景。

3.2 本地與網(wǎng)絡結合更新技術

傳統(tǒng)意義上的B/S架構設計是將數(shù)據(jù)集中存放在服務器中，完全依賴于網(wǎng)絡，若網(wǎng)絡出現(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上，繼承了傳統(tǒng)B/S架構的優(yōu)勢，又結合C/S架構模式進行研制，將各類數(shù)據(jù)既存儲在服務器上，又存儲在本地用戶端。

4 系統(tǒng)創(chuàng)新與主要特點

1.采用智能終端以及異步實時數(shù)據(jù)上傳模式，每個終端都是一個小型服務器，服務器數(shù)據(jù)在本地全部有備份，在網(wǎng)絡狀況不穩(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)絡恢復正常后，再與遠程網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)實現(xiàn)交互更新，將更新后數(shù)據(jù)同步到服務器。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)絡的弊端，提高了工作效率。

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

3.由于信號設備信息化圖紙反映了現(xiàn)場設備的實際應用情況，是信號維修、教學等各項工作的重要內(nèi)容，所以以信號圖紙為背景，使得電務遠程教育培訓系統(tǒng)更加貼進現(xiàn)場實際情況，信號維護人員更容易接受，進而有效提高教學效果。

5 總結

目前，電務遠程教育培訓系統(tǒng)已研制完成，通過現(xiàn)場試驗、調(diào)試以及實際運用，效果良好。該系統(tǒng)創(chuàng)建了一個功能強大、內(nèi)容豐富、使用快捷便利的教育、教學、考試環(huán)境，為電務系統(tǒng)教育管理提供了一個信息化服務平臺，有效解決了新技術、安全新規(guī)定培訓中的難題，推動了電務系統(tǒng)信息化管理的進程。

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