電務遠程教育培訓系統研制

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，呈現出高新技術密集、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、不間斷運用、結合部多、易受外界影響等，使電務系統對設備維護人員的專業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”的整體設想。該系統支持視頻教學、電子閱讀教學、論壇教學、信號聯鎖教學等多種形式。

1 系統總體結構設計

1.1 系統結構

電務遠程教育培訓系統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)及工區信號虛擬世界 (工區終端應用系統)3部分組成。考慮到現場網絡的不穩定性，系統采用了智能終端的設計思想，即通過網絡進行數據傳輸，但又不依賴于網絡，將工區信號虛擬世界的數據存儲在終端，既使在網絡狀況不良時，仍然可以正常工作，當網絡狀況恢復正常時，再進行數據傳輸。系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構示意圖

1.2 關鍵模塊定義

1.圖紙智能查詢。依據工區設備管轄范圍，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，主要體現在:①在站場平面圖查看每個信號設備的詳細信息時，依據進路聯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看相關電纜配線圖，并鏈接到箱盒的實際圖片，查看盒內端子情況，使遠程教育變得更加貼近現場實際教學。

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。該系統從信號圖紙中獲取設備的詳細應用參數，形成設備臺賬，方便了設備統計和管理，使現場設備管理更加精準。

3.聯鎖教學與聯鎖考試。站場平面圖的設計符合信號聯鎖規則，根據進路聯鎖表，選擇信號設備，生成接車、發車、通過、調車等進路信息，并在仿真控制臺進行顯示，同時給出信號設備的影響范圍，生成信號聯鎖教學與考試內容。

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

2 系統主要功能

系統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。目前已包含規章、信號信息化類資料、信號聯鎖類資料、信號專家經驗等內容。

圖2 電務遠程教育培訓系統流程圖

2.視頻教學。可隨時將全路信號專家維修經驗制成視頻教材，納入視頻教學。工區職工通過直觀的畫面獲取專家經驗，從而提高自身業務素質。

3.論壇教學。職工可在論壇教學不同版塊中發表文章，將自己的維修經驗與技巧、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.信號聯鎖教學。將信號基礎圖紙與信號教學相結合，依據工區站場實際平面圖界面，在進路聯鎖表的支持下進行信號聯鎖教學。結合職工熟悉的站場進行教學，更有助于對信號聯鎖的理解。

5.信號故障分析 (專家)系統。利用信號仿真技術，通過對微機監測數據智能分析，實時反映信號設備的實際運行質量。對模擬量分析，得出設備質量的異常變化信息;對開關量分析，得出設備質量的故障變化信息，從而達到設備故障預警及報警的功能。結合信號專家系統經典故障案例，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。系統具有信號設備基礎圖紙的制作規范和制作流程，旨在將信號作圖技能普及到每一名職工。一方面，通過進行現場圖實核對，能夠保證圖實相符，同時提高職工系統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臺賬上報數據，保證了數據的可靠性，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。根據電務維護崗位和技能等級建立各種題庫，隨機提取一定數量的題目，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。可對工區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。包括工區管內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 系統開發的關鍵技術與方法

3.1 虛擬現實技術

虛擬現實技術是綜合利用計算機圖形系統、各種顯示和控制等接口設備，在計算機上產生可交互的虛擬環境，提供沉浸感覺的先進仿真技術。電務遠程教育培訓系統在操作頁面上，采用虛擬現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 本地與網絡結合更新技術

傳統意義上的B/S架構設計是將數據集中存放在服務器中，完全依賴于網絡，若網絡出現問題，系統立即癱瘓停用。因此，在經過多方面考證和研討的基礎上，繼承了傳統B/S架構的優勢，又結合C/S架構模式進行研制，將各類數據既存儲在服務器上，又存儲在本地用戶端。

4 系統創新與主要特點

1.采用智能終端以及異步實時數據上傳模式，每個終端都是一個小型服務器，服務器數據在本地全部有備份，在網絡狀況不穩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據，網絡恢復正常后，再與遠程網絡上的數據實現交互更新，將更新后數據同步到服務器。采用這種模式，保證了使用的連貫和操作的流暢，規避了目前依賴于網絡的弊端，提高了工作效率。

2.采用“環境”設計方法，使參與者能感受到現場氛圍，更容易融入其中，提高了學習效率。系統允許管理方對相關參數根據自身需要進行修改，并允許第三方系統接入，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容，所以以信號圖紙為背景，使得電務遠程教育培訓系統更加貼進現場實際情況，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已研制完成，通過現場試驗、調試以及實際運用，效果良好。該系統創建了一個功能強大、內容豐富、使用快捷便利的教育、教學、考試環境，為電務系統教育管理提供了一個信息化服務平臺，有效解決了新技術、安全新規定培訓中的難題，推動了電務系統信息化管理的進程。

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