DC 600 V客車供電教學培訓系統

趙志春，孫華勇

（1 濟南鐵路局 濟南車輛段，山東濟南250001；2 濟南鐵路局 科學技術研究所，山東濟南250001）

DC 600 V客車供電教學培訓系統

趙志春1，孫華勇2

（1 濟南鐵路局 濟南車輛段，山東濟南250001；2 濟南鐵路局 科學技術研究所，山東濟南250001）

“DC 600 V客車供電教學培訓系統”是針對DC 600 V客車供電系統的檢修及運用開發的一套業務培訓系統。系統基于B/S結構設計，設計中采用了面向對象、故障樹模型建模、隨機算法自動組成試卷等技術。對系統的設計思路、功能以及主要模塊的設計原理等內容進行了論述。

DC 600 V；客車供電；教學培訓

DC 600 V客車供電系統是為空調列車上的各種電氣設備提供電能的系統設備。系統采用了大量的新技術及新設備，為了讓職工更好的掌握該系統的檢修運用，提高檢修技能，我們開發了“DC 600 V客車供電培訓系統”。該系統利用先進的網絡及信息技術，將DC 600 V客車供電基本知識和故障處理知識加以歸納總結整理，使其系統化模塊化，形成一個專家系統，同時輔以自我測試系統，使職工能較快的掌握新知識，以達到提高檢修運用水平的目的。該系統的應用為客車供電檢修運用人員提供了一個學習平臺，職工利用該平臺不但可以學習DC 600 V客車供電基本知識，共享運用經驗，還可以起到指導故障處理的作用。

1 系統設計

1.1 總體設計

（1）系統功能模塊分解設計

根據系統目標及功能要求，按照功能把系統劃分為以下幾個主要功能模塊：DC 600 V輔助教學模塊、故障查詢處理模塊、模擬自測模塊、資料匯編庫模塊、系統管理模塊、系統幫助模塊。總體結構如圖1所示。

（2）軟件架構及開發系統

本系統的基本用戶是初、中級的DC 600 V檢修運用人員，對計算機的掌握程度各不相同，為了便于使用，客戶端軟件應操作簡單，不應有過多的安裝維護等操作，為此采用了B/S架構開發本系統，用戶端無需安裝軟件，只需用瀏覽器打開程序即可。開發工具采用了Microsoft Visual Studio 2008，采用C語言作為系統開發語言。

1.2 主要功能模塊設計

各模塊頁面使用母版頁布局，分為頁頭、內容、頁尾3部分，整體色調為藍色，頁面設計如圖2所示。每個模塊包含多個功能頁面，在各功能頁面中完成具體的功能。系統根據用戶權限的不同，顯示或者隱藏部分功能菜單，從而開放或者屏蔽某些功能，實現系統的權限管理。

（1）輔助教學模塊設計

輔助教學模塊主要實現教學內容的展示，模塊通過文字、圖片、音視頻等多種方式展示教學內容，演示過程經過合理安排，使之符合人的學習認知規律，從而達到快速學習的目的。本系統租用的服務器中數據庫的存儲空間有限，無法將大量數據保存在服務器端的數據庫中，為降低成本，將文字、圖片及音視頻數據作為附件單獨保存在服務器上。

在教學內容的組織上采用了便于理解的樹狀結構，用戶可通過樹狀目錄選擇要學習的知識點，所有知識點可以用文字、圖片、FLASH視頻混排方式展示。在教學內容的編排上按照先總體后局部的原則把教學內容劃分為以下4個部分：供電系統總體構成、控制柜原理及使用、逆變器原理及使用、充電機原理及使用。通過管理頁面系統管理員可在線管理課程信息，對教學課程進行增加、刪除、修改、查詢操作，后臺管理使用第3方Word風格的HTML編輯器編輯數據，支持圖文混排，可以方便的對教學內容進行排版，制作出符合要求的教學內容。

（2）故障查詢處理模塊

該模塊主要實現故障信息的查詢處理及管理，基本思路是通過不斷積累形成一個故障處理專家庫，使用戶能通過故障現象查找到故障設備、故障原因及解決辦法，指導故障處理。目前，故障處理專家系統有以下3個方案：基于數據查詢（精確查詢和模糊查詢）的處理系統，基于故障樹模型的處理系統以及基于專業的推理系統（如美國的Smart Signal或G2推理機）的處理系統。故障樹模型將故障信息抽象成一棵故障樹，以大自然中樹的形式組織數據，用戶容易理解，便于查詢，實現相對簡單，成本較低，因此本模塊采用了基于故障樹模型的方案。按照遇到故障時一般的處理思路，采用以下層次來組織故障信息：故障現象→故障設備→故障部件→故障原因→解決辦法。模塊包含的功能及相應的權限如表1所示。

模塊的處理流程及故障樹自動生成流程如圖3所示。

（3）模擬考試模塊

該模塊主要用于職工進行自我測驗，通過自測檢驗對知識的掌握程度。系統采用了自動組成試卷技術，即根據用戶的要求，采用一定的算法自動地從試題庫中抽取一定數量的試題組成試卷。目前流行的組成試卷算法主要有隨機選取法、回溯試探法和遺傳算法3類，本系統采用了簡單有效的隨機選取法。模擬考試模塊包含的功能及相應的權限如表2。

模塊的實現流程如圖4所示。

（4）數據庫設計

根據底層數據操作的特點和面向對象程序設計的思路，將系統數據庫訪問拆分為公共數據操作模塊和數據對象操作模塊，具體如圖5所示。

系統將數據庫的驅動程序管理、連接池管理和數據操作封裝成為公共數據操作模塊，大大方便和簡化了上層模塊訪問數據庫的工作。將課程、故障、試題、資料等抽象成對應的數據對象，數據庫的數據通過數據對象操作模塊轉換為數據對象后再進行處理，處理完成后的數據對象又通過數據對象操作模塊更新到數據庫中，既有效屏蔽了數據操作和數據庫數據的直接接觸，又使數據和數據操作變得清晰、明確和便捷，還使上層模塊能夠專注于業務邏輯處理和業務展示，使面向對象設計思想和模塊化設計思想貫穿整個系統架構，實現了數據的抽象處理和模塊間的松耦合，保證系統的高穩定性、高擴展性和高靈活性。

2 結束語

該系統是專門針對DC 600 V客車供電系統的教學培訓開發的專用教學軟件，具有簡單、實用、針對性強的優點，投入應用后在以下幾個方面起到了重要作用：（1）降低了職工業務培訓成本；和傳統的集中培訓及輪訓的方式相比，無需固定場所和師資人員，職工可根據自身情況多次重復學習；（2）為客車供電檢修人員的業務學習和培訓提供了新的方式和途徑，補充和豐富了現有的培訓手段，實現了職工業務知識的常學常練，便于職工業務素質的提高；（3）便于職工故障處理經驗的積累及共享，職工可通過該系統共享到他人的經驗，從而進一步提高業務技能。

［1］ TB/T 3063－2002旅客列車DC 600 V供電系統技術條件［S］.

［2］ 徐林云.DC 600 V列車供電系統［J］.鐵道車輛.2001，39（3）：13-16.

［3］ 史富強，張京一，楊國榮.DC 600 V在鐵路空調客車供電系統的應用［J］.電子設計工程.2009，17（5）：55-57.

［4］ 吳強.客運列車供電系統［J］.機車電傳動.2003，（5）：54-56，61.

［5］ 曾建華.Visual Studio 2010（C＃）Web數據庫項目開發［M］.電子工業出版社.2013.

Training System of DC 600 V Power Supply for Passenger Cars

ZHAO Zhichun1，2，SUN Huayong1，2
（1 Jinan Car Depot，Jinan Railway Bureau，Jinan 250001 Shandong，China；2 Science and Technology Research Institute，Jinan Railway Bureau，Jinan 250001 Shandong，China）

“Training System of DC 600 V Power Supply for Passenger Cars”is a professional training systems developed for the maintenance and operation of DC 600 V power supply for passenger cars.The system is designed based on the B/Sstructure，using techniques including object-oriented programming（OOP），tree-based failure modeling，and random algorithm for examination paper auto generation.In this paper，the patterns，functions and principles of main modules in design are discussed in detail.

DC 600 V；power supply for passenger cars；training

U223.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.21

1008－7842（2014）05－0080－03

4—）男，高級工程師（

2014－05－28）