DC 600 V客車供電教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)

趙志春，孫華勇

（1 濟(jì)南鐵路局 濟(jì)南車輛段，山東濟(jì)南250001；2 濟(jì)南鐵路局 科學(xué)技術(shù)研究所，山東濟(jì)南250001）

DC 600 V客車供電教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)

趙志春1，孫華勇2

（1 濟(jì)南鐵路局 濟(jì)南車輛段，山東濟(jì)南250001；2 濟(jì)南鐵路局 科學(xué)技術(shù)研究所，山東濟(jì)南250001）

“DC 600 V客車供電教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)”是針對DC 600 V客車供電系統(tǒng)的檢修及運(yùn)用開發(fā)的一套業(yè)務(wù)培訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中采用了面向?qū)ο蟆⒐收蠘淠Ｐ徒！㈦S機(jī)算法自動(dòng)組成試卷等技術(shù)。對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、功能以及主要模塊的設(shè)計(jì)原理等內(nèi)容進(jìn)行了論述。

DC 600 V；客車供電；教學(xué)培訓(xùn)

DC 600 V客車供電系統(tǒng)是為空調(diào)列車上的各種電氣設(shè)備提供電能的系統(tǒng)設(shè)備。系統(tǒng)采用了大量的新技術(shù)及新設(shè)備，為了讓職工更好的掌握該系統(tǒng)的檢修運(yùn)用，提高檢修技能，我們開發(fā)了“DC 600 V客車供電培訓(xùn)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)，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(jié)整理，使其系統(tǒng)化模塊化，形成一個(gè)專家系統(tǒng)，同時(shí)輔以自我測試系統(tǒng)，使職工能較快的掌握新知識，以達(dá)到提高檢修運(yùn)用水平的目的。該系統(tǒng)的應(yīng)用為客車供電檢修運(yùn)用人員提供了一個(gè)學(xué)習(xí)平臺，職工利用該平臺不但可以學(xué)習(xí)DC 600 V客車供電基本知識，共享運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，還可以起到指導(dǎo)故障處理的作用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)功能模塊分解設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)及功能要求，按照功能把系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)主要功能模塊：DC 600 V輔助教學(xué)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(tǒng)管理模塊、系統(tǒng)幫助模塊。總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（2）軟件架構(gòu)及開發(fā)系統(tǒng)

本系統(tǒng)的基本用戶是初、中級的DC 600 V檢修運(yùn)用人員，對計(jì)算機(jī)的掌握程度各不相同，為了便于使用，客戶端軟件應(yīng)操作簡單，不應(yīng)有過多的安裝維護(hù)等操作，為此采用了B/S架構(gòu)開發(fā)本系統(tǒng)，用戶端無需安裝軟件，只需用瀏覽器打開程序即可。開發(fā)工具采用了Microsoft Visual Studio 2008，采用C語言作為系統(tǒng)開發(fā)語言。

1.2 主要功能模塊設(shè)計(jì)

各模塊頁面使用母版頁布局，分為頁頭、內(nèi)容、頁尾3部分，整體色調(diào)為藍(lán)色，頁面設(shè)計(jì)如圖2所示。每個(gè)模塊包含多個(gè)功能頁面，在各功能頁面中完成具體的功能。系統(tǒng)根據(jù)用戶權(quán)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的權(quán)限管理。

（1）輔助教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

輔助教學(xué)模塊主要實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的展示，模塊通過文字、圖片、音視頻等多種方式展示教學(xué)內(nèi)容，演示過程經(jīng)過合理安排，使之符合人的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，從而達(dá)到快速學(xué)習(xí)的目的。本系統(tǒng)租用的服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫的存儲空間有限，無法將大量數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫中，為降低成本，將文字、圖片及音視頻數(shù)據(jù)作為附件單獨(dú)保存在服務(wù)器上。

在教學(xué)內(nèi)容的組織上采用了便于理解的樹狀結(jié)構(gòu)，用戶可通過樹狀目錄選擇要學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)，所有知識點(diǎn)可以用文字、圖片、FLASH視頻混排方式展示。在教學(xué)內(nèi)容的編排上按照先總體后局部的原則把教學(xué)內(nèi)容劃分為以下4個(gè)部分：供電系統(tǒng)總體構(gòu)成、控制柜原理及使用、逆變器原理及使用、充電機(jī)原理及使用。通過管理頁面系統(tǒng)管理員可在線管理課程信息，對教學(xué)課程進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢操作，后臺管理使用第3方Word風(fēng)格的HTML編輯器編輯數(shù)據(jù)，支持圖文混排，可以方便的對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行排版，制作出符合要求的教學(xué)內(nèi)容。

（2）故障查詢處理模塊

該模塊主要實(shí)現(xiàn)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(gè)故障處理專家?guī)欤褂脩裟芡ㄟ^故障現(xiàn)象查找到故障設(shè)備、故障原因及解決辦法，指導(dǎo)故障處理。目前，故障處理專家系統(tǒng)有以下3個(gè)方案：基于數(shù)據(jù)查詢（精確查詢和模糊查詢）的處理系統(tǒng)，基于故障樹模型的處理系統(tǒng)以及基于專業(yè)的推理系統(tǒng)（如美國的Smart Signal或G2推理機(jī)）的處理系統(tǒng)。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(shù)據(jù)，用戶容易理解，便于查詢，實(shí)現(xiàn)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(shí)一般的處理思路，采用以下層次來組織故障信息：故障現(xiàn)象→故障設(shè)備→故障部件→故障原因→解決辦法。模塊包含的功能及相應(yīng)的權(quán)限如表1所示。

模塊的處理流程及故障樹自動(dòng)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(jìn)行自我測驗(yàn)，通過自測檢驗(yàn)對知識的掌握程度。系統(tǒng)采用了自動(dòng)組成試卷技術(shù)，即根據(jù)用戶的要求，采用一定的算法自動(dòng)地從試題庫中抽取一定數(shù)量的試題組成試卷。目前流行的組成試卷算法主要有隨機(jī)選取法、回溯試探法和遺傳算法3類，本系統(tǒng)采用了簡單有效的隨機(jī)選取法。模擬考試模塊包含的功能及相應(yīng)的權(quán)限如表2。

模塊的實(shí)現(xiàn)流程如圖4所示。

（4）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

根據(jù)底層數(shù)據(jù)操作的特點(diǎn)和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思路，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫訪問拆分為公共數(shù)據(jù)操作模塊和數(shù)據(jù)對象操作模塊，具體如圖5所示。

系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動(dòng)程序管理、連接池管理和數(shù)據(jù)操作封裝成為公共數(shù)據(jù)操作模塊，大大方便和簡化了上層模塊訪問數(shù)據(jù)庫的工作。將課程、故障、試題、資料等抽象成對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)對象操作模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)對象后再進(jìn)行處理，處理完成后的數(shù)據(jù)對象又通過數(shù)據(jù)對象操作模塊更新到數(shù)據(jù)庫中，既有效屏蔽了數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的直接接觸，又使數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)操作變得清晰、明確和便捷，還使上層模塊能夠?qū)Ｗ⒂跇I(yè)務(wù)邏輯處理和業(yè)務(wù)展示，使面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想和模塊化設(shè)計(jì)思想貫穿整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的抽象處理和模塊間的松耦合，保證系統(tǒng)的高穩(wěn)定性、高擴(kuò)展性和高靈活性。

2 結(jié)束語

該系統(tǒng)是專門針對DC 600 V客車供電系統(tǒng)的教學(xué)培訓(xùn)開發(fā)的專用教學(xué)軟件，具有簡單、實(shí)用、針對性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，投入應(yīng)用后在以下幾個(gè)方面起到了重要作用：（1）降低了職工業(yè)務(wù)培訓(xùn)成本；和傳統(tǒng)的集中培訓(xùn)及輪訓(xùn)的方式相比，無需固定場所和師資人員，職工可根據(jù)自身情況多次重復(fù)學(xué)習(xí)；（2）為客車供電檢修人員的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)提供了新的方式和途徑，補(bǔ)充和豐富了現(xiàn)有的培訓(xùn)手段，實(shí)現(xiàn)了職工業(yè)務(wù)知識的常學(xué)常練，便于職工業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高；（3）便于職工故障處理經(jīng)驗(yàn)的積累及共享，職工可通過該系統(tǒng)共享到他人的經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)技能。

［1］ TB/T 3063－2002旅客列車DC 600 V供電系統(tǒng)技術(shù)條件［S］.

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

［3］ 史富強(qiáng)，張京一，楊國榮.DC 600 V在鐵路空調(diào)客車供電系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.電子設(shè)計(jì)工程.2009，17（5）：55-57.

［4］ 吳強(qiáng).客運(yùn)列車供電系統(tǒng)［J］.機(jī)車電傳動(dòng).2003，（5）：54-56，61.

［5］ 曾建華.Visual Studio 2010（C＃）Web數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目開發(fā)［M］.電子工業(yè)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）