移動式多媒體教學系統在塔吊操作培訓中的應用

梁 辰,王愛平,閻會昌

（撫順職業技術學院，113122）

移動式多媒體教學系統在塔吊操作培訓中的應用

梁 辰,王愛平,閻會昌

（撫順職業技術學院，113122）

塔式起重機是建筑工地上應用最為廣泛的大型工程機械，相關人才需求量很大。通過對塔式起重機操作員實際操作培訓現狀的分析，提出將移動式多媒體教學系統應用在塔吊實際操作的培訓中，從而提高培訓效率和考證通過率。

移動多媒體；教學系統；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用最為廣泛的垂直運輸機械。隨著社會經濟的蓬勃發展，城市規劃及建設的進程日益加快，工業與民用建筑的需求量大幅增加，建筑行業中必不可少的塔式起重機市場需求量呈直線上升趨勢，現有的塔式起重機操作員已遠遠不能滿足行業建設需求，亟需進行大量相關人才培養。然而，進行此類工程機械駕駛員操作培訓需要面臨很多難題。

第一，由于塔式起重機占地大、耗能高，真機訓練機械價格昂貴，使得塔吊培訓成本很高；第二，工程機械作業屬于國家規定的特種危險作業，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，駕駛空間非常狹小，不便于多名學員同時學習，降低了培訓效率；第四，由于塔吊操作培訓多在建筑工地現場才能進行真機操作，因此學員在真機進行操作實踐的實習實踐時間很難保證。第五，塔式起重機操作員考證的要求比較嚴格，不經過大量實際的訓練，難于達標取得上崗資格證書。

為了解決上述難題，塔式起重機培訓一般采用先在模擬設備上進行基礎訓練，然后再利用有限的時間進行真機操作。為了提高培訓的效率和效果，提高從業資格考試的通過率，可以采用先進的現代化多媒體手段進行輔助培訓，此系統具有降低培訓成本，縮短培訓周期，同時具有對場地要求低，安全，環保等優點。

本文介紹一種移動多媒體教學系統在塔式起重機操作培訓中的開發和應用，包括系統開發的硬件控制平臺構建，系統集成等內容。

1 系統功能介紹

結合塔式起重機實際操作培訓面臨的難題，現場真機操作受場地、時間、經費等多方面的限制，需要解決在有限的時間內讓更多的學員能夠真切感受培訓教師實際操作的方法和規范，即使在非操作場地也可以跟隨培訓教師的教學輔導以及情境再現[3]，因此，運用現代職業教育理論與教育思想，運用無線網絡技術和無線傳輸技術開展多媒體教學系統的研究與設計，建設一個適應新要求、新變化的移動多媒體教學系統，促進塔式起重機培訓教學的發展。

此先進可移動多媒體教學系統具有以下功能：

第一、在進行實際操作培訓教學時，學員和培訓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，便于培訓的順利進行和更好地解決學員的實時疑問；

第二、新的多媒體教學系統要能適應多種場合、場地，便于移動，不需安裝，經少許調試即可工作，減少使用過程中復雜的安裝程序，浪費教學時間，具有易于操作性；

第三、通過加裝攝像設備（攝像頭、手機）以及設備支架，將塔式起重機輔導老師或學員的現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系統，并發揮作用。

綜合上述，可移動多媒體教學播放系統的功能是：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內容的播放系統，教與學更加靈活，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 系統組成與實現

從技術上來說，本課題屬于物聯網范疇。物聯網將是下一個推動世界高速發展的“重要生產力”，是繼通信網之后的另一個萬億級市場。物聯網是新一代信息網絡技術的高度集成和綜合運用，是新一輪產業革命的重要方向和推動力量，對于培育新的經濟增長點、推動產業結構轉型升級、提升社會管理和公共服務的效率和水平具有重要意義。

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

2.1 顯示模塊

目前，可以用于此類教學系統的常用顯示設備有電視、電視拼接屏、LED顯示屏和電子白板（一體機）等。不同顯示設備進行相關各參數比較，確定本系統的顯示模塊方案。結合分辨率、價格、使用場地面積等多方面因素，根據實際情況配備合理的顯示模塊設備。本系統選用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電腦及手機與顯示設備的無線連接。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、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備有以下幾種：

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

各種設備在進行信號傳輸不兼容的情況是系統要解決的一個重要問題，因為使用者的終端設備可能是電腦、筆記本、智能手機等設備的任何一種都要能夠進行信號的傳輸，在進行此模塊設計時經過自主研發，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。

功能測試結果是：

1）手機連接不需要任何軟件，通過手機設置即可完成連接工作，可實現手機與電視的同屏顯示，視頻推送，能實現高清顯示，延遲較小；即可播放本地的內容，也要播放在線的內容。

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，能實現高清顯示，延遲較小。

3）可以同時上網并實時顯示網上的內容。

2.3 系統可移動模塊

系統可移動模塊是系統的支撐和移動部件，因此，必須牢固、靈活，承重能力強，質量好，便于安裝，根據塔式起重機實際操作培訓使用場所的變化而相應改變。

2.4 電源及其控制模塊

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

2.5 擴音系統模塊

此次開發的這套多媒體教學播放系統主要用于教室、實際操作場地等，經研究和試驗，設計使用便攜式的大功率音響，若現場特別嘈雜，必要時候也可以添加無線麥克一起使用。

對整個系統進行了全面測試和試用，測試結果：

1）圖片、文字顯示質量：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：常用品牌皆可；

4）可控制性：強；

5）無線傳輸距離：滿足要求。

3 結束語

本文介紹了一種移動多媒體教學系統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 移動多媒體教學系統構成框圖

培訓中的開發和應用。開發的移動多媒體教學系統基本滿足塔式起重機實際操作培訓的教學需求，解決了多種終端設備都可以進行無線傳輸的難題，同時采用紅外遙控控制系統，操作方便簡潔。

多媒體教學是隨著現代信息技術發展應運而生的教學模式，將多媒體和智能手機等先進設備結合起來應用于塔吊操作教學，豐富了實踐教學方式，構建了學員自主學習的新模式，提高了教學質量和效益，使塔式起重機培訓更加的信息化、數字化和自動化，同時由于系統操作方便，交互性強，能進一步激發培訓學員的學習興趣和創新意識。移動數字多媒體教學系統在塔吊操作系統培訓應用中取得了很好的教學效果，因此可以在其他大型機械設備操作培訓中進行試驗和推廣，同時，也可以作為在高職實驗實訓等實踐教學環節中一種現代化的輔助教學手段，在實際教學中已經應用，功能得到充分驗證。

[1]中華人民共和國建設部.塔式起重機駕駛員（技師）[M].北京:建筑工業出版社.2005

[2]劉智勝,尹海波.淺談塔吊的使用與安全管理[J].黑龍江科技信息,2009,28:302

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[4]楊麗華.周峰,任友俊.網絡多媒體教學系統與教學資源整合的探討[J].曲靖師范學院學報,2008,27(3):48-51

[5]蘇鵬沖,袁德崳,俞宇.無線教學系統應用研究[J].福建電腦,2016,32(6)

[6]劉天華,朱宏峰,李強.無線多媒體教學方案的設計[J].中國電化教育,2006(2):101-102

[7] 謝輝.交互式多媒體網絡教學系統的研究與實現[D]. 大連:大連理工大學,2006

[8]董少偉,郭中華.手機多媒體技術在現代教學管理中的應用[J].科技與管理,2009,11(5):137-139

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。

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