电务远程教育培训系统研制

杨志勇

随着铁路建设的快速推进，尤其是高速铁路的相继开通，新设备、新技术大量运用于电务信号系统，呈现出高新技术密集、科技含量高的特点。同时又由于铁路具有点多线长、设置分散、布局成网、不间断运用、结合部多、易受外界影响等，使电务系统对设备维护人员的专业技能和安全知识培训，及对培训工作有效管理成为急待解决的难题。为此，太原电务段提出了研制“电务远程教育培训系统”的整体设想。该系统支持视频教学、电子阅读教学、论坛教学、信号联锁教学等多种形式。

1 系统总体结构设计

1.1 系统结构

电务远程教育培训系统主要由电务远程教育服务器、电务教育管理终端 (培训中心管理系统)及工区信号虚拟世界 (工区终端应用系统)3部分组成。考虑到现场网络的不稳定性，系统采用了智能终端的设计思想，即通过网络进行数据传输，但又不依赖于网络，将工区信号虚拟世界的数据存储在终端，既使在网络状况不良时，仍然可以正常工作，当网络状况恢复正常时，再进行数据传输。系统结构如图1所示。

图1 系统结构示意图

1.2 关键模块定义

1.图纸智能查询。依据工区设备管辖范围，显示所有信息化处理后的信号设备图纸，并将信号设备与相关图纸进行对应链接，主要体现在:①在站场平面图查看每个信号设备的详细信息时，依据进路联锁表给出信号设备的影响范围;②在站场平面图信号设备“一件一档”信息中，查看信号设备的控制电路图，并点击查看设备的实际图片，掌握现场设备的实际运用状况;③在双线轨道电缆图及电缆径路图中选择箱盒，即可找到特定电缆并调看相关电缆配线图，并链接到箱盒的实际图片，查看盒内端子情况，使远程教育变得更加贴近现场实际教学。

2.信号设备台账。信息化处理后的信号图纸，是由代表信号设备标准定义的图符，以及图符之间的连接关系构成的。该系统从信号图纸中获取设备的详细应用参数，形成设备台账，方便了设备统计和管理，使现场设备管理更加精准。

3.联锁教学与联锁考试。站场平面图的设计符合信号联锁规则，根据进路联锁表，选择信号设备，生成接车、发车、通过、调车等进路信息，并在仿真控制台进行显示，同时给出信号设备的影响范围，生成信号联锁教学与考试内容。

4.考试组织。在电务段终端导入信号题库，实行分级管理。工区职工进行考试自测时，选择题库与级别，系统自动从相应题库中随机选取一定数量的题目，并随机排列选项。在完成试题进行交卷后，会根据实际得分×加权系数=最终得分。

2 系统主要功能

系统主要功能流程及模块结构如图2所示。

1.电子阅读教学。可按电务段管理特点，将各科室资料分类处理，放置在书架的不同位置，供职工自主学习，并且电子图书可进行随时扩充。目前已包含规章、信号信息化类资料、信号联锁类资料、信号专家经验等内容。

图2 电务远程教育培训系统流程图

2.视频教学。可随时将全路信号专家维修经验制成视频教材，纳入视频教学。工区职工通过直观的画面获取专家经验，从而提高自身业务素质。

3.论坛教学。职工可在论坛教学不同版块中发表文章，将自己的维修经验与技巧、学习心得等与大家共享，使大家在交流过程中取长补短，增进了职工之间认同感与凝聚力，为职工提供了更为广阔的学习平台。

4.信号联锁教学。将信号基础图纸与信号教学相结合，依据工区站场实际平面图界面，在进路联锁表的支持下进行信号联锁教学。结合职工熟悉的站场进行教学，更有助于对信号联锁的理解。

5.信号故障分析 (专家)系统。利用信号仿真技术，通过对微机监测数据智能分析，实时反映信号设备的实际运行质量。对模拟量分析，得出设备质量的异常变化信息;对开关量分析，得出设备质量的故障变化信息，从而达到设备故障预警及报警的功能。结合信号专家系统经典故障案例，可以掌握故障分析的思路和模式，进而提高信号故障分析能力。

6.信号设备作图。系统具有信号设备基础图纸的制作规范和制作流程，旨在将信号作图技能普及到每一名职工。一方面，通过进行现场图实核对，能够保证图实相符，同时提高职工系统地学习和掌握查看信号图纸的技能;另一方面，车间履历薄主管可以直接使用工区台账上报数据，保证了数据的可靠性，使设备信息由下至上的反馈和由上至下的管理更加科学和严谨。

7.自动生题，自主考试。根据电务维护岗位和技能等级建立各种题库，随机提取一定数量的题目，生成试题。职工通过考试进行自主学习与检测，提高自身知识水平和技能。

8.学习效果评估。可对工区职工考试情况进行全面评估，包括各类型试题考试的排名情况、各级别单位内的排名情况、职工参与情况、解决能力情况、进步情况等。

9.信号图纸智能查询。包括工区管内各类图纸的信息查询、信号设备“一件一档”信息查询、电缆快速精确查询及相关电缆配线快速查询、道岔转辙设备电路图快速查询、设备实物图片的快速查询等。

3 系统开发的关键技术与方法

3.1 虚拟现实技术

虚拟现实技术是综合利用计算机图形系统、各种显示和控制等接口设备，在计算机上产生可交互的虚拟环境，提供沉浸感觉的先进仿真技术。电务远程教育培训系统在操作页面上，采用虚拟现实技术给使用者提供一个三维空间的虚拟世界，在视觉、听觉等方面有身临其境的感觉，如同在学校学习的场景。

3.2 本地与网络结合更新技术

传统意义上的B/S架构设计是将数据集中存放在服务器中，完全依赖于网络，若网络出现问题，系统立即瘫痪停用。因此，在经过多方面考证和研讨的基础上，继承了传统B/S架构的优势，又结合C/S架构模式进行研制，将各类数据既存储在服务器上，又存储在本地用户端。

4 系统创新与主要特点

1.采用智能终端以及异步实时数据上传模式，每个终端都是一个小型服务器，服务器数据在本地全部有备份，在网络状况不稳定的情况下仍可维持自身正常工作。本地操作直接访问硬盘数据，网络恢复正常后，再与远程网络上的数据实现交互更新，将更新后数据同步到服务器。采用这种模式，保证了使用的连贯和操作的流畅，规避了目前依赖于网络的弊端，提高了工作效率。

2.采用“环境”设计方法，使参与者能感受到现场氛围，更容易融入其中，提高了学习效率。系统允许管理方对相关参数根据自身需要进行修改，并允许第三方系统接入，满足了用户的各种需要。

3.由于信号设备信息化图纸反映了现场设备的实际应用情况，是信号维修、教学等各项工作的重要内容，所以以信号图纸为背景，使得电务远程教育培训系统更加贴进现场实际情况，信号维护人员更容易接受，进而有效提高教学效果。

5 总结

目前，电务远程教育培训系统已研制完成，通过现场试验、调试以及实际运用，效果良好。该系统创建了一个功能强大、内容丰富、使用快捷便利的教育、教学、考试环境，为电务系统教育管理提供了一个信息化服务平台，有效解决了新技术、安全新规定培训中的难题，推动了电务系统信息化管理的进程。

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