移动式多媒体教学系统在塔吊操作培训中的应用

梁 辰,王爱平,阎会昌

（抚顺职业技术学院，113122）

移动式多媒体教学系统在塔吊操作培训中的应用

梁 辰,王爱平,阎会昌

（抚顺职业技术学院，113122）

塔式起重机是建筑工地上应用最为广泛的大型工程机械，相关人才需求量很大。通过对塔式起重机操作员实际操作培训现状的分析，提出将移动式多媒体教学系统应用在塔吊实际操作的培训中，从而提高培训效率和考证通过率。

移动多媒体；教学系统；塔吊

0 引言

大型工程机械塔式起重机俗称塔吊，是目前建筑工地上应用最为广泛的垂直运输机械。随着社会经济的蓬勃发展，城市规划及建设的进程日益加快，工业与民用建筑的需求量大幅增加，建筑行业中必不可少的塔式起重机市场需求量呈直线上升趋势，现有的塔式起重机操作员已远远不能满足行业建设需求，亟需进行大量相关人才培养。然而，进行此类工程机械驾驶员操作培训需要面临很多难题。

第一，由于塔式起重机占地大、耗能高，真机训练机械价格昂贵，使得塔吊培训成本很高；第二，工程机械作业属于国家规定的特种危险作业，因此塔吊实际操作存在一定的危险性；第三，塔吊实际操作属于高空作业，驾驶空间非常狭小，不便于多名学员同时学习，降低了培训效率；第四，由于塔吊操作培训多在建筑工地现场才能进行真机操作，因此学员在真机进行操作实践的实习实践时间很难保证。第五，塔式起重机操作员考证的要求比较严格，不经过大量实际的训练，难于达标取得上岗资格证书。

为了解决上述难题，塔式起重机培训一般采用先在模拟设备上进行基础训练，然后再利用有限的时间进行真机操作。为了提高培训的效率和效果，提高从业资格考试的通过率，可以采用先进的现代化多媒体手段进行辅助培训，此系统具有降低培训成本，缩短培训周期，同时具有对场地要求低，安全，环保等优点。

本文介绍一种移动多媒体教学系统在塔式起重机操作培训中的开发和应用，包括系统开发的硬件控制平台构建，系统集成等内容。

1 系统功能介绍

结合塔式起重机实际操作培训面临的难题，现场真机操作受场地、时间、经费等多方面的限制，需要解决在有限的时间内让更多的学员能够真切感受培训教师实际操作的方法和规范，即使在非操作场地也可以跟随培训教师的教学辅导以及情境再现[3]，因此，运用现代职业教育理论与教育思想，运用无线网络技术和无线传输技术开展多媒体教学系统的研究与设计，建设一个适应新要求、新变化的移动多媒体教学系统，促进塔式起重机培训教学的发展。

此先进可移动多媒体教学系统具有以下功能：

第一、在进行实际操作培训教学时，学员和培训教师只需要在有电脑或手机的情况下就可以进行实时互动，沟通交流，便于培训的顺利进行和更好地解决学员的实时疑问；

第二、新的多媒体教学系统要能适应多种场合、场地，便于移动，不需安装，经少许调试即可工作，减少使用过程中复杂的安装程序，浪费教学时间，具有易于操作性；

第三、通过加装摄像设备（摄像头、手机）以及设备支架，将塔式起重机辅导老师或学员的现场操作实时地显示出来，解决塔式起重机驾驶室狭小的问题，同时可以进行必要的存储等处理。

第四、对手机或电脑的连接有较好的可控制性和兼容性。市场上常见品牌的手机或电脑都可以轻松加入教学系统，并发挥作用。

综合上述，可移动多媒体教学播放系统的功能是：可移动、能够与电脑、手机及平板电脑自由连接，并能不受场地等限制同屏实时显示教学内容的播放系统，教与学更加灵活，师生之间沟通交流更加实时便捷，对电脑、手机及平板电脑的连接有较好的可控制性。

2 系统组成与实现

从技术上来说，本课题属于物联网范畴。物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继通信网之后的另一个万亿级市场。物联网是新一代信息网络技术的高度集成和综合运用，是新一轮产业革命的重要方向和推动力量，对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。

通过市场调研和系统功能的分析和研究，移动多媒体教学系统由六部分组成，即显示模块、信号无线传输模块，电源模块，系统可移动模块、控制模块及扩音系统模块。

2.1 显示模块

目前，可以用于此类教学系统的常用显示设备有电视、电视拼接屏、LED显示屏和电子白板（一体机）等。不同显示设备进行相关各参数比较，确定本系统的显示模块方案。结合分辨率、价格、使用场地面积等多方面因素，根据实际情况配备合理的显示模块设备。本系统选用60吋液晶电视机。电视机价格不高，即可以固定在墙上，也可以安装在移动支架上，方便使用，且连接、操作简单。必要时，还可以进行扩展。

2.2 信号无线传输模块

信号无线传输模块主要是实现电脑及手机与显示设备的无线连接。塔式起重机的实际操作主要包括：吊车操作基本动作、吊钩上下移动、左右旋转、吊载实物操作、指挥手式判断及操作等。这些动作显示时必须连贯，视频传输延迟小于肉眼分辨率。目前，市场上的信号无线传输设备有以下几种：

手机同屏显示盒子，它只能实现手机与电视的同屏显示，不能实现电脑无线连接电视；无线HDMI，实现电脑与电视的无线连接，但不能实现手机与电视的同屏显示；无线影音传输模块，能实现电脑、手机与电视的无线连接，但有的传输器在实现手机与电视连接时要求手机下载同屏应用软件。

各种设备在进行信号传输不兼容的情况是系统要解决的一个重要问题，因为使用者的终端设备可能是电脑、笔记本、智能手机等设备的任何一种都要能够进行信号的传输，在进行此模块设计时经过自主研发，此传输模块既满足兼容性的要求，又保证了传输速度快，传输信号的失真要小等性能指标。

功能测试结果是：

1）手机连接不需要任何软件，通过手机设置即可完成连接工作，可实现手机与电视的同屏显示，视频推送，能实现高清显示，延迟较小；即可播放本地的内容，也要播放在线的内容。

2）笔记本连接很方便，不需要软件，与连接WIFI一样。显示效果好，能实现高清显示，延迟较小。

3）可以同时上网并实时显示网上的内容。

2.3 系统可移动模块

系统可移动模块是系统的支撑和移动部件，因此，必须牢固、灵活，承重能力强，质量好，便于安装，根据塔式起重机实际操作培训使用场所的变化而相应改变。

2.4 电源及其控制模块

系统中需要使用电源的部分有显示设备和无线传输设备，这两种设备都有独立的电源。另外又实现了电源控制，保证此教学系统由专人控制，便于管理和使用，通过研究和试验，确定利用电源遥控开关控制无线传输设备的电源来达到控制作用。

2.5 扩音系统模块

此次开发的这套多媒体教学播放系统主要用于教室、实际操作场地等，经研究和试验，设计使用便携式的大功率音响，若现场特别嘈杂，必要时候也可以添加无线麦克一起使用。

对整个系统进行了全面测试和试用，测试结果：

1）图片、文字显示质量：好；

2）视频播放：传输速度快，延迟小，支持高清；

3）支持操作系统：常用品牌皆可；

4）可控制性：强；

5）无线传输距离：满足要求。

3 结束语

本文介绍了一种移动多媒体教学系统在塔式起重机实际操作

图2 信号无线传输模块组成原理图

图1 移动多媒体教学系统构成框图

培训中的开发和应用。开发的移动多媒体教学系统基本满足塔式起重机实际操作培训的教学需求，解决了多种终端设备都可以进行无线传输的难题，同时采用红外遥控控制系统，操作方便简洁。

多媒体教学是随着现代信息技术发展应运而生的教学模式，将多媒体和智能手机等先进设备结合起来应用于塔吊操作教学，丰富了实践教学方式，构建了学员自主学习的新模式，提高了教学质量和效益，使塔式起重机培训更加的信息化、数字化和自动化，同时由于系统操作方便，交互性强，能进一步激发培训学员的学习兴趣和创新意识。移动数字多媒体教学系统在塔吊操作系统培训应用中取得了很好的教学效果，因此可以在其他大型机械设备操作培训中进行试验和推广，同时，也可以作为在高职实验实训等实践教学环节中一种现代化的辅助教学手段，在实际教学中已经应用，功能得到充分验证。

[1]中华人民共和国建设部.塔式起重机驾驶员（技师）[M].北京:建筑工业出版社.2005

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[5]苏鹏冲,袁德嵛,俞宇.无线教学系统应用研究[J].福建电脑,2016,32(6)

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[7] 谢辉.交互式多媒体网络教学系统的研究与实现[D]. 大连:大连理工大学,2006

[8]董少伟,郭中华.手机多媒体技术在现代教学管理中的应用[J].科技与管理,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，山东荣成人，硕士，副教授，研究方向为电子技术。

抚顺市2013年度科技攻关项目《塔式起重机实体仿真模拟训练系统》项目编号：20131118