地铁多媒体教学系统及方法

暂无

地铁多媒体教学系统及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及教学系统，具体涉及地铁多媒体教学系统及方法。\n背景技术\n[0002] 近年来，城市轨道交通工程，例如地铁不断发展，在城市轨道交通工程中，供电系统属于重要的设备，是直接影响城市轨道交通工程质量的重要因素，如何对供电系统的工作人员进行操作技能和故障判断能力的培训，从而提高供电系统的工作人员的岗位胜任能力，具有重要意义。\n[0003] 现有技术中，普遍采用举办讲座、开设培训班以及发放知识手册等方式，对工作人员进行培训，具有培训效果有限的问题。\n发明内容\n[0004] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供地铁多媒体教学系统及方法，可有效解决上述问题。\n[0005] 本发明采用的技术方案如下：\n[0006] 本发明提供地铁多媒体教学系统，包括教师机和学员机；其中，所述教师机和所述学员机均安装有辅助教学模块、设备模拟模块、考试测验模块和系统设置模块；所述教师机还安装有学员机管理模块；\n[0007] 所述辅助教学模块，用于以播放课程视频的形式进行教学；\n[0008] 所述设备模拟模块，用于以PSCADA模拟操作练习，包括：同步控制器、主接线图模拟操作单元和仿真柜体模拟操作单元；和/或还包括实物柜体模拟操作单元；\n[0009] 如果配置有实物柜体模拟操作单元，则：主接线图模拟操作单元、实物柜体模拟操作单元和仿真柜体模拟操作单元的状态进行同步变化；\n[0010] 如果未配置有实物柜体模拟操作单元，则：主接线图模拟操作单元和仿真柜体模拟操作单元的状态进行同步变化；\n[0011] 所述考试测验模块，包括教师考试测验单元和学员考试测验单元；\n[0012] 所述系统设置模块，包括教师系统设置单元和学员系统设置单元；\n[0013] 所述教师系统设置单元为具有教师角色的账户才享有的设置单元，包括：\n[0014] 班级管理子单元，用于增加、修改、删除、和查看班级信息；\n[0015] 学员管理子单元：用于增加、修改、删除、和查看班级下的学员；\n[0016] 个人信息设置子单元，用于设置个人密码以及修改所设置的个人密码；\n[0017] 所述学员系统设置单元为具有学员角色的账户才享有的设置单元，包括：\n[0018] 查看子单元，用于查看个人信息；\n[0019] 密码修改子单元，用于修改已设置的个人密码；\n[0020] 所述学员机管理模块，用于教师机查看当前学员机的基本信息及当前状态、查看登录学员的基本信息以及控制学员机屏幕锁定和实物连接。\n[0021] 优选的，所述辅助教学模块具体用于：\n[0022] 采用树形分级形式展示课程列表，当最底层的课程列表中的某个视频文件被点击时，即播放对应的视频；并且，在播放窗口设置播放控制台，所述播放控制台包括：播放进度条、开始按钮、暂停按钮、快退按钮、快进按钮、音量调节按钮。\n[0023] 优选的，所述设备模拟模块中，所述仿真柜体模拟操作单元配置有练习模式和联机模式；初始进入仿真柜体模拟操作单元时，默认为练习模式；\n[0024] 在练习模式下，登陆学员机的某个学员单独进行练习仿真，所练习的主接线图和仿真柜体的操作均为本地操作，不会对其他学员产生影响；\n[0025] 在联机模式下，所有联机的学员机的数据为同步的，包括主接线图、仿真柜体和实物柜体；在联机模式下，如果某个学员需要操作主接线图、仿真柜体或实物柜体，均需经过教师机的许可，如果学员机获得了教师机的许可，即可对主接线图、仿真柜体或实物柜体进行操作，操作之后，只要处于联机模式下的学员机均可以看到该操作的变化。\n[0026] 优选的，所述设备模拟模块还包括：\n[0027] 事件信息视图配置单元，用于记录并显示所述设备模拟模块的运行事件；包括：开关分合信息、挂摘牌信息、远方就地信息和故障信息；\n[0028] 实时曲线配置单元，用于记录并显示所述设备模拟模块运行中柜体遥测参数的实时变化曲线；\n[0029] 导航配置单元，用于配置当前进行模拟操作的站所对象。\n[0030] 优选的，所述考试测验模块中的所述教师考试测验单元和学员考试测验单元具体用于：\n[0031] 所述教师考试测验单元包括：\n[0032] 题库管理子单元，用于向题库中添加、修改、删除和查看题目；\n[0033] 试卷管理子单元，用于从所述题库中选择题目，进而生成试卷；还用于：对所生成的试卷进行修改、删除和查看操作；\n[0034] 考试管理子单元，用于将所述试卷管理子单元所生成的试卷和班级绑定，进而得到该班级的考试信息；\n[0035] 成绩管理子单元，用于查看所有学员参加过的考试的成绩；\n[0036] 所述学员考试测验单元用于：当学员登录教学系统后，可查看与自己相关的考试并进入考试测验，当赏在线答题并提交试卷后，即完成考试；后续可根据条件查询自己已完成的考试的成绩。\n[0037] 本发明还提供地铁多媒体教学方法，包括以下步骤：\n[0038] S1，教师机和多个学员机之间组成局域教学网；\n[0039] 步骤为：\n[0040] S1.1，教师角色通过向系统输入正确的用户名和密码后，成功登录到教学系统；\n[0041] S1.2，教师角色建立初始的空班级，并向所述空班级中增加已注册的学员角色；\n[0042] S1.3，当各个学员角色使用学员机登录到教学系统后，教师机和各个学员机之间即形成局域教学网；\n[0043] S2，所述教师机可控制各个学员机的运行状态，包括：控制各个学员机的屏幕锁定，以及，控制某个学员机是否具有实物连接权限；在同一时刻，最多只允许一个学员机具有实物连接权限；\n[0044] S3，当某个学员机获得实物连接权限时，所述学员机的教学系统与某站所的实物连接，在所有学员机上，该站所的主接线图和仿真柜体按照实物的变化而进行同步变化；\n[0045] 此外，每个所述学员机的仿真柜体操作具有练习模式和联机模式；初始时，默认为练习模式；\n[0046] 在练习模式下，该学员机进行练习仿真，所练习的主接线图和仿真柜体的操作均为本地操作，不会对其他学员机产生影响；\n[0047] 在联机模式下，所有联机的学员机的数据为同步的，包括主接线图、仿真柜体和实物柜体；在联机模式下，如果某个学员需要操作主接线图、仿真柜体或实物柜体，均需经过教师机的许可，如果学员机获得了教师机的许可，即可对主接线图、仿真柜体或实物柜体进行操作，操作之后，只要处于联机模式下的学员机均可以看到该操作的变化。\n[0048] 本发明提供的地铁多媒体教学系统及方法，具有以下优点：\n[0049] 为了培训从事供电系统人员技术操作技能和供电设备维护人员故障判断能力。通过教学、仿真软件的培训，使从事供电系统人员短期内了解城轨所使用的变电设备的结构、原理和维护方法，同时能够掌握日常正常操作和常见异常状态下的处理操作流程，使供电设备维护人员掌握变电所设备的操作流程和异常设备的处理方法。\n附图说明\n[0050] 图1为本发明提供的地铁多媒体教学系统的结构示意图；\n[0051] 图2为本发明提供的局域教学网的组建过程参考示意图。\n具体实施方式\n[0052] 以下结合附图对本发明进行详细说明：\n[0053] 如图1所示，为本发明提供的地铁多媒体教学系统的结构示意图，包括教师机和学员机；其中，所述教师机和所述学员机均安装有辅助教学模块、设备模拟模块、考试测验模块和系统设置模块；所述教师机还安装有学员机管理模块。以下对各功能模块详细介绍：\n[0054] (1)辅助教学模块\n[0055] 辅助教学模块，用于以播放课程视频的形式进行教学；教学视频的内容涵盖城轨介绍、供电方式介绍、一次设备介绍、二次保护介绍等。\n[0056] 具体的，采用树形分级形式展示课程列表，当最底层的课程列表中的某个视频文件被点击时，即播放对应的视频；并且，在播放窗口设置播放控制台，所述播放控制台包括：\n播放进度条、开始按钮、暂停按钮、快退按钮、快进按钮、音量调节按钮。\n[0057] (2)设备模拟模块\n[0058] 设备模拟模块，用于PSCADA模拟操作练习，通过这一部分的学习、练习，可以让学员对变电PSCADA系统的操作使用、故障处理过程有一个清晰完整的认识。\n[0059] 对于设备模拟模块的主界面，分顶部、左侧、右侧、底部四个区域，可对上述四个区域进行以下设置：\n[0060] (a)顶部包括了当前位置、柜体选择(3个电压等级)、联机模式和练习模式的选择、事件信息视图、实时曲线、导航这几项。\n[0061] (b)左侧为模拟图形选择，即站所的选择。可隐藏，隐藏后点击顶部的导航可显示出来。\n[0062] (c)右侧主页面，首次进入为欢迎页面，选择了左侧的站所后为该站所的视图。\n[0063] (d)底部为主菜单。用于显示与角色对应的主要功能模块。\n[0064] 设备模拟模块核心功能模块包括：同步控制器、主接线图模拟操作单元和仿真柜体模拟操作单元；和/或还包括实物柜体模拟操作单元；\n[0065] 如果配置有实物柜体模拟操作单元，则：主接线图模拟操作单元、实物柜体模拟操作单元和仿真柜体模拟操作单元的状态进行同步变化；\n[0066] 如果未配置有实物柜体模拟操作单元，则：主接线图模拟操作单元和仿真柜体模拟操作单元的状态进行同步变化；\n[0067] 也就是说，在PSCADA系统中主接线图是比较重要的部分，无论是在操作仿真柜体或者实物柜体或者是在PSCADA系统的主接线图时，如果该站所配置有实物柜体话，则实物柜体、仿真柜体和主接线图的变化一定是同步对应的。否则，仿真柜体和主接线图是同步对应的。而且在操作某一开关的时候，对其变化发生的联动将会有详尽的提示和线路变化显示。\n[0068] (2.1)主接线图模拟操作单元\n[0069] (2.2)实物柜体模拟操作单元\n[0070] (2.3)仿真柜体模拟操作单元\n[0071] 仿真柜体模拟操作单元配置有练习模式和联机模式；初始进入仿真柜体模拟操作单元时，默认为练习模式；\n[0072] 在练习模式下，登陆学员机的某个学员单独进行练习仿真，所练习的主接线图和仿真柜体的操作均为本地操作，不会对其他学员产生影响；练习模式适用于教师经过讲解、操作演示后，学员自己单独练习的场合。\n[0073] 在联机模式下，所有联机的学员机的数据为同步的，包括主接线图、仿真柜体和实物柜体；在联机模式下，如果某个学员需要操作主接线图、仿真柜体或实物柜体，均需经过教师机的许可，如果学员机获得了教师机的许可，即可对主接线图、仿真柜体或实物柜体进行操作，操作之后，只要处于联机模式下的学员机均可以看到该操作的变化。\n[0074] 在仿真柜体模拟操作单元中，支持三种类型的柜体仿真，分别为：35kV、1500V以及\n400V等级。其中35kV等级包含进线、出线、动力变、整流、母联等几种类型的柜体，1500V等级包括进线和馈线类型的柜体，400V等级的包括进线、馈线和母联类型的柜体。本系统可根据实际需求配置多个站所，每个站所根据自身主接线回路配置柜体。在进行仿真柜体操作的时候，从左侧的模拟图形树形图中选择一个站所，从上方选择一个电压等级，界面会弹出一个当前站所当前电压等级的柜体仿真视图。点击视图中的单一的柜体即可将该柜体提取出来，以便操作的柜体上的部件。\n[0075] 某站所下不同电压等级的柜体(以35kV为例)为例，介绍对于仿真柜体的简单操作：\n[0076] 选中界面左侧“模拟图形选择”中左边的“望城坡变电所”，选中顶部的“35kV柜体”，“练习模式”是默认的，会弹出望城坡变电所的35kV所有柜体，从左到右依次为35kV中的进线、整流、母联三种类型的柜体。鼠标滑过柜体会显示出该柜体的标题；双击某个柜体，会单独弹出该柜体；鼠标放到柜体区域内，滑动鼠标滚轮，会放大缩小该柜体。鼠标左键按住柜体不松手可以拖动柜体。再双击弹出的柜体，会还原到所有的柜体列表。\n[0077] 对于三种类型的仿真柜体，本发明对仿真柜体的各个器件进行了详细设计，使仿真柜体与真实柜体非常逼真。以下仅简单介绍各仿真柜体中的核心器件：\n[0078] (一)35kV仿真柜体\n[0079] 包括进线柜、整流柜、母联柜。\n[0080] 1、进线柜\n[0081] 进线柜包括：保护装置、保护压板、隔离接地开关、断路器开关及其操作方式、三工位报警复位按钮、隔离接地断路器位置指示灯。\n[0082] (a)保护装置\n[0083] 保护装置主要包括工作指示灯、故障信号灯。其中，当仿真操作时，某个器件出现故障时，相应的故障灯亮起，例如，总保护跳闸故障，则对应的故障灯亮起；故障解除后故障灯熄灭。\n[0084] (b)保护压板\n[0085] 保护压板包括两种类型：保护跳闸压板和差动跳闸压板；\n[0086] 学员只需要单击保护压板，即将保护压板投入。\n[0087] (c)三工位按钮、断路器按钮\n[0088] 在主界面，通过对三工位按钮或断路器按钮进行操作，即实现对断路器的仿真操作。\n[0089] (d)三工位及开关位置显示灯\n[0090] 用于分别显示三工位隔离、接地开关以及断路器的当前位置\n[0091] 2、整流柜\n[0092] 整流柜包括：保护装置、保护压板、多功能表、隔离接地开关、断路器开关及其操作方式、三工位报警复位按钮、隔离接地断路器位置指示灯。\n[0093] 3、母联柜\n[0094] 母联柜包括保护装置、无残压放电记录仪、三工位按钮、断路器按钮操作方式开关、三工位报警复位按钮、三工位及开关位置显示灯\n[0095] (二)1500V仿真柜体\n[0096] 包括馈线柜；馈线柜包括：\n[0097] 电流表：此电流表表示了馈线电流，从0开始一直到100，中间平均分了6份；针指位置表示当前的电流值。\n[0098] 保护装置：馈线柜的保护装置，包括了手车的位置、控制方式的位置、开关的位置、电流、电压、闭锁信号、保护跳闸信号、大电流脱扣信号、备用等。\n[0099] (三)400V仿真柜体\n[0100] 包括：进线/母联柜，进线/母联柜包括多功能表、温湿度控制器、分合闸按钮及其指示灯、控制方式、投入切除、断路器。\n[0101] 通过各类型仿真柜体，可进行故障模拟，例如，可以在某个开关上模拟故障，操作方法为：在要操作的开关上点击右键，选择故障模拟，即为对应开关出现故障。\n[0102] 此外，设备模拟模块还包括：\n[0103] 事件信息视图配置单元，用于记录并显示所述设备模拟模块的运行事件；包括：开关分合信息、挂摘牌信息、远方就地信息和故障信息；\n[0104] 实时曲线配置单元，用于记录并显示所述设备模拟模块运行中柜体遥测参数的实时变化曲线；\n[0105] 导航配置单元，用于配置当前进行模拟操作的站所对象。\n[0106] (3)考试测验模块\n[0107] 考试测验模块针对教师和学员两种角色人员，定义了不同的功能子模块。包括教师考试测验单元和学员考试测验单元；\n[0108] 所述教师考试测验单元的主要功能是管理，包括：\n[0109] 题库管理子单元，用于向题库中添加、修改、删除和查看题目；\n[0110] 试卷管理子单元，用于从所述题库中选择题目，进而生成试卷；还用于：对所生成的试卷进行修改、删除和查看操作；\n[0111] 考试管理子单元，用于将所述试卷管理子单元所生成的试卷和班级绑定，进而得到该班级的考试信息；\n[0112] 成绩管理子单元，用于查看所有学员参加过的考试的成绩；\n[0113] 所述学员考试测验单元主要功能是考试，当学员登录教学系统后，可查看与自己相关的考试并进入考试测验，当赏在线答题并提交试卷后，即完成考试；后续可根据条件查询自己已完成的考试的成绩。\n[0114] (4)系统设置模块\n[0115] 系统设置模块针对教师和学员两种角色人员，定义了不同的功能子模块。包括教师系统设置单元和学员系统设置单元；\n[0116] 所述教师系统设置单元主要功能是管理，为具有教师角色的账户才享有的设置单元，包括：\n[0117] 班级管理子单元，用于增加、修改、删除、和查看班级信息；\n[0118] 学员管理子单元：用于增加、修改、删除、和查看班级下的学员；\n[0119] 个人信息设置子单元，用于设置个人密码以及修改所设置的个人密码；\n[0120] 所述学员系统设置单元主要功能是查看和密码修改，为具有学员角色的账户才享有的设置单元，包括：\n[0121] 查看子单元，用于查看个人信息；\n[0122] 密码修改子单元，用于修改已设置的个人密码；\n[0123] 所述学员机管理模块，用于教师机查看当前学员机的基本信息及当前状态、查看登录学员的基本信息以及控制学员机屏幕锁定和实物连接。\n[0124] (5)学员机管理模块\n[0125] 学员机管理模块，用于教师机查看当前学员机的基本信息及当前状态、查看登录学员的基本信息以及控制学员机屏幕锁定和实物连接。\n[0126] 本发明还提供地铁多媒体教学方法，包括以下步骤：\n[0127] S1，教师机和多个学员机之间组成局域教学网；其中，局域教学网的组建过程参考图2；\n[0128] 步骤为：\n[0129] S1.1，教师角色通过向系统输入正确的用户名和密码后，成功登录到教学系统；\n[0130] S1.2，教师角色建立初始的空班级，并向所述空班级中增加已注册的学员角色；\n[0131] 具体的，学员角色向教学系统注册成功后，该学员角色默认为不启用状态，需要经过教师机审核并启用该用户后，该学员才可登录教学系统。\n[0132] S1.3，当各个学员角色使用学员机登录到教学系统后，教师机和各个学员机之间即形成局域教学网；\n[0133] S2，所述教师机可控制各个学员机的运行状态，包括：控制各个学员机的屏幕锁定，以及，控制某个学员机是否具有实物连接权限；在同一时刻，最多只允许一个学员机具有实物连接权限；\n[0134] S3，当某个学员机获得实物连接权限时，所述学员机的教学系统与某站所的实物连接，在所有学员机上，该站所的主接线图和仿真柜体按照实物的变化而进行同步变化；\n[0135] 此外，每个所述学员机的仿真柜体操作具有练习模式和联机模式；初始时，默认为练习模式；\n[0136] 在练习模式下，该学员机进行练习仿真，所练习的主接线图和仿真柜体的操作均为本地操作，不会对其他学员机产生影响；\n[0137] 在联机模式下，所有联机的学员机的数据为同步的，包括主接线图、仿真柜体和实物柜体；在联机模式下，如果某个学员需要操作主接线图、仿真柜体或实物柜体，均需经过教师机的许可，如果学员机获得了教师机的许可，即可对主接线图、仿真柜体或实物柜体进行操作，操作之后，只要处于联机模式下的学员机均可以看到该操作的变化。\n[0138] 由此可见。本发明提供的地铁多媒体教学系统，具有以下优点：\n[0139] 可有效培训从事供电系统人员技术操作技能和供电设备维护人员故障判断能力。\n通过教学、仿真软件的培训，使从事供电系统人员短期内了解城轨所使用的变电设备的结构、原理和维护方法，同时能够掌握日常正常操作和常见异常状态下的处理操作流程，使供电设备维护人员掌握变电所设备的操作流程和异常设备的处理方法。\n[0140] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。