鐵路機(jī)車監(jiān)控記錄裝置多媒體模擬設(shè)備的開發(fā)

■ 武新杰

武新杰：齊齊哈爾技師學(xué)院基礎(chǔ)部，高級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，黑龍江 齊齊哈爾，161002

1 概述

LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)控裝置）是鐵路行車安全裝置，是乘務(wù)人員安全行車的重要保障，但自安裝監(jiān)控記錄裝置以來(lái)，由于乘務(wù)人員對(duì)新知識(shí)掌握不透徹，對(duì)設(shè)備操作不熟練，經(jīng)常出現(xiàn)排風(fēng)現(xiàn)象，直接影響行車安全，造成重大損失。通過現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)鐵路院校調(diào)研發(fā)現(xiàn)，監(jiān)控錄裝置教學(xué)只是停留在利用黑板結(jié)合圖片進(jìn)行講述，而目前現(xiàn)場(chǎng)乘務(wù)人員老齡化較高，院校的學(xué)生對(duì)監(jiān)控記錄裝置還很陌生，掌握新知識(shí)有一定的難度，實(shí)際操作只能上車演練，機(jī)車空間小，培訓(xùn)人員多，每個(gè)人的操作頻率很低，很難熟練掌握實(shí)際操作。購(gòu)置實(shí)物外加發(fā)碼設(shè)備測(cè)試儀近20萬(wàn)元，而監(jiān)控顯示器只有10英寸屏幕，無(wú)論理論教學(xué)還是實(shí)際操作都很難保證教學(xué)質(zhì)量，更重要的是監(jiān)控裝置的運(yùn)行模式不斷更改、不斷升級(jí)更新，如果培訓(xùn)學(xué)校不能及時(shí)和鐵路機(jī)務(wù)部門、電務(wù)部門很好合作，很難及時(shí)更新升級(jí)。為了提高現(xiàn)場(chǎng)人員培訓(xùn)質(zhì)量及校內(nèi)學(xué)生的動(dòng)手能力，開發(fā)研制了LKJ2000型列車監(jiān)控記錄裝置的多媒體，該多媒體模擬項(xiàng)目包括多媒體課件、模擬軟件、模擬操縱臺(tái)3部分。

2 監(jiān)控裝置模擬設(shè)備

首先制作研制方案，明確研制思路。方案定位于模擬操縱演示的單機(jī)版兼容裝機(jī)版的操縱臺(tái)。研制思路是利用操縱臺(tái)的外設(shè)按鍵發(fā)出輸入指令，控制工控主板的可編程控制器系統(tǒng)（PLC），計(jì)算機(jī)安裝的程序軟件檢索PLC的輸出指令，檢索到指令后將對(duì)應(yīng)指令信息顯示在顯示器的界面上，完成按鍵操作的對(duì)應(yīng)顯示內(nèi)容和操作。模擬操縱臺(tái)的組成包括軟件程序系統(tǒng)、工控主板系統(tǒng)、硬件控制系統(tǒng)。軟件程序使用的編寫語(yǔ)言、多媒體課件制作及效果、工控主板及操縱臺(tái)外形設(shè)計(jì)、按鍵分組等內(nèi)容需要論證和反復(fù)推敲。

2.1 利用VB 6.0編寫軟件程序

利用VB 6.0編寫語(yǔ)言程序可以滿足界面顯示、顏色顯示、動(dòng)態(tài)運(yùn)行、操作等要求，以及工控主板、外設(shè)設(shè)備指令的識(shí)別和調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)信息。

首先在編寫程序時(shí)可以根據(jù)不同模塊、不同窗體編寫相對(duì)獨(dú)立的程序，防止程序過大過長(zhǎng)難于編譯輸出，這樣利于調(diào)試語(yǔ)句。圖1為程序編寫窗口。VB6.0程序編譯出的顯示器界面見圖2。

二是引用或添加控件方便，可隨意添加上百個(gè)控件供使用。支持Flash的生成文件SWF格式及AVI、MPG等多種媒體播放格式，并通過程序可控制聲音的播放及音量的大小。通過60多種可插入對(duì)象，可以方便編輯Flash文檔、演示文稿、Word文檔、圖片、圖表、工作表等，軟件還支持錄音音效處理。

三是VB 6.0 的Timer時(shí)鐘控件、Image控件、TestBox控件、Label控件、PictureBox控件運(yùn)用方便，無(wú)論是時(shí)間延時(shí)控制還是文本輸入、圖片導(dǎo)入、背景設(shè)計(jì)等操作變得簡(jiǎn)單容易。特別是這些控件的鼠標(biāo)控制既有單擊事件、雙擊事件、鼠標(biāo)按下事件、鼠標(biāo)抬起事件、鼠標(biāo)滑過事件，這些功能滿足軟件及教學(xué)課件制作的功能要求。

圖1 VB6.0編寫程序窗口

圖2 程序編譯的界面

四是VB6.0數(shù)據(jù)庫(kù)的外掛功能比較強(qiáng)大，利用外掛Access數(shù)據(jù)庫(kù)將部分地面的線路數(shù)據(jù)、縱斷面數(shù)據(jù)、站間數(shù)據(jù)等信息有效輸入并隨時(shí)調(diào)用，為軟件程序服務(wù)。

2.2 工控主板的控制

工控主板采用PLC完成指令的輸入和輸出，當(dāng)工控主板接收到兩組按鍵（見圖3）的其中任何一個(gè)信息指令后，對(duì)應(yīng)相關(guān)的插板（見圖4）將相關(guān)指令編譯后輸出對(duì)應(yīng)指令信息，軟件程序系統(tǒng)檢索到輸出的指令后，便做出一個(gè)對(duì)應(yīng)的顯示信息，從而完成按鍵的功能要求，同時(shí)在顯示器上看到按鍵操作后的顯示結(jié)果。

2.3 操縱臺(tái)的硬件控制系統(tǒng)從操作的角度考慮

硬件控制系統(tǒng)分為兩部分，一是主機(jī)和顯示器，二是操縱臺(tái)外殼見圖5，操縱臺(tái)的外殼設(shè)計(jì)從操作者站立的角度、高度、操作方便等方面考慮，設(shè)計(jì)時(shí)將操縱臺(tái)的尺寸及外形形狀與ATM銀行取款機(jī)類似，顯示器選用15英寸三星顯示器作為監(jiān)控裝置顯示界面，為便于操作者觀察界面，顯示器的安裝成傾斜角度接近45°角并鑲嵌到操縱臺(tái)上，功能按鍵位于顯示器下方，色燈行車指令的輔助按鍵位于顯示器右側(cè)，音箱安裝在操縱臺(tái)兩側(cè)，主機(jī)安裝在操縱臺(tái)內(nèi)部，工控主板安裝在主機(jī)和顯示器之間的托架上并進(jìn)行緊固，操縱臺(tái)外觀見圖6。

圖3 兩組按鍵

圖4 部分插板

圖5 操縱臺(tái)外殼

圖6 操縱臺(tái)整體外形

3 監(jiān)控裝置模擬操縱臺(tái)

模擬操縱臺(tái)是監(jiān)控裝置的主機(jī)、顯示器及測(cè)試儀的集合版，完全代替實(shí)物的模擬演示操作，對(duì)于實(shí)物的出入庫(kù)、調(diào)車、參數(shù)輸入、查詢操作、庫(kù)內(nèi)實(shí)驗(yàn)、開車對(duì)標(biāo)、正常行車操作、非正常行車操作都能進(jìn)行模擬操作。近幾年，監(jiān)控裝置經(jīng)過幾次模式的更改和升級(jí)，具有隨時(shí)根據(jù)更改內(nèi)容進(jìn)行升級(jí)調(diào)整，及時(shí)利用程序補(bǔ)丁形式進(jìn)行安裝升級(jí)，易于操作等功能。

監(jiān)控裝置實(shí)物必須結(jié)合測(cè)試儀使用，且界面較小，價(jià)格較高很難普及。而監(jiān)控裝置多媒體模擬裝置是獨(dú)立的操縱臺(tái)，軟件和硬件有機(jī)結(jié)合，升級(jí)方便，能夠完全模擬相關(guān)操作，還可以附掛監(jiān)控裝置多媒體教程，根據(jù)教程引導(dǎo)進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生可自主學(xué)習(xí)，做到邊學(xué)邊操作。見圖7、圖8。

圖7 多媒體課件

圖8 菜單選擇界面

模擬教學(xué)體現(xiàn)實(shí)用性、價(jià)值性、直觀性。根據(jù)企業(yè)用人單位的要求進(jìn)行模擬操作，利用程序語(yǔ)言進(jìn)行編程，滿足實(shí)際需求，防止設(shè)備老化、知識(shí)淘汰、過時(shí)的憂慮；企業(yè)與學(xué)校相結(jié)合制定人才培養(yǎng)方案與質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；教學(xué)過程是理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合；學(xué)生的角色是與企業(yè)員工的角色相結(jié)合；學(xué)習(xí)的內(nèi)容是與職業(yè)崗位的內(nèi)容相結(jié)合。多媒體課件和模擬設(shè)備教學(xué)，使教育環(huán)境與資源、理論與實(shí)踐、教與學(xué)有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的實(shí)效性，使學(xué)生獲得實(shí)踐技能和適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境、解決實(shí)際問題的能力，達(dá)到學(xué)生就業(yè)和企業(yè)用人需求的無(wú)縫對(duì)接。使學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容更加符合企業(yè)需求，為企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才，實(shí)現(xiàn)學(xué)校自身價(jià)值，增強(qiáng)社會(huì)的影響力，達(dá)到企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生3方共贏的局面。