大型搗固機械仿真平臺建設

【摘 要】大型養路機械也叫大型搗固機械，簡稱搗固車。根據搗固車的原理，我們設計建設大型搗固機械仿真平臺。本文主要介紹了仿真平臺建設的過程，此仿真平臺主要用于多媒體教學，方便學生直觀地學習大型搗固機械的操作、系統和工作原理，熟悉技術參數，掌握故障診斷和排除的技能，提高教學質量。

【關鍵詞】大型搗固機械 仿真平臺 多媒體教學

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）26-0097-01

大型搗固主要用于鐵路新建和維修。為了更加形象地讓學生了解大型搗固機械的工作原理，我們設計了大型搗固機械仿真平臺。

此教學仿真平臺主要是在吸取以往多媒體教學中的不足和缺陷的基礎上，利用現代計算機網絡技術和模擬技術相結合的方式來開發的，科技含量高，具有實用性、直觀性的特點，方便了師生，提高了現代化教學水平。

一 構建仿真平臺系統

為了讓學生更加詳細地了解此設備和開展工作，我們按照大型養路機械的系統原理和多媒體教學技術來設計仿真平臺。在早期的大型搗固機械的仿真平臺模擬中，由于技術的缺乏及環境的限制，設計存在缺陷，經過綜合考慮為了達到更好的教學目的，仿真平臺的系統構建分為硬件和軟件兩大部分。硬件部分有控制操作、信號收集、信號轉換、顯示結果四大部分。軟件部分主要用于教學，包括文本內容靜態和操作流程動態的顯示。

二 系統功能

1.硬件功能

第一，控制操作。控制操作主要由以下五部分組成：端子柜、操縱臺、電源柜、控制臺、模擬臺，主要用于模擬操作臺，模擬真實操作。各個操作柜都安裝了大型搗固車械設備，都是可見的實物，保證安裝和真實搗固裝置一致。當老師教學時，可以直觀地給學生講解操作步驟和流程。為了真實再現搗固裝備，還配置了總電源控制和模擬信號功能，通過控制電源來顯示信號燈，能直觀地看到當時電器的狀態。

第二，信號收集。信號收集的核心配置是信號采集柜，主要是通過信號采集柜來采集操作控制的輸入信號。原理是將操作控制的高電壓轉換成可識別的低壓信號，采集各電器接點或線圈的電壓變化，從而來檢測操作控制的狀態。

第三，信號轉換。信號轉換主要由PC機來完成，就是把信號采集柜采集的信息輸入到PC機，由PC機來處理完成，結果通過相應線路顏色變化來顯示。假如某一個電器設備狀態發生變化，可以明顯地看出電路圖也相應變化。也可以實現對電路圖放大、縮小、翻頁等功能。

第四，顯示結果。由投影儀、視頻展臺、電動銀幕、音頻系統等來完成結果顯示。由PC機處理的結果連接上投影儀，然后顯示到視頻展臺、電動銀幕、音頻系統等。

2.軟件功能

軟件部分主要指的是教學方式，分為靜態和動態教學方式。靜態教學指的是把搗固機械的線圖或教程內容通過課件或者視頻的方式顯示出來。動態教學指的是通過仿真平臺真實地顯示搗固機械的接點電位變化狀況及監測設備的變化狀態等。

3.系統測試

搭建完成硬件和軟件設備以后，為方便教學和遠程教學，需對系統進行測試，查看每個硬件設備是否完好以及能否正確地完成操作，測試軟件設備是否更加清晰及操作流暢等。系統測試時，主要是檢測教師端和學生端的PC機是否存在問題，動畫是否及時、準時地顯示教學內容等。

三 仿真平臺的教學特點

1.教學結合

仿真平臺使用動態和靜態教學方式相結合，多媒體教學一般講的是文本內容和圖像及視頻相結合，使教學更加形象和直觀。仿真平臺充分利用計算機的信息化空間及可控性和交互性等特點，讓教學內容以多種方式顯示出來。這種大型機械仿真平臺，能真實模擬實物的各方面功能。通過對模擬平臺的操作動態地顯示操作的各個步驟和流程，使學員清楚和明了地看到與真實機械一致的操作動作。

2.教學多樣化

使用仿真平臺使教學更加多樣化和形象化：硬件顯示的是操作流程，有了軟件的支持，按照實物機械的操作，就能通過系統顯示出來；系統將搗固車械按照裝置組成分為白色，有電為紅色，把開關的合閉等設定為標志符號，詳細及形象地向學生講解和展現原理圖；每個零件的位置、用途、操作方式等通過仿真平臺形象地顯示到屏幕上，而且圖像或視頻可以放大或縮小，以便仔細地觀看。

學生既可以通過仿真平臺形象地判斷故障位置及排除故障，也可以通過屏幕多方位地觀看故障點。隨著科技的發展，我們還可以更加方便地更新系統或增添新的功能。

四 總結

大型搗固車械仿真平臺的建設為教學和設計提供了一個基礎平臺，形象地完成了搗固機械的工作過程，并且虛擬動態顯示，可以直觀地進行三維視圖分析，進一步滿足了教學中的使用要求。

參考文獻

[1]韓志青.搗固裝置的振動分析[J].鐵道建筑，2001（4）：19～21

〔責任編輯：龐遠燕〕