基于文本流的铁路联锁试验演练系统的制作方法

本发明涉及铁路电务仿真培训领域，具体涉及一种基于文本流的铁路联锁试验演练系统。

背景技术：

计算机联锁系统是保障铁路安全的重要设备，是实现高效运输的重要控制系统。在联锁试验方面，目前主要是各个铁路运营单位独立完成的，并统一参考铁运[2010]149号《铁路信号联锁试验暂行办法》相关标准，适用于信号设计、施工、制造、运用维护中的联锁试验工作。在实际具体执行过程中，各铁路运营单位会结合自身情况，制定特有的联锁试验内容。同时，该联锁试验内容采用人工编辑方法进行，测试案例一般由富有经验的联锁工程师设计生成。

联锁试验将直接关系到运行安全，所以对联锁工程师的技能要求极其严格。在联锁工程师培训方面，各个铁路运营单位都有相应的培训和考核制度。从铁路总公司到各个铁路局对联锁工程师队伍的建设和培训都十分重视，但是国内还没有形成统一的行业标准，培训技术条件还没有确定，市场上还没有专门用于联锁工程师培训的综合性管理系统，相关研究也处于刚刚起步阶段。

传统技术存在以下技术问题：

传统的联锁试验采用手工方法进行，对联锁工程师进行的岗前培训和日常实训存在过程复杂，费时费力，模式单一，操作不能针对上岗车站进行培训等问题，无法确保被测联锁系统的高安全性和高可靠性。本发明有效解决了联锁工程师缺少实训练习工具的难题，对大幅提高测试人员的培训效果以及联锁安全具有非常重要的现实意义，同时也为电务部门对联锁工程师开展客观性考核和持证上岗提供了有效支持。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于文本流的铁路联锁试验演练系统，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明，能够通过站场定制，数据配置，文本流程，按照特定联锁逻辑进行电务联锁工程师的职业化培训，针对性强，使用范围广。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于文本流的铁路联锁试验演练系统，包括：

联合演练版、集中培训版两种模式，可根据实际需求，灵活配置；

所述联合演练版包括多个模块，具体含：联锁仿真软件模块、室内信号设备模拟软件模块、室外信号设备模拟模块、联锁测试表格仿真模块、教师机、信息管理平台；各模块之间通过信息管理平台实现以太网连接；

所述联合演练版需根据具体现场应用情况，针对性设置，每套内部硬件保持一致，由四台电脑、一台服务器和一台平板电脑组成，可同时实现五人培训；现场可以根据每组学员数量，配置n套，其数量n最大为50；

所述集中培训版包括多个模块，具体含：学员机模块、信息管理平台；通过信息管理平台与各个学员机进行通信；

所述集中培训版由一台信息管理平台、n个学员机组成，实际需根据具体现场应用情况灵活配置；每组支持学员机数量n最大为50；

所述铁路电务联锁工程师在所述联合演练版上进行学习和实训。职工学习内容包括计算机联锁系统的各种操作和常见故障处理；系统通过对文字讲解和同步站场演示，进行概念知识的分类讲解，侧重点是“手把手”、“一步一步”用示例演示的办法教会用户具体的操作方法、操作流程和操作原理。

在其中一个实施例中，联合演练版需根据具体现场应用情况，针对性设置，每个套内部硬件保持一致，由四台电脑、一台服务器和一台平板电脑组成，可同时实现五人培训。

在其中一个实施例中，上述信息管理平台实现对学员机的统一管理，可实时监控学员机的登陆情况，无论学员当前处于培训模式还是考试模式，同时通过信息管理平台向指定的或批量的学员机下发考试试题和其他信息；信息管理平台根据收到所述学员机上传的学员状态信息来进行信息显示和管控；学员机模块主要用于各个职工的独立学习，并可将学习和考核情况上传至教师机；信息管理平台实现了以上各个模块之间的快速通信。

在其中一个实施例中，上述联合演练版和集中培训版两套解决方法，均基于文本流的方式，实现联锁试验的全过程模块，都能够实现对联锁工程师的培训，主要是与用户需求和培训侧重点有所区别。联合演练版包含车站室内外的设备模块功能、故障应急处理等内容，更加倾向于车间一线的日常培训；集中培训版只包括联锁关系的内容，通过信息管理平台能够现实现统一化管理和考核，重点是方便独立培训和专业技术能力的考核。

在其中一个实施例中，所述信息管理平台和各模块之间的通信都是通过以太网通信设备进行物理连接的，所述各种控制信息、状态信息都是通过该链路进行数据传递的。所述控制信息具体包括：考试信息、监控信息、管理信息和故障设置信息等；所述状态信息内容包括：终端状态、学习状态、考核状态、管理信息和学员信息等。

在其中一个实施例中，上述仿真功能模块包括：仿真联锁界面操作方式、联锁逻辑，实现信号设备常见故障设置和联锁逻辑缺陷设置，集成所有联锁测试表格，实现自动填写和填写采集，能够将标准站联锁表导入系统，方便快速查询联锁表中某条进路等。仿真界面严格按照《车站计算机联锁操作显示技术规范》(tj/dw188-2016)进行设计，100％涵盖《铁路车站计算机联锁技术条件》(tb/t3027-2015)内容。

在其中一个实施例中，上述培训功能模块包括：屏幕显示及按钮设置培训、操作办理培训、基本联锁关系试验培训、信号机和轨道电路联锁关系试验培训、内锁道岔转换设备联锁关系试验培训、外锁道岔转换设备联锁关系试验培训和轨道电路联锁关系等功能。主要针对铁路基本联锁试验表格测试内容，通过文字讲解、示例演示和语音播放方式对测试表格中每一项测试表格内容进行培训，针对不同的试验内容，通过不同场景下的示例讲解多种测试方法。其联锁试验培训内容和流程，可通过标准格式导入，实现自由编辑配置。

在其中一个实施例中，上述实训功能模块包括：基本操作实训、基本联锁关系试验实训、信号机和轨道电路联锁关系试验实训、内锁道岔转换设备联锁关系试验实训、外锁道岔转换设备联锁关系试验实训和轨道电路联锁关系实训等内容。主要针对培训内容实现自我练习和测试，实训的结果不会计入个人的成绩中；用户可以自主选择相应的实训内容，完成自我测试，并且实训过程中，用户可以边学边练，边练边考，更好掌握综合实训内容。

在其中一个实施例中，上述考试功能模块包括：采用设置多种操作试题，一套试题中可以包含若干道联锁试验试题和若干道操作试题组成，考试试题可以通过编写配置的.txt文件提交上传至服务器中，用户可以通过信息管理平台向相应的学员机下发考试试题，考试结果直接提交至服务器中保存。考试界面和实训界面保持一致，增加考试计时；考试模式下取消提示、查看等功能，用户完成操作后直接提交。软件提供详细的考试成绩单记录，用户完成考试获取成绩的过程中也可以查看详细的操作记录。

在其中一个实施例中，上述信息管理模块包括：终端监控、成绩分析、成绩查询和学员维护。信息管理模块通过各个子功能的实现，提供了一个综合管理手段。所述终端监控主要实现对所有电脑终端进行监控，可实时查询登录信息；所述成绩分析主要对学员考试成绩能够实现考试成绩分析。系统能够对整体学员情况进行自动分类统计，优化实训过程，方便管理，实现精准实训；所述成绩查询是指管理员可以查询所有学员的考试成绩；所述学员维护主要完成日常管理工作，管理员可以自由分配学员账号、修改学员密码、修改学员信息，同时学员维护信息可以根据实际情况，进行分组管理和批量处理等操作。

本发明的有益效果：

本发明能有效解决现场联锁试验不能反复演练、实训工作不好开展的难题；可突破培训工作中时间、空间、人员数量的限制，提高培训效率，显著节约培训成本。相比于传统的课堂教学、师傅带徒弟的方式，直观性好，使学生身临其境，便于理解和掌握。该系统能够提高联锁队伍的管理及实作能力，为联锁人员的教育培训及日常实践提供操作、培训、考核平台，确保岗前培训、岗中考核，持证上岗。

其中，(1)该发明通过计算机仿真技术，实现实景化模拟，解决联锁试验缺乏实训工具的难题。本发明采用边学边练方法，通过虚拟演练，使学员从“零基础”到“掌握”再到“融会贯通”的培训效果。

其中，(2)该发明采用文本流的方式，可自由编辑流程，让学员认识整个联锁条件的表现形式，在日常培训时可以测试学员是否能够准确的掌握试验内容，能够更准确的验证联锁工程师的技术水平。

其中，(3)该发明采用数据分析功能，针对培训过程中的数据建立分析库，对每个学员在每次培训过程中学习的时间和知识点、练习的时间和知识点、考试的知识点以及考试成绩的进行记录，对这些过程及结果进行概率统计和分析，给出每个学员的成绩分析结果，同时也给出每次培训的效果分析，能够自动判断学员的知识缺陷和培训的薄弱环节，对每个学员下一个周期的培训均给出不同的建议方案，实现学员“精准培训”的目的。

附图说明

图1是本发明基于文本流的铁路联锁试验演练系统的原理框架图。

图2是本发明基于文本流的铁路联锁试验演练系统的功能示意图。

图3是本发明基于文本流的铁路联锁试验演练系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本实施例中公开了一种基于文本流的铁路联锁试验演练系统及其方法，具体包括联合演练版(图1-①)和集中培训版(图1-⑧)两种方式。上述信息管理平台(图1-②)、教师机模块(图1-③)、联锁仿真软件模块(图1-④)、联锁测试表格仿真模块(图1-⑤)、室内信号设备模拟软件模块(图1-⑥)、室外信号设备模拟模块(图1-⑦)和学员机模块(图1-⑨)上均设有“人机界面”分别实现与职工和管理人员进行信息交互；所述联合演练版和学员机模块可为多套，根据实际情况灵活配置；上述联合演练版(图1-①)和集中培训版(图1-⑧)可以采用常用的工业控制计算机或通用台式电脑，上面运行专门的软件，系统通过事先约定好的通信协议通过信息管理平台(图1-②)进行数据交换。

参照图2所示，本实施例中公开了本发明的软件功能模块，具体包括：

仿真功能模块(图2-①)、培训功能模块(图2-②)、实训功能模块(图2-③)、考试功能模块(图2-④)和信息管理模块(图2-⑤)。上述信息管理模块又包括终端监控(图2-⑥)、成绩分析(图2-⑦)、成绩查询(图2-⑧)和学员维护(图2-⑨)四个部分。

参照图3所示，本实施例中公开了本发明的基于文本流的联锁试验培训的工作流程图，具体包括：基础培训、文本流导入或导出(人员可灵活配置)、培训内容、实训内容(含数据库)、仿真演练(含标准化流程处理)、考核内容(含培训分析)和综合管理(便于人员查询)等。上述流程描述了铁路联锁工程师整个培训过程，以及各个节点的重点内容。上述文本流是可以根据用户需求进行定制化编辑，灵活配置，实现针对性流程培训。

上述实训方案和设备数量需要根据实际铁路车站情况进行配置，其中联合演练版包含标准的4台电脑、1台服务器和1台平板电脑，可以根据学员数量选择n套，其数量n最大为50；其中集中培训版包含标准的1台信息管理平台和n套学员机，可根据学员数量选择，数量n最大为50。

上述联合演练版的功能：

进一步，联合演练版需根据具体现场应用情况，针对性设置，每个套内部硬件保持一致，由四台电脑、一台服务器和一台平板电脑组成，可同时实现五人培训；

进一步，系统包含联锁仿真软件模块、室内信号设备模拟软件模块、室外信号设备模拟模块、联锁测试表格仿真模块、教师机、信息管理平台；各模块之间通过信息管理平台实现以太网连接。

进一步，若学员数量为30人，上述系统可配置6套。

进一步，上述铁路电务联锁工程师在所述联合演练版上进行学习和实训。职工学习内容包括计算机联锁系统的各种操作和常见故障处理。系统通过对文字讲解和同步站场演示，进行概念知识的分类讲解，侧重点是“手把手”、“一步一步”用示例演示的办法教会用户具体的操作方法、操作流程和操作原理。

进一步，上述联锁系统逻辑符合标准《tb/t3027—2015计算机联锁技术条件》，联锁操作界面按照国铁主流厂家联锁系统的设计风格实现同站场多界面显示。

进一步，上述常见故障处理主要用于培训用户的突发状况的应急分辨能力。系统可以对指定设备进行各种类型的异常错误设置，设置了数据错误的设备在联锁逻辑运算过程中不进行检查，实现对基础联锁关系实验内容的培训。

进一步，上述联锁仿真软件模块包括联锁关系试验培训等功能，主要针对铁路(含高铁)基本联锁试验表格测试内容，通过文字讲解、示例演示和语音播放方式对测试表格中每一项测试表格内容进行培训，针对不同的试验内容，通过不同场景下的示例讲解多种测试方法；室内信号设备模拟软件模块用于模拟铁路车站室内内部的机械室设备的基本情况，可以通过故障处理控件进行常见故障的设置工作；室外信号设备模拟模块用于模拟铁路车站室外外部的轨旁设备的基本情况，可以通过故障处理控件进行常见故障的设置工作；联锁测试表格仿真模块用于设置标准车站联锁试验表格测试内容，可以设置每一项测试内容；信息管理平台实现了以上各个模块之间的快速通信。

上述集中培训版的功能：

进一步，系统包括多个模块：学员机模块、信息管理平台；通过信息管理平台与各个学员机进行通信。

进一步，上述集中培训版由一台信息管理平台、n个学员机组成。若学员数量为30人，则学员机数量为30。

进一步，上述铁路电务联锁工程师在所述集中培训版上进行学习和实训。职工可以在上述系统中学习内容联锁测试的各种基本操作。

进一步，上述联锁系统逻辑符合标准《tb/t3027—2015计算机联锁技术条件》，联锁操作界面按照国铁主流厂家联锁系统的设计风格实现同站场多界面显示。

进一步，上述基本操作针对一线联锁工程师的工作内容，能够实现对基础联锁关系实验内容的培训和考核。

进一步，上述信息管理平台实现对学员机的统一管理，可实时监控学员机的登陆情况，无论学员当前处于培训模式还是考试模式，同时通过信息管理平台向指定的或批量的学员机下发考试试题和其他信息；信息管理平台根据收到所述学员机上传的学员状态信息来进行信息显示和管控；学员机模块主要用于各个职工的独立学习，并可将学习和考核情况上传至教师机；信息管理平台实现了以上各个模块之间的快速通信。

进一步，所述信息管理平台和学员机之间的通信都是通过以太网通信设备进行物理连接的，所述各种控制信息、状态信息都是通过该链路进行数据传递的。所述控制信息具体包括：考试信息、监控信息、管理信息和故障设置信息等；所述状态信息内容包括：终端状态、学习状态、考核状态、管理信息和学员信息等。

进一步，上述联合演练版和集中培训版两套解决方法，均基于文本流的方式，实现联锁试验的全过程模块，都能够实现对联锁工程师的培训，主要是与用户需求和培训侧重点有所区别。联合演练版包含车站室内外的设备模块功能、故障应急处理等内容，更加倾向于车间一线的日常培训；集中培训版只包括联锁关系的内容，通过信息管理平台能够现实现统一化管理和考核，重点是方便独立培训和专业技术能力的考核。

所述联合演练版和集中培训版两套解决方法都包含仿真功能模块、培训功能模块、实训功能模块、考试功能模块和信息管理模块。

上述仿真功能模块包括：仿真联锁界面操作方式、联锁逻辑，实现信号设备常见故障设置和联锁逻辑缺陷设置，集成所有联锁测试表格，实现自动填写和填写采集，能够将标准站联锁表导入系统，方便快速查询联锁表中某条进路等。仿真界面严格按照《车站计算机联锁操作显示技术规范》(tj/dw188-2016)进行设计，100％涵盖《铁路车站计算机联锁技术条件》(tb/t3027-2015)内容。

上述培训功能模块包括：屏幕显示及按钮设置培训、操作办理培训、基本联锁关系试验培训、信号机和轨道电路联锁关系试验培训、内锁道岔转换设备联锁关系试验培训、外锁道岔转换设备联锁关系试验培训和轨道电路联锁关系等功能。主要针对铁路基本联锁试验表格测试内容，通过文字讲解、示例演示和语音播放方式对测试表格中每一项测试表格内容进行培训，针对不同的试验内容，通过不同场景下的示例讲解多种测试方法。其联锁试验培训内容和流程，可通过标准格式导入，实现自由编辑配置。

上述实训功能模块包括：基本操作实训、基本联锁关系试验实训、信号机和轨道电路联锁关系试验实训、内锁道岔转换设备联锁关系试验实训、外锁道岔转换设备联锁关系试验实训和轨道电路联锁关系实训等内容。主要针对培训内容实现自我练习和测试，实训的结果不会计入个人的成绩中；用户可以自主选择相应的实训内容，完成自我测试，并且实训过程中，用户可以边学边练，边练边考，更好掌握综合实训内容。

上述考试功能模块包括：采用设置多种操作试题，一套试题中可以包含若干道联锁试验试题和若干道操作试题组成，考试试题可以通过编写配置的.txt文件提交上传至服务器中，用户可以通过信息管理平台向相应的学员机下发考试试题，考试结果直接提交至服务器中保存。考试界面和实训界面保持一致，增加考试计时；考试模式下取消提示、查看等功能，用户完成操作后直接提交。软件提供详细的考试成绩单记录，用户完成考试获取成绩的过程中也可以查看详细的操作记录。

上述信息管理模块包括：终端监控、成绩分析、成绩查询和学员维护。信息管理模块通过各个子功能的实现，提供了一个综合管理手段。所述终端监控主要实现对所有电脑终端进行监控，可实时查询登录信息；所述成绩分析主要对学员考试成绩能够实现考试成绩分析。系统能够对整体学员情况进行自动分类统计，优化实训过程，方便管理，实现精准实训。所述成绩查询是指管理员可以查询所有学员的考试成绩；所述学员维护主要完成日常管理工作，管理员可以自由分配学员账号、修改学员密码、修改学员信息，同时学员维护信息可以根据实际情况，进行分组管理和批量处理等操作。

本发明能有效解决现场联锁试验不能反复演练、实训工作不好开展的难题；可突破培训工作中时间、空间、人员数量的限制，提高培训效率，显著节约培训成本。相比于传统的课堂教学、师傅带徒弟的方式，直观性好，使学生身临其境，便于理解和掌握。该系统能够提高联锁队伍的管理及实作能力，为联锁人员的教育培训及日常实践提供操作、培训、考核平台，确保岗前培训、岗中考核，持证上岗。

其中，(1)该发明通过计算机仿真技术，实现实景化模拟，解决联锁试验缺乏实训工具的难题。本发明采用边学边练方法，通过虚拟演练，使学员从“零基础”到“掌握”再到“融会贯通”的培训效果。

其中，(2)该发明采用文本流的方式，可自由编辑流程，让学员认识整个联锁条件的表现形式，在日常培训时可以测试学员是否能够准确的掌握试验内容，能够更准确的验证联锁工程师的技术水平。

其中，(3)该发明采用数据分析功能，针对培训过程中的数据建立分析库，对每个学员在每次培训过程中学习的时间和知识点、练习的时间和知识点、考试的知识点以及考试成绩的进行记录，对这些过程及结果进行概率统计和分析，给出每个学员的成绩分析结果，同时也给出每次培训的效果分析，能够自动判断学员的知识缺陷和培训的薄弱环节，对每个学员下一个周期的培训均给出不同的建议方案，实现学员“精准培训”的目的。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。