一种模拟机教控台系统的制作方法

文档序号:11085702阅读:651来源:国知局
一种模拟机教控台系统的制造方法与工艺

本实用新型涉及核电设备领域,尤其涉及一种模拟机教控台系统。



背景技术:

全范围模拟机是核电厂的必备设施之一,而教控台系统就是模拟机的中枢神经系统。CPR1000全范围模拟机教控台系统作为模拟机教练员和监考人员的工作地点,其设计采用工业化标准设计,但仅仅是在功能上满足了用户要求,完全没有考虑人机工程设计,在人员的使用舒适性、操作便捷性、安全性及附属系统的空间利用率等方面均存在很大问题。

具体来说,模拟机教控台系统主要包括DCS多画面监控模块、音频监听模块以及教控桌模块。主控室内安装有多个操纵台,其划分为一回路操纵员站、二回路操纵员站、机组长工作站、安工及值长工作站。DCS多画面监控模块包括VGA视频分配放大器、VGA矩阵切换器和多个监控显示器;VGA视频分配放大器安装在操纵台的视频输出端,用于将操纵台的VGA信号输出至VGA矩阵切换器,并通过教控台中的监控显示器实时远程显示主控室内各个操纵台显示终端的内容,以便于教员分组监视学员各项操作,包括学员所使用的程序、调用的操作画面、控制的设备等。在CPR1000模拟机教控台系统中,DCS多画面监控模块的监控显示器人因工程学较差,其呈直屏两排,每排七块屏幕。其具有以下缺点:1)由于屏幕尺寸所限,教员距离屏幕1.5m以上就很难看清屏幕中的内容;但在教员距离屏幕1.5m以内时,人眼无法看清所有屏幕,教员为了看清楚所有屏幕就需要来回地走动。2)七个监控显示器中包含有触控显示器,其显示的信息量较少,浪费较多的资源,使用效能不高。3)每排七块屏幕均监控一个学员的使用情况,而屏幕中的鼠标光标太小且动作很快,人眼很难快速发现并追踪光标的移动,导致教员很容易丢失鼠标所在位置,无法清楚地查看学员的操作细节。4)监控显示器屏幕下方的柜体全是支撑底座,其内部中空仅有支撑钢梁,占用大量空间。

对于CPR1000模拟机教控台系统的音频监听模块,主控室配置八个微型有线麦克风(隐蔽安装于操纵台,位置选定需经学员同意);八个学员分别随身佩带无线领夹麦克风;主控室和教控台各布置一套功放扬声器。由于模拟机教控台系统位于学员的正后方,无法看清学员说话的嘴型,这样,教控台中的教员无法对说话的学员分辨出来;并且,每个人的音色音调不同,导致拾音效果不一致。

对于CPR1000模拟机教控台系统的教控桌模块,其存在桌面设计不合理,教员没有良好的腿部伸展空间;当键盘架收起时,教控桌模块桌面边缘至底部柜体只有30cm的距离,无法让教员感到舒适,不利于人员长期工作。同时,教控桌模块的集成性能不好,其各功能模块分散布置于桌面上,教员需要在多块屏幕之间不断走动以控制整体模拟机,增加了身体疲劳度和人因犯错的可能性。教控桌模块在制造时没有考虑到使用安全性,其钢架结构边角均是直角,且有尖锐突出物,常有边缘划伤教员的案例发生。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对CPR1000全范围模拟机教控台系统在人员的使用舒适性、操作便捷性、安全性及附属系统的空间利用率等方面均存在很大问题,提出了一种模拟机教控台系统。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是:

本实用新型提出了一种模拟机教控台系统,包括DCS多画面监控模块、音频监听模块以及教控桌模块;所述DCS多画面监控模块包括分别与模拟机主控室中操纵台的多个显示终端一一对应并分别与所述操纵台的多个视频输出端相连、用于分别接收并放大所述多个视频输出端所发出的视频信号的多个信号分配放大器,设置在教控台中并与所述多个显示终端对应的多个第一监控显示器,以及分别与所述多个信号分配放大器和所述多个第一监控显示器相连,用于将由所述信号分配放大器放大的视频信号发送给对应第一监控显示器并由该对应的第一监控显示器显示的矩阵切换器;所述多个第一监控显示器屏幕阵列排布;至少一组相邻两排或列的第一监控显示器屏幕排列成折线面状。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,对于所述DCS多画面监控模块,从左到右数,第二列第一监控显示器屏幕和第三列第一监控显示器屏幕构成150°;从下往上数,第一排第一监控显示器屏幕和第二排第一监控显示器屏幕构成170°。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述DCS多画面监控模块还包括与所述操纵台一一对应并分别与对应操纵台的所述多个显示终端以及KVM切换器电性连接的模拟机鼠标跟踪设备,分别与所述模拟机鼠标跟踪设备和所述矩阵切换器电性连接、用于实时接收所述模拟机鼠标跟踪设备所发送的鼠标所在显示终端的位置信息以及所述矩阵切换器所发送的显示终端与第一监控显示器的对应关系,并根据所述鼠标所在显示终端的位置信息与所述操纵台的所述多个显示终端的位置信息进行对比,从而实现对所述鼠标所在显示终端进行定位的模拟机监控系统视频录制服务器,与所述第一监控显示器一一对应的LED灯以及分别与所述模拟机监控系统视频录制服务器和多个LED灯电性连接的鼠标跟踪逻辑控制器;所述模拟机监控系统视频录制服务器还用于根据所述显示终端与所述第一监控显示器的对应关系,通过所述鼠标跟踪逻辑控制器控制与被定位的显示终端的位置信息相同的第一监控显示器对应的LED灯发光。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述DCS多画面监控模块还包括一个或多个画面拼接放大器设备,所述画面拼接放大器设备分别与两个所述信号分配放大器以及所述矩阵切换器电性连接,用于将由所述两个信号分配放大器所发送的视频信号进行拼接,并由同一第一监控显示器显示。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述音频监听模块包括与多个所述操纵台一一对应、分别对应设置在所述多个操纵台的多个监听麦克风模块,与所述监听麦克风模块一一对应且分别设置在所述教控台的不同角落、用于播放对应监听麦克风模块所采集的音频信号的多个扬声器。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述模拟机监控系统视频录制服务器还用于对所述操纵台的被定位的鼠标所在显示终端所显示的视频信号进行录制;所述模拟机监控系统视频录制服务器还与所述音频监听模块的所述监听麦克风模块电性连接,用于对所述监听麦克风模块所采集的音频信号进行录制。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述教控桌模块具有多个座位配置结构,所述座位配置结构上包括多个底柜以及设置在所述多个底柜顶面上的桌面;所述桌面向前伸出,以使所述桌面下方形成供教员腿部活动的空间;所述座位配置结构还包括放置在所述桌面上的多个办公显示器。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述座位配置结构的所述桌面呈半包围的环绕状,所述座位配置结构的所述多个办公显示器也呈半包围的环绕状。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,所述多个座位配置结构的桌面一体成型。

本实用新型上述的模拟机教控台系统中,还包括设置在所述教控台中且位于教控桌模块上方、用于对所述模拟机主控室进行监控的第二监控显示器。

本实用新型的模拟机教控台系统将DCS多画面监控模块中多个监控显示器设计成折线面状,增强了观察的便利性;将教控桌模块设计成环绕状,从而符合教员操作习惯,增强了教控桌模块的集成度;对于音频监听模块,设计多个扬声器,分别放在教控台的不同角落,分别对应多个操纵台的音频,从而提高声音的可识别度。本实用新型的模拟机教控台系统设计巧妙,实用性强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:

图1示出了本发明实施例的DCS多画面监控模块的部分功能模块示意图;

图2示出了图1所示的DCS多画面监控模块的示意图;

图3示出了图2所示的DCS多画面监控模块的右视图;

图4示出了图2所示的DCS多画面监控模块的俯视图;

图5示出了图1所示的DCS多画面监控模块的另一部分功能模块示意图;

图6示出了本发明实施例的教控桌模块的示意图;

图7示出了图6所示的教控桌模块的俯视图;

图8示出了图6所示的教控桌模块的使用状态参考图。

具体实施方式

本实用新型所要解决的技术问题是:CPR1000全范围模拟机教控台系统在人员的使用舒适性、操作便捷性、安全性及附属系统的空间利用率等方面均存在很大问题。本实用新型就该技术问题而提出的技术思路是:提高DCS多画面监控模块的监控显示器的数量,并将远端两列监控显示器设计成折线面状,最下方两排也设计成折线面状,采用画面拼接技术,提高教员监控观察的便利性,并用于控制DCS多画面监控模块的长度。将教控桌模块设计成环绕状,从而符合教员操作习惯,增强了教控桌模块的集成度;对于音频监听模块,设计多个扬声器,分别放在教控台的不同角落,分别对应多个操纵台的音频,从而提高声音的可识别度;将录播系统设计成可跟踪录制每个操纵台正在使用的显示终端,从而提高录像分析的可用性。

为了使本实用新型的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚,以便于本领域技术人员理解和实施本实用新型,下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

模拟机教控台系统包括DCS多画面监控模块、音频监听模块以及教控桌模块;如图1所示,图1示出了本发明实施例的DCS多画面监控模块的部分功能模块示意图;DCS多画面监控模块包括分别与模拟机主控室中操纵台的多个显示终端210一一对应并分别与操纵台的多个视频输出端相连、用于分别接收并放大多个视频输出端所发出的视频信号的多个信号分配放大器110,设置在教控台中并与多个显示终端210对应的多个第一监控显示器120,以及分别与多个信号分配放大器110和多个第一监控显示器120相连,用于将由信号分配放大器110放大的视频信号发送给对应第一监控显示器120并由该对应的第一监控显示器120显示的矩阵切换器130。多个第一监控显示器120屏幕阵列排布;至少一组相邻两排或列的第一监控显示器120屏幕排列成折线面状。

具体地,模拟机主控室具有多个操纵台;在本实施例中,操纵台有四个,分别为两个操纵员台、一个机组长台以及一个安工及值长工作站。每个操纵台包括有七台显示终端210,这样,模拟机主控室共有二十八台显示终端210。每台显示终端210分别配置有一信号分配放大器110。信号分配放大器110会将由操纵台发送给DCS多画面监控模块的视频信号进行放大处理。

优选地,如图2-图4所示,图2示出了图1所示的DCS多画面监控模块的示意图;图3示出了图2所示的DCS多画面监控模块的右视图;图4示出了图2所示的DCS多画面监控模块的俯视图。DCS多画面监控模块的第一监控显示器120具有十八个,该十八个第一监控显示器120阵列排列成三排,每排有六台第一监控显示器120。该十八个第一监控显示器120均设置在教控台的一侧面;从左到右数,第二列第一监控显示器120屏幕和第三列第一监控显示器120屏幕构成150°,以保证教员对最远处的显示器屏幕有良好视角。从下往上数,第一排第一监控显示器120屏幕和第二排第一监控显示器120屏幕构成170°,以保证教员在站立及坐下时对最下排显示器屏幕具有良好视角。在这里,150°和170°是基于大量人因工程试验得到。可以理解,第一监控显示器120数量以及屏幕之间所构成的角度并不限于此,可以根据实际需要确定。

在本实施例中,矩阵切换器130为三十二路输入二十四路输出的DVI数字混合矩阵切换器。可以保证显示终端210和第一监控显示器120的扩展需求;满足多路视频信号源的组合输出,满足实用性、扩展性、灵活性的要求。

二十八个信号分配放大器110输出的二十八路视频信号接入矩阵切换器130,矩阵切换器130会同时输出十八路DVI-D视频信号分辨率为1680×1050以及四路需要存储的DVI-D视频信号分辨率为1680×1050。其中,四路需要存储的DVI-D视频信号可以是二十八路DVI-D视频信号中的任意四路。教员可以通过软件任意选择这四路DVI-D视频信号,DVI-D编码器通过网络交换机在服务器上进行网络存储。

通过软硬件可实现对DVI矩阵进行分组和自由选择控制。教员通过操作软件界面,自由选择二十八路DVI-D视频信号中的任意十八路,在十八台第一监控显示器120上进行任意组合显示,从而达到监控的目的。选择录制的视频信号全部同时存储在磁盘阵列中,与音频监听模块共享网络音视频录播服务器。

进一步地,如图5所示,图5示出了图1所示的DCS多画面监控模块的另一部分功能模块示意图。DCS多画面监控模块还包括与操纵台一一对应并分别与对应操纵台的多个显示终端210以及KVM切换器220电性连接的模拟机鼠标跟踪设备140,分别与模拟机鼠标跟踪设备140和矩阵切换器130电性连接、用于实时接收模拟机鼠标跟踪设备140所发送的鼠标所在显示终端210的位置信息以及矩阵切换器130所发送的显示终端210与第一监控显示器120的对应关系,并根据鼠标所在显示终端210的位置信息与操纵台的多个显示终端210的位置信息进行对比,从而实现对鼠标所在显示终端210进行定位的模拟机监控系统视频录制服务器230,与第一监控显示器120一一对应的LED灯240以及分别与模拟机监控系统视频录制服务器230和多个LED灯240电性连接的鼠标跟踪逻辑控制器250;模拟机监控系统视频录制服务器230还用于根据显示终端210与第一监控显示器120的对应关系,通过鼠标跟踪逻辑控制器250控制与被定位的显示终端210的位置信息相同的第一监控显示器120对应的LED灯240发光。所述模拟机监控系统视频录制服务器通过所述鼠标跟踪逻辑控制器定位每个操纵台正在被使用的所述显示终端210,实时跟踪该显示终端,从而实现对学员所使用的显示终端进行实时画面切换录制。具体地,LED灯240分别设置在对应第一监控显示器120的下方,可以理解,根据设计需要,LED灯240还可以设置在对应第一监控显示器120的左侧、右侧或上方。进一步地,在本实施例中,与操纵台对应地,模拟机鼠标跟踪设备140对应设置有四个,该四个模拟机鼠标跟踪设备140通过同一交换机分别与模拟机监控系统视频录制服务器230和鼠标跟踪逻辑控制器250相连。每个模拟机鼠标跟踪设备140分别监控对应的操纵台的鼠标键盘信号。在这里,模拟机监控系统视频录制服务器230还用于对操纵台的被定位的鼠标所在显示终端210所显示的视频信号进行录制;优选地,在本实施例中,模拟机监控系统视频录制服务器230还与音频监听模块的监听麦克风模块电性连接,用于对监听麦克风模块所采集的音频信号进行录制。模拟机监控系统视频录制服务器230会将录制下来的音视频信号以文件形式存储在其硬盘上,这样,当调用该录制的音视频信号时,该录制的音视频信号可以连续流程的播放出来,这有助于教学授课。

该教学播放器会自动连接视频录制服务器,将教员在授课时录制的多个视频源的课件文件同时全部打开并通过点播放器显示出来,教员可根据课件录像内容来进行授课。

为了避免DCS多画面监控模块的一排显示器过多而导致教员难以观察远端显示器的情况,DCS多画面监控模块还包括一个或多个画面拼接放大器设备150,所述画面拼接放大器设备150分别与两个信号分配放大器110以及矩阵切换器130电性连接,用于将由两个信号分配放大器110所发送的视频信号进行拼接,并由同一第一监控显示器120显示。这样,主控室操纵台上的两个小屏幕画面可以无缩放地拼接成一个画面,并在距离教员最近的第一监控显示器上显示,从而保证DCS多画面监控模块的长度可控且不影响教员监控观察。具体地,在本实施例中,每个操纵台的七个显示终端210中有两个是触摸显示终端,其分辨率为800×600,该两个触摸显示终端的画面会通过拼接合并后输出到DCS多画面监控模块的同一第一监控显示器120上,两个触摸显示终端的画面会在该第一监控显示器120的屏幕上左右均分,垂直及水平方向上都居中;该第一监控显示器120上的图像没有信号衰减、文字重影或图像发虚等现象,没有各种干扰纹及屏幕水波纹等现象。

音频监听模块包括与多个操纵台一一对应、分别对应设置在多个操纵台的多个监听麦克风模块,与监听麦克风模块一一对应且分别设置在教控台的不同角落、用于播放对应监听麦克风模块所采集的音频信号的多个扬声器。在本实施例中,每个监听麦克风模块包括二个有线麦克风和二个无线麦克风;由于操纵台有四个,每个操纵台会由两个学员操纵;这样,模拟机主控室配置有八个有线麦克风和八个无线麦克风,无线麦克风由学员随身佩戴。同时,扬声器有四个,四个扬声器分别设置在教控台的四个角落,并且音频监听模块还采用四个扬声器声音调节设备来分别调节四个扬声器的声音。这样,音频监听模块便可实现模拟机主控室的局部声响采集,多通道声音播放等功能。

如图6-图8所示,图6示出了本发明实施例的教控桌模块的示意图;图7示出了图6所示的教控桌模块的俯视图;图8示出了图6所示的教控桌模块的使用状态参考图。教控桌模块具有多个座位配置结构,每个座位配置结构上包括多个底柜310以及设置在该多个底柜310顶面上的桌面320;该桌面320向前伸出,以使桌面320下方形成供教员腿部活动的空间;优选地,多个座位配置结构的桌面320一体成型;桌面320向前伸出60cm以上,从而增大了坐在座位配置结构上的教员的腿部活动纵深。同时,设置在桌面320底面的键盘托也消除了尖锐突起,从而避免了尖锐突起物划伤教员腿部的情况,减少教员意外伤害的可能;每个座位配置结构还包括放置在桌面320上的多个办公显示器330;其中,办公显示器330按功能设定划分为教员显示器、OPS显示器以及录播系统和办公系统共用显示器。该多个办公显示器330采用共享的鼠标和键盘,从而避免多套鼠标和键盘带来的混乱。优选地,多个办公显示器330所共享的鼠标和键盘可采用无线输入控制。每个座位配置结构的桌面320呈半包围的环绕状,每个座位配置结构的多个办公显示器330也呈半包围的环绕状,使得坐在座位配置结构上的教员可以更轻松地完成操作,从而缓解教员的疲劳度。在本实施例中,所述教控桌模块以教员为核心,采用两个半包围分区,以教员所在左分区为核心,在左分区集成教控台全功能模块,以便教员对模拟机的集中控制。

此外,为了提高教控桌模块的舒适度,教控桌模块还具有隐蔽式茶杯架、隐藏式插座和网络端口以及LED照明灯,桌面320四周均采用防滚设计,方便人员水杯的摆放和电子设备的取电,也杜绝了桌面物体滚落的可能性;

模拟机教控台系统还包括设置在教控台中且位于教控桌模块上方、用于对模拟机主控室进行监控的第二监控显示器。在本实施例中,第二监控显示器有三块。第二监控显示器具有主控室摄像头监控显示功能,同时提供DCS多画面监控显示功能。其中,摄像头监控显示功能便于教员观察学员行为准则及操控流程;DCS多画面监控显示功能可作为DCS多画面监控模块的辅助设备,便于教员观察学员的DCS操控。如此,在执照考试期间,教员无需离开座位到摄像头监控端查看学员行为准则及操控流程,利于提升考试效果。

应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

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