一种铁路实训室及其管理系统的制作方法

本发明涉及一种铁路实训室及其管理系统，属于铁路交通模拟仿真实训领域。

背景技术：

1、为培养满足具有国际视野、通晓国际规则，跨文化交流能力和专业素质高的国际化复合型技能人才和本土化技术技能人才，形成一批国际化高铁教学资源和课程体系标准，输出“中国标准”，则需要一套支持多语言的智能实训管理平台，利用智能实训管理平台对当前的智能化实训设备进行统一管理和智能分析，行车线下实训考评，线上直播录播的新教育实训体系。

2、在当前高职院校实训基地的建设工作中，普遍存在重视建设而轻视管理的问题，缺乏足够的实训技术人员和信息化管理手段，对传统管理模式过于依赖，智能化管理产品的应用力度不足，实训室整个运用过程中各种登记、审批、巡视，依旧采取手工填写等原始记录方法，对实训基地相关管理人员换业务能力要求高，工作强度大，同时加大了数据源统计及数据查找的难度及不准确性，导致无法提炼出有价值的数据，对实训室的绩效评价，信息不能共享，限制实训室功能的充分发挥。同时在实训过程中教师课程资源和课堂教学资源没有得到有效管理，缺少课程管理统计分析课程。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种铁路实训室及其管理系统，用以解决铁路实训过程中管理难度大，学生实操实训设备时的纪律依赖教员监督以及智能化程度低的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种铁路实训室管理系统，其特征在于，包括服务器和拍摄范围覆盖同一台实训设备的录像摄像头和行为检测摄像头，服务器连接录像摄像头和行为检测摄像头；通过录像摄像头对实训设备的操作者进行人脸识别，以获得操作者的身份信息，还对操作者的操作过程进行同步录像并存储至服务器；通过行为检测摄像头对实训过程中的操作者进行异常动作识别，根据异常动作次数分析得到专注度，将专注度分析结果结合操作者的身份信息存储至服务器；所述异常动作为反映操作者不专注于实训的动作。

4、本发明提供一种铁路实训室管理系统，在实训室中的每一台实训设备设置有录像摄像头和行为检测摄像头，录像摄像头和行为检测摄像头安装在拍摄范围可以覆盖同一台实训设备的位置即可。录像摄像头和行为检测摄像头对学生在实训期间的实训过程进行拍摄和检测，并将拍摄录像和检测结果发送到服务器进行存储。

5、学生在操作实训设备的操作过程中，通过录像摄像头对学生进行人脸识别，通过人脸识别确定学生的身份信息。在确定学生身份信息后，在整个实训过程中利用行为检测摄像头对学生的异常动作进行识别，异常动作包括交头接耳、睡觉等不专注于实训的动作，根据异常动作出现的次数或频率计算出学生的专注度，将计算出的专注度结果与该学生的身份信息一同存储至服务器。在行为检测摄像头工作的同时，录像摄像头也对学生的整个实训中的操作及行为进行录像，并将录像同步存储至服务器。

6、通过行为检测摄像头和录像摄像头对学生实训过程中的监控，可以减少在实训过程中老师对于学生实训过程是否专注的检查。利用摄像头对学生进行监控，使得监控数据准确且及时，能够使老师更为精确的掌握学生的学习情况。

7、进一步地，行为检测摄像头还对实训过程中的操作者进行违章行为识别，将违章行为结合操作者的身份信息存储至服务器。

8、在实训过程中还利用行为检测摄像头对实训室内抽烟等违反实训室规章制度的行为，以及打架斗殴、破坏实训设备等违章行为进行识别检测，识别出学生的违章行为后与学生的身份信息一同发送给服务器。帮助学校掌握违反学校规定的学生信息及该学生具体的违章行为，以供学校对违反规定的学生进行后续处理。

9、进一步地，行为检测摄像头检测到操作者对实训设备的操作动作，判断对应实训设备为使用状态；根据处于使用状态的实训设备得到对应实训课程的出勤率。

10、在整个实训过程中，利用行为检测摄像头检测到学生持续操作实训设备，比如行为检测摄像头检测到学生在实训过程期间进行若干次手比眼看等专业动作，则表明该学生实际参与了实训课程，可以计算该堂实训课程的出勤率。相比人脸识别判断出勤率的方式，防止学生在人脸识别后中途离开的问题。

11、进一步地，服务器基于录像摄像头对操作者的人脸识别结果，结合对应的实训课程，得到对应操作者不同实训课程的操作学时。

12、通过录像摄像头对学生整个操作过程进行录像，同时还对学生进行人脸识别，通过人脸识别结果确定学生身份，通过录像视频统计该学生在不同课程具体操作实训室设备的时间，也即确定了学生不同实训课程的操作学时。

13、利用行为检测摄像头检测学生出勤率，利用录像摄像头检测学生不同实训课程的操作学时，能够更加清楚的掌握上课情况和学生的学习情况，且数据来源足够准确。

14、进一步地，还包括与服务器连接的电源检测模块，电源检测模块用于检测对应实训设备的用电量以及通断电时间，服务器根据实训设备的电量以及通断电时间获得实训设备的使用情况，对低于使用频率设定值的实训设备进行标记。

15、实训室中的实训设备存在一些长时间未用的设备，需要对这些长时间未用的实训设备进行及时检测并标记出来，以便进行设备资源的合理安排及检查维修。因此，本发明在每台实训设备设置有用于检测实训设备的用电量及通断电时间的电源检测模块。电源检测模块对实训设备的电量和每一次通电和断电时间进行记录，通过每一次通电与断电的时间差确定实训设备的使用时间，通过上一次断电和这一次通电的时间差确定实训设备的闲置时间。根据使用时间和闲置时间确定实训设备在一段时间内的使用次数，通过使用次数计算出使用频率，将低于使用频率的实训设备标记出来，以便后期维护检修。

16、进一步地，服务器通过行为检测摄像头对操作者实训过程中的标准手势、动作进行识别，标记不符合规范的手势、动作。

17、行为检测摄像头除了不专注及违章行为的识别外，还对学生在操作过程中要求需要做的专业动作进行检测，检测如手比眼看等专业动作学生是否做了，做的动作姿势与角度是否合格、标准，可以以此对该学生该门课程进行打分，并作为该门课程成绩评价的一部分。

18、进一步地，服务器通过实训设备获取对应操作者不同实训课程的操作得分；结合对应实训课程中的不符合规范的手势、动作情况，综合评价对应操作者对应实训课程的成绩。

19、进一步地，服务器根据不同实训课程的成绩，判断对应操作者的弱门学科，并向操作者推荐弱门学科的课程，实现个性化学习方案的构建。

20、进一步地，服务器将对应操作者各个实训课程的成绩与职业岗位的标准能力模型进行比较，将达到对应职业岗位最低标准能力的操作者标记对应岗位名称。

21、服务器连接实训设备获取不同学生不同课程的操作，利用行为检测摄像头获取到学生专注度结果和学生的出勤率进行打分；利用录像摄像头获取到学生违章行为结果和学生的操作学时进行打分；老师根据不同学科所对应的不同课程以及不用课程所对应的不同实践内容中的录像对学生的操作进行打分；同时老师根据不同学科所对应的不同课程以及不同课程所对应的不同理论内容对学生进行打分。将四个得分进行综合评价，如操作和理论得分占比60％，其余总共加起来占比50％，以上述比例求得学生的该学科对应的课程中对应的成绩。将各个学科对应的课程中对应的成绩利用数学统计的方法(如求平均值)计算出各个学科的对应成绩。

22、将各个学科的对应成绩进行比较，确定对应学生的弱门学科，并向学生推荐该弱门学科对应的实践教程和理论课程，帮助该学生相应提高弱门学科的水平。

23、服务器根据不同学生的不同科目成绩生成针对每个人的特征雷达图，将特征雷达图中每一部分与服务器中存储的职业岗位标准能力模型进行比较。服务器中存储的职业岗位标准能力模型是根据各岗位的专家对该岗位所需要的基本理论知识和实践操作能力进行打分，再将专家的打分与服务器获得的历届就业学生的数据信息进行结合，从而生成职业岗位标准能力模型。根据该学生的特征雷达图，将符合职业岗位标准能力模型中最低标准的岗位进行标记，以供该学生进行就业参考或用人单位选拔人才的参考。

24、本发明还提供一种铁路实训室，铁路实训室包括上述铁路实训管理系统，并达到与该铁路实训管理系统相同的有益效果。