Тренажёр (класс) технического обучения работников железнодорожного транспорта (интерактивный) ТККП-24 Российский патент 2017 года по МПК G09B9/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области тренажеров и симуляторов железнодорожного транспорта для обучения машинистов тягового подвижного состава.

Уровень техники

Известны различные виды и системы тренажёров для обучения машинистов и персонала для обслуживания железнодорожных транспортных средств (см., например, в патент RU 2596042 С1, опубликован 27.08.2016). Данный тренажер для обучения машинистов локомотивов содержит связанные между собой модуль рабочего места инструктора с органами выбора заданий и управления обучением, элементами индикации и контроля действий машиниста, а также элементами для имитации поездной радиосвязи, блок моделирования с модулями моделей различных систем тягового подвижного состава, поезда и пути, в том числе модулем системы безопасности, модуль рабочего места машиниста с органами управления, элементами индикации, в том числе индикатором скорости, а также элементами имитации поездной радиосвязи, отличающийся тем, что в блок моделирования введено устройство формирования сигналов имитации, а модуль модели системы безопасности состоит из соединенных между собой внутренним CAN-интерфейсом системного шкафа, блока индикации локомотивного, органов управления, блока контроля бодрствования машиниста, съемного носителя информации, блока согласования с датчиком скорости и модуля приема рельсовых сигналов, подключенного к устройству формирования сигналов имитации, которое соединено с внутренним CAN-интерфейсом и с внешним CAN-интерфейсом, к которому подключен системный шкаф, модуль рабочего места инструктора снабжен персональным компьютером с подключенными к нему устройством считывания и двумя мониторами, один из которых установлен в модуле рабочего места машиниста, персональный компьютер подключен к органам выбора заданий и управления обучением и соединен с устройством формирования сигналов имитации и системным шкафом блока моделирования.

Известный тренажер обладает рядом существенных недостатков, а именно он не позволяет проводить одновременное обучение нескольких обучаемых, мониторинг их успеваемости, а также возможность изменения программ обучения и их оперативное применение.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание универсальной аппаратно-технической системы обучения, позволяющей обеспечить организацию обучения на нескольких местах одновременно с высокой скоростью передачи данных от соответствующих узлов системы.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей тренажёра за счет возможности применения одновременно нескольких программ обучения для разных обучаемых.

Указанный технический результат достигается тем, что тренажёр для технического обучения работников железнодорожного транспорта, содержащий оборудование рабочего места инструктора и оборудование рабочих мест обучаемых, причём оборудование рабочего места инструктора соединено по каналам связи с оборудованием рабочих мест обучаемых, при этом оборудование рабочего места инструктора выполнено в виде единого каркасного модуля с установленными в нём тремя жидкокристаллическими мониторами, системой акустического оповещения и органами управления для осуществления ввода соответствующих команд управления, программным модулем управления, который содержит в своём составе блок обработки информации, программный модуль инструктора и программный модуль для управления рабочими местами обучаемых, причем блок обработки информации и программные модули представляют собой аппаратно-технические средства, выполненные с возможностью получения, передачи и обработки сигналов, при этом жидкокристаллические мониторы, программный модуль управления, система акустического оповещения и органы управления объединены каналами связи и передачи электрического сигнала для их совместного взаимодействия, в свою очередь программный модуль управления выполнен с возможностью двусторонней связи с сервером поездного тренажёра для осуществления управления моделируемым сценарием, а также с возможностью двусторонней связи и управления рабочими местами обучаемых, которые содержат в своем составе программные модули, причём каждому рабочему месту присвоен уникальный идентификационный номер, который программным модулем каждого активного рабочего места при запуске сценариев обучения передается на программный модуль для управления рабочими местами обучаемых для идентификации подключаемых рабочих мест обучаемых и корректного разделения потока данных между ними, причём передача данных и связь между программными модулями рабочих мест обучаемых, программным модулем рабочего места инструктора и сервером поездного тренажёра осуществлена с использованием UDP протокола,

В одном из вариантов выполнения заявленного изобретения блок обработки информации своим вторым входом/выходом соединен с первым входом/выходом программного модуля инструктора, а первым входом/выходом с первым входом/выходом программного модуля для управления рабочими местами обучаемых, причём третий вход/выход блока обработки информации выполнен с возможностью подключения к нему по меньшей мере одного монитора и представляет собой многоканальную линию передачи данных, по которой осуществляется передача обработанной информации от программных модулей на по меньшей мере один монитор, при этом программный модуль для управления рабочими местами обучаемых своим входом/выходом связан через концентратор или напрямую с соответствующим программным модулем рабочего места обучаемого, а программный модуль инструктора подключен вторым входом/выходом к поездному тренажёру, а третьим входом/выходом к контроллеру передачи данных, который в свою очередь соединен с устройством хранения данных.

В другом из вариантов выполнения заявленного изобретения устройство хранения данных содержит информацию об обучаемых, программы обучения, а также обеспечивает возможность доступа к этой информации посредством контроллера передачи данных, который обеспечивает доступ к устройству хранения по запросу от программного модуля инструктора.

В другом из вариантов выполнения заявленного изобретения оборудование рабочих мест обучаемых содержит про меньшей мере один жидкокристаллический монитор и органы управления, соединенные по линии связи со своим программным модулем.

В другом из вариантов выполнения заявленного изобретения мониторы рабочего места инструктора установлены таким образом, что один из них установлен по центру каркасного модуля, а два других слева и справа под углом к указанному монитору так, что при виде сверху три монитора образуют трапецию, в которой правый и левый монитор являются боковыми сторонами, а центральный верхним основанием.

В другом из вариантов выполнения заявленного изобретения каркасный модуль содержит каркас, стенки, столешницу, верхнюю крышку, модуль для размещения мониторов, полость для размещения программного модуля, узел установки органов управления, при этом программный модуль установлен в соответствующей полости, которая закрыта стенками, предотвращающими несанкционированный доступ, при этом полость для размещения программного модуля расположена под столешницей, на которой установлен модуль для размещения мониторов, модуль для размещения мониторов сверху закрыт верхней крышкой.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен общий вид рабочего места инструктора.

На фиг. 2 представлена общая архитектурная схема взаимосвязи тренажёра.

Осуществление изобретения

Согласно фигурам 1 и 2 тренажёр для технического обучения работников железнодорожного транспорта содержит оборудование рабочего места инструктора и оборудование рабочих мест обучаемых. Оборудование рабочего места инструктора выполнено в виде единого каркасного модуля (1) с установленными в нём тремя жидкокристаллическими мониторами (2), системой акустического оповещения (3) и органами управления (4) для осуществления ввода соответствующих команд управления, программным модулем управления (6), который содержит в своём составе блок обработки информации (7), программный модуль инструктора (8) и программный модуль для управления рабочими местами обучаемых (9). Жидкокристаллические мониторы (2), программный модуль управления (6), система акустического оповещения (3) и органы управления (4) объединены каналами связи и передачи электрического сигнала для их совместного взаимодействия. Каналы связи могут быть выполнены в виде САN-шины. Программный модуль управления (6) выполнен с возможностью двусторонней связи с сервером поездного тренажёра (10) для осуществления управления моделируемым сценарием, а также с возможностью двусторонней связи и управления рабочими местами обучаемых (11), которые содержат в своем составе программные модули (12). Каждому рабочему месту присвоен уникальный идентификационный номер, который программным модулем каждого активного рабочего места при запуске сценариев обучения передается на программный модуль для управления рабочими местами обучаемых (9) для идентификации подключаемых рабочих мест обучаемых и корректного разделения потока данных между ними, причём передача данных и связь между программными модулями рабочих мест обучаемых, программным модулем рабочего места инструктора и сервером поездного тренажёра осуществлена с использованием UDP протокола.

Блок обработки информации своим вторым входом/выходом соединен с первым входом/выходом программного модуля инструктора, а первым входом/выходом с первым входом/выходом программного модуля для управления рабочими местами обучаемых, причём третий вход/выход блока обработки информации выполнен с возможностью подключения к нему по меньшей мере одного монитора и представляет собой многоканальную линию передачи данных, по которой осуществляется передача обработанной информации от программных модулей на по меньшей мере один монитор, при этом программный модуль для управления рабочими местами обучаемых своим входом/выходом связан через концентратор (13) или напрямую с соответствующим программным модулем рабочего места обучаемого, а программный модуль инструктора (8) подключен вторым входом/выходом к поездному тренажёру (10).

В состав тренажёра также может входить устройство хранения данных, содержащее информацию об обучаемых, программы обучения, а также выполненное с возможностью обеспечения доступа к этой информации посредством контроллера передачи данных, который разрешает доступ к устройству хранения по запросу от программного модуля инструктора.

Соответственно программный модуль инструктора (8) может быть подключен третьим входом/выходом к контроллеру передачи данных (15), который в свою очередь соединен с устройством хранения данных (14).

Рабочее место инструктора представляет собой оборудованный единый каркасный модуль, в котором размещены мониторы и управляющие модули. Модуль размещен в нише, расположенной под мониторами. Ниша закрыта стенками и имеет дверцу для доступа к оборудованию. На столешнице, которая по существу представляет собой крышку ниши, размещены органы управления. Данные органы управления могут быть интегрированы в указанную столешницу или размещаться на ней.

Алгоритм обучения происходит следующим образом.

Инструктор моделирует различные сценарии для обучаемых и формирует команды по управлению виртуальным миром. Моделирует виртуальный мир и физику подвижного состава на оборудовании поездного тренажёра. Тренажёр имеет многослойную клиент-серверную архитектуру.

Класс технического обучения работников железнодорожного транспорта (интерактивный) предназначен для осуществления:

- подготовки технического персонала;

- переподготовки специалистов;

- поддержания и повышения квалификации технического персонала;

- обучение основным навыкам вождения локомотивных бригад в штатных и нештатных ситуациях;

- обучение основных навыков технического обслуживания и ремонта.

Программное обеспечение программных модулей тренажёра представляет собой базу данных, в которой содержатся различные мультимедийные материалы по конструкции конкретных механических, пневматических и электрических узлов подвижного состава.

Иерархический принцип построения программы предусматривает многоуровневую подготовку с тестированием после каждого пройденного уровня. При этом возможен выход оператора на любой заявленный уровень (по согласованию с инструктором). С любого заявленного уровня специализации оператор может получить любую справочную информацию по ключевым словам поиска.

Для каждой категории специалистов по каждому уровню подготовки разработан перечень (сборник) контрольных вопросов и многовариантных ответов в текстовой и графической форме.

Тренажёр для технического обучения работников железнодорожного транспорта содержит оборудование рабочего места инструктора и оборудование рабочих мест обучаемых. Оборудование рабочего места инструктора выполнено в виде единого каркасного модуля с установленными в нём тремя жидкокристаллическими мониторами, системой акустического оповещения и органами управления для осуществления ввода соответствующих команд управления, программным модулем управления. Программный модуль управления содержит в своём составе блок обработки информации, программный модуль инструктора и программный модуль для управления рабочими местами обучаемых. Программный модуль управления выполнен с возможностью двусторонней связи с сервером поездного тренажёра для осуществления управления моделируемым сценарием, а также с возможностью двусторонней связи и управления рабочими местами обучаемых, которые содержат в своем составе программные модули. Каждому рабочему месту присвоен уникальный идентификационный номер, который программным модулем каждого активного рабочего места при запуске сценариев обучения передается на программный модуль для управления рабочими местами обучаемых для идентификации подключаемых рабочих мест обучаемых и корректного разделения потока данных между ними. Передача данных и связь между программными модулями рабочих мест обучаемых, программным модулем рабочего места инструктора и сервером поездного тренажёра осуществлена с использованием UDP протокола. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей тренажёра. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Тренажёр для технического обучения работников железнодорожного транспорта, содержащий оборудование рабочего места инструктора и оборудование рабочих мест обучаемых, причём оборудование рабочего места инструктора соединено по каналам связи с оборудованием рабочих мест обучаемых, при этом оборудование рабочего места инструктора выполнено в виде единого каркасного модуля (1) с установленными в нём тремя жидкокристаллическими мониторами (2), системой акустического оповещения (3) и органами управления (4) для осуществления ввода соответствующих команд управления, программным модулем управления (6), который содержит в своём составе блок обработки информации (7), программный модуль инструктора (8) и программный модуль для управления рабочими местами обучаемых (9), причем блок обработки информации и программные модули представляют собой аппаратно-технические средства, выполненные с возможностью получения, передачи и обработки сигналов, при этом жидкокристаллические мониторы (2), программный модуль управления (6), система акустического оповещения (3) и органы управления (4) объединены каналами связи и передачи электрического сигнала для их совместного взаимодействия, в свою очередь программный модуль управления (6) выполнен с возможностью двусторонней связи с сервером поездного тренажёра (10) для осуществления управления моделируемым сценарием, а также с возможностью двусторонней связи и управления рабочими местами обучаемых (11), которые содержат в своем составе программные модули (12), причём каждому рабочему месту присвоен уникальный идентификационный номер, который программным модулем каждого активного рабочего места при запуске сценариев обучения передается на программный модуль для управления рабочими местами обучаемых (9) для идентификации подключаемых рабочих мест обучаемых и корректного разделения потока данных между ними, причём передача данных и связь между программными модулями рабочих мест обучаемых, программным модулем рабочего места инструктора и сервером поездного тренажёра осуществлена с использованием UDP протокола.

2. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что блок обработки информации своим вторым входом/выходом соединен с первым входом/выходом программного модуля инструктора, а первым входом/выходом с первым входом/выходом программного модуля для управления рабочими местами обучаемых, причём третий вход/выход блока обработки информации выполнен с возможностью подключения к нему по меньшей мере одного монитора и представляет собой многоканальную линию передачи данных, по которой осуществляется передача обработанной информации от программных модулей на по меньшей мере один монитор, при этом программный модуль для управления рабочими местами обучаемых своим входом/выходом связан через концентратор (13) или напрямую с соответствующим программным модулем рабочего места обучаемого, а программный модуль инструктора (8) подключен вторым входом/выходом к поездному тренажёру (10), а третьим входом/выходом к контроллеру передачи данных (15), который в свою очередь соединен с устройством хранения данных (14).

3. Тренажёр по п. 2, отличающийся тем, что устройство хранения данных содержит информацию об обучаемых, программы обучения, а также обеспечивает возможность доступа к этой информации посредством контроллера передачи данных, который обеспечивает доступ к устройству хранения по запросу от программного модуля инструктора.

4. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что оборудование рабочих мест обучаемых содержит по меньшей мере один жидкокристаллический монитор и органы управления, соединенные по линии связи со своим программным модулем.

5. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что мониторы рабочего места инструктора установлены таким образом, что один из них установлен по центру каркасного модуля, а два других слева и справа под углом к указанному монитору так, что при виде сверху три монитора образуют трапецию, в которой правый и левый мониторы являются боковыми сторонами, а центральный верхним основанием.

6. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что каркасный модуль содержит каркас, стенки, столешницу, верхнюю крышку, модуль для размещения мониторов, полость для размещения программного модуля, узел установки органов управления, при этом программный модуль установлен в соответствующей полости, которая закрыта стенками, предотвращающими несанкционированный доступ, при этом полость для размещения программного модуля расположена под столешницей, на которой установлен модуль для размещения мониторов, модуль для размещения мониторов сверху закрыт верхней крышкой.