DC 600 V客车供电教学培训系统

赵志春，孙华勇

（1 济南铁路局 济南车辆段，山东济南250001；2 济南铁路局 科学技术研究所，山东济南250001）

DC 600 V客车供电教学培训系统

赵志春1，孙华勇2

（1 济南铁路局 济南车辆段，山东济南250001；2 济南铁路局 科学技术研究所，山东济南250001）

“DC 600 V客车供电教学培训系统”是针对DC 600 V客车供电系统的检修及运用开发的一套业务培训系统。系统基于B/S结构设计，设计中采用了面向对象、故障树模型建模、随机算法自动组成试卷等技术。对系统的设计思路、功能以及主要模块的设计原理等内容进行了论述。

DC 600 V；客车供电；教学培训

DC 600 V客车供电系统是为空调列车上的各种电气设备提供电能的系统设备。系统采用了大量的新技术及新设备，为了让职工更好的掌握该系统的检修运用，提高检修技能，我们开发了“DC 600 V客车供电培训系统”。该系统利用先进的网络及信息技术，将DC 600 V客车供电基本知识和故障处理知识加以归纳总结整理，使其系统化模块化，形成一个专家系统，同时辅以自我测试系统，使职工能较快的掌握新知识，以达到提高检修运用水平的目的。该系统的应用为客车供电检修运用人员提供了一个学习平台，职工利用该平台不但可以学习DC 600 V客车供电基本知识，共享运用经验，还可以起到指导故障处理的作用。

1 系统设计

1.1 总体设计

（1）系统功能模块分解设计

根据系统目标及功能要求，按照功能把系统划分为以下几个主要功能模块：DC 600 V辅助教学模块、故障查询处理模块、模拟自测模块、资料汇编库模块、系统管理模块、系统帮助模块。总体结构如图1所示。

（2）软件架构及开发系统

本系统的基本用户是初、中级的DC 600 V检修运用人员，对计算机的掌握程度各不相同，为了便于使用，客户端软件应操作简单，不应有过多的安装维护等操作，为此采用了B/S架构开发本系统，用户端无需安装软件，只需用浏览器打开程序即可。开发工具采用了Microsoft Visual Studio 2008，采用C语言作为系统开发语言。

1.2 主要功能模块设计

各模块页面使用母版页布局，分为页头、内容、页尾3部分，整体色调为蓝色，页面设计如图2所示。每个模块包含多个功能页面，在各功能页面中完成具体的功能。系统根据用户权限的不同，显示或者隐藏部分功能菜单，从而开放或者屏蔽某些功能，实现系统的权限管理。

（1）辅助教学模块设计

辅助教学模块主要实现教学内容的展示，模块通过文字、图片、音视频等多种方式展示教学内容，演示过程经过合理安排，使之符合人的学习认知规律，从而达到快速学习的目的。本系统租用的服务器中数据库的存储空间有限，无法将大量数据保存在服务器端的数据库中，为降低成本，将文字、图片及音视频数据作为附件单独保存在服务器上。

在教学内容的组织上采用了便于理解的树状结构，用户可通过树状目录选择要学习的知识点，所有知识点可以用文字、图片、FLASH视频混排方式展示。在教学内容的编排上按照先总体后局部的原则把教学内容划分为以下4个部分：供电系统总体构成、控制柜原理及使用、逆变器原理及使用、充电机原理及使用。通过管理页面系统管理员可在线管理课程信息，对教学课程进行增加、删除、修改、查询操作，后台管理使用第3方Word风格的HTML编辑器编辑数据，支持图文混排，可以方便的对教学内容进行排版，制作出符合要求的教学内容。

（2）故障查询处理模块

该模块主要实现故障信息的查询处理及管理，基本思路是通过不断积累形成一个故障处理专家库，使用户能通过故障现象查找到故障设备、故障原因及解决办法，指导故障处理。目前，故障处理专家系统有以下3个方案：基于数据查询（精确查询和模糊查询）的处理系统，基于故障树模型的处理系统以及基于专业的推理系统（如美国的Smart Signal或G2推理机）的处理系统。故障树模型将故障信息抽象成一棵故障树，以大自然中树的形式组织数据，用户容易理解，便于查询，实现相对简单，成本较低，因此本模块采用了基于故障树模型的方案。按照遇到故障时一般的处理思路，采用以下层次来组织故障信息：故障现象→故障设备→故障部件→故障原因→解决办法。模块包含的功能及相应的权限如表1所示。

模块的处理流程及故障树自动生成流程如图3所示。

（3）模拟考试模块

该模块主要用于职工进行自我测验，通过自测检验对知识的掌握程度。系统采用了自动组成试卷技术，即根据用户的要求，采用一定的算法自动地从试题库中抽取一定数量的试题组成试卷。目前流行的组成试卷算法主要有随机选取法、回溯试探法和遗传算法3类，本系统采用了简单有效的随机选取法。模拟考试模块包含的功能及相应的权限如表2。

模块的实现流程如图4所示。

（4）数据库设计

根据底层数据操作的特点和面向对象程序设计的思路，将系统数据库访问拆分为公共数据操作模块和数据对象操作模块，具体如图5所示。

系统将数据库的驱动程序管理、连接池管理和数据操作封装成为公共数据操作模块，大大方便和简化了上层模块访问数据库的工作。将课程、故障、试题、资料等抽象成对应的数据对象，数据库的数据通过数据对象操作模块转换为数据对象后再进行处理，处理完成后的数据对象又通过数据对象操作模块更新到数据库中，既有效屏蔽了数据操作和数据库数据的直接接触，又使数据和数据操作变得清晰、明确和便捷，还使上层模块能够专注于业务逻辑处理和业务展示，使面向对象设计思想和模块化设计思想贯穿整个系统架构，实现了数据的抽象处理和模块间的松耦合，保证系统的高稳定性、高扩展性和高灵活性。

2 结束语

该系统是专门针对DC 600 V客车供电系统的教学培训开发的专用教学软件，具有简单、实用、针对性强的优点，投入应用后在以下几个方面起到了重要作用：（1）降低了职工业务培训成本；和传统的集中培训及轮训的方式相比，无需固定场所和师资人员，职工可根据自身情况多次重复学习；（2）为客车供电检修人员的业务学习和培训提供了新的方式和途径，补充和丰富了现有的培训手段，实现了职工业务知识的常学常练，便于职工业务素质的提高；（3）便于职工故障处理经验的积累及共享，职工可通过该系统共享到他人的经验，从而进一步提高业务技能。

［1］ TB/T 3063－2002旅客列车DC 600 V供电系统技术条件［S］.

［2］ 徐林云.DC 600 V列车供电系统［J］.铁道车辆.2001，39（3）：13-16.

［3］ 史富强，张京一，杨国荣.DC 600 V在铁路空调客车供电系统的应用［J］.电子设计工程.2009，17（5）：55-57.

［4］ 吴强.客运列车供电系统［J］.机车电传动.2003，（5）：54-56，61.

［5］ 曾建华.Visual Studio 2010（C＃）Web数据库项目开发［M］.电子工业出版社.2013.

Training System of DC 600 V Power Supply for Passenger Cars

ZHAO Zhichun1，2，SUN Huayong1，2
（1 Jinan Car Depot，Jinan Railway Bureau，Jinan 250001 Shandong，China；2 Science and Technology Research Institute，Jinan Railway Bureau，Jinan 250001 Shandong，China）

“Training System of DC 600 V Power Supply for Passenger Cars”is a professional training systems developed for the maintenance and operation of DC 600 V power supply for passenger cars.The system is designed based on the B/Sstructure，using techniques including object-oriented programming（OOP），tree-based failure modeling，and random algorithm for examination paper auto generation.In this paper，the patterns，functions and principles of main modules in design are discussed in detail.

DC 600 V；power supply for passenger cars；training

U223.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.21

1008－7842（2014）05－0080－03

4—）男，高级工程师（

2014－05－28）