铁路机车检修作业远程视频实时传输实习课堂的研究与实践

2014-03-17张中央王秀清

郑州铁路职业技术学院学报 2014年4期

张中央，王秀清

(郑州铁路职业技术学院，河南郑州 450052)

一、引言

铁路职业院校铁道机车专业主要培养铁路机务系统面向运用、检修岗位群的技术技能型人才，要求学生有较强的实践动手能力。在对学生的培养过程中，如果学生在工作前就能够充分了解机务生产一线现场生产实际情况，有很多机会实际观摩机车检修或机车操纵主要岗位的详细工作过程，则对帮助学生更好理解所学专业知识和提高学生的实践动手能力、提高职业素养起到非常大的作用。通常的方法是组织学生到铁路生产现场进行认识实习、生产实习等，在铁路各专业教学计划中也有专门安排。在铁道机车专业长期的现场实习中，仍然存在着生产实习不能解决的问题，那就是机车中修整车解体、组装和大型电器、机械设备解体组装全部工艺流程与作业过程并不是每次现场实习时段都能遇到，再加上铁路机务段在机车整车、大型设备检修过程中参与工作人员较多，一般不太愿意有大量学生的实习而影响他们的正常工作。这样，即使能遇到这样的机会，也只能安排一定量的学生到现场观摩学习，达不到生产实习的教学目标。为了弥补铁路职业院校学生实践教学中由于铁路基层单位生产周期等原因没能身临生产一线进行实时学习的缺陷，我们与郑州机务段联合开发了“铁路机车检修现场作业远程视频实时传输播放系统”，建立基于移动3G 或普通互联网的远程视频虚拟实习课堂，系统在不影响现场工人正常工作的前提下，同时为了实习教学的需要，老师在学校可以远程实时查看生产现场情况，得知检修车间要进行机车检修作业时，并在得到机务段的允许下开启远程视频实时传输系统传送生产车间机车检修作业画面，并且还可以对录像信息进行存储、回放、加工处理等，摄录资料加入教学资源库，不断丰富专业教学资源。该项目是国家骨干院校重点建设专业的子项目之一，是学院2013 年重点科研项目。

二、系统组成与技术要求

1.系统组成

该系统以互联网为传输基础，采用网络摄像技术将机务段架修车间现场的作业画面实时传回学院课堂，可以通过互联网在学院终端对作业现场摄像头进行远程操作，调整最佳摄像角度和位置，拍摄工作场景画面。

在一个工作场所，根据需要可以安装多个摄像头，多个摄像头通过网络交换机集中后连接互联网。摄像头可以采用固定式、云台式和可调镜头式，达到采集全景影像、采集特写镜头、采集特别岗位影像目的。视频数据采集回来后，学院老师或管理员可以对视频进行编辑、叠加讲解语音、回放等操作。该系统主要组成有:视频采集端(网络摄像头)，数据服务器(录像文件存储服务器，数据库服务器)、本地操作端等，具体构成如图1 所示。

图1 系统组成示意图

2.技术要求

现场作业点选在郑州机务段检修车间机车架修区、电机检修区，在此两个作业区现场安装网络摄像头，采用彩色一体化高速网络球形摄像机、视频服务器(DSN-M4T)(可选带语音的)，需要工作现场有Internet 互联网接入，直接将网络链接到网络摄像头，使摄像头摄录的视频信息直接接入互联网;对于特殊地点，摄像头摄录信息也可以通过3G 网络方式将其接入互联网。

在学院“虚拟实习课堂”，学院作为本系统的主要控制端，主要包括数据库服务器、录像文件存储服务器、本地操作端(即视频录像编辑台和教学控制台)。因为本系统主要以互联网为基础，现场的摄像头是网络摄像头，所以学校必须配有互联网平台，任课教师通过使用远程视频教学软件进行网络教学和相应的视频下载、加工和管理工作。

数据服务器用于安装SQL Server 或Oracle 网络数据库，主要用于保存授课教师对录像源文件的存储、编辑等操作信息，以及其他的日常管理记录;录像文件存储服务器主要用于存储录制和编辑完成的视频文件;本地操作端，授课教师可以对远程的网络摄像头进行操作，同时还可以对录像信息进行编辑、存储;远程视频教学系统采用分布式技术，支持与学院局域网系统、视频服务器等对接，可提供远程实时教学监控、教学录像存储、机务段作业现场监听、录像智能检索、轮巡查看、记录管理等。