供排水机泵操作人员软件仿真实训系统

2015-03-16张卫红陶佩欣

净水技术 2015年1期

关键词：机泵题库后台

张卫红，陶佩欣

（1．上海市城市排水有限公司，上海 200237；2．上海电科智能系统股份有限公司，上海 200063）

1 引言

为保证城市居民出行便捷、安全，城市防汛排水运行管理日益受到重视[1]，而供排水机泵操作人员作为保障城市防汛排水安全的主要力量，其职业技能及应急处理能力将直接关系到城市防汛排水安全目标的实现。

而根据行业发展趋势，搭建硬件平台的实训方式因更新慢、投入大、可重复性差等弊端已无法满足供排水行业实训要求，以软件仿真技术搭建实训系统平台对从业人员进行职业技能培训已成为必然的发展趋势。

软件仿真实训系统平台较硬件实训平台具备如下优势：

（1）以B／S系统构架，实训题库存储于冗余数据库服务器内，可及时根据各类新设备、新知识、新技术、新工艺等相关知识更新题库内容，保证实训与日常工作接轨；

（2）实训人员可以IE方式进行远程实训，不受地域性、时间性限制，可为培训人员提供一个实训的开放式环境；

（3）可模拟各类实景操作环境，保证操作人员可在实景模式下掌握各类运行操作技能，且不对泵站生产运行造成干扰，无任何安全隐患；

（4）可提供培训人员多次重复实训，仅需支出电费、网络费用即可，无原材料限制；

（5）系统可自动进行实训测评，降低考评人员投入，且不受人为主观因素干扰；

因软件仿真实训系统具备上述优势，以软件仿真技术搭建供排水机泵操作人员实训系统平台已成为必然。

2 功能设计

为保证软件仿真实训系统可满足供排水机泵操作人员实训需求，系统需具备各项后台配置功能（含前台展示及后台逻辑判断）和应知部分测评题库配置（含后续题库升级），无需系统二次开发。详细功能：

（1）就应会部分，系统可以三维形式展示前台操作界面，由实训人员根据仿真场景及各项初始化参数值，对相关工艺设备设施进行操作，且相关参数值将根据实训人员操作步骤进行动态变化，并由软件后台自动记录相关操作步骤及自动测评，应会部分除前端三维展示模型外，后台逻辑判断及数据关联性亦可由使用单位自行进行配置；

（2）系统具备实训人员管理功能，可对实训人员信息、实训状态、等级等各项内容进行存储、查询、删除、修改；

（3）系统具备实训题库管理功能：可对实训题库内容进行添加、删除、修改、查询等各项操作，保证实训题库内容可根据行业发展形势同步更新；

（4）系统具备实训场次、座次管理及分配功能：可根据鉴定规则，实现实训人员、场次、座次有效关联，并可对各实训场次进行实时监管；

（5）系统具备WEB发布系统功能，相关授权用户可以IE方式访问实训仿真系统及游览相关实训基地、培训、课程等各项内容；

3 系统构成

3.1 网络构成

为保证软件仿真实训系统可及时根据各类新设备、新知识、新技术、新工艺等相关知识更新题库内容，系统以B／S形式进行架构。

图1 系统网络图Fig.1 System Network Diagram

3.2 软件构成

系统按系统构建分为数据层、业务层和发布层，同时建立并遵守相应的组织、制度和安全体系：

图2系统构架图Fig.2 System Structure Diagram

3.3 系统功能介绍

供排水机泵操作人员实训仿真系统软件根据功能可划分为：实训仿真系统软件、实训后台配置软件、实训后台测评软件、实训题库管理和实训信息发布软件。

3.3.1实训仿真系统软件

实训仿真系统软件可以三维形式实景展现供排水机泵操作人员日常工作环境场景，并可进一步展现相关泵站工艺构筑物内部情景。

在三维软件仿真界面基础上，将直观、形象展现相关工艺设备设施（格栅、闸门、水泵、阀门、除臭装置、加药装置等等）运行工况及工艺仪表（流量、液位、液位差、雨量等）运行信息。

培训人员可在三维仿真界面上根据供排水泵站运行工艺及相关设备设施、仪表运行信息对相关设备进行点击操作，且相关设备及仪表参数将根据操作内容同步变化、刷新，并可模拟相关运行故障现象，用以提升供排水机泵操作人员应急处理能力及安全防范意识。

（1）泵站三维全景图

图3 泵站三维全景图Fig．3 Three-Dimensional Panorama of Pump Station

（2）泵站工艺设备设施运行工况及工艺仪表运信息（见图4）

3．3．2 实训后台配置软件

实训后台配置软件主要实现题库、试题、软件仿真计算机、实训人员信息的有效关联，其功能主要如下：

（1）将实训仿真终端工作站、实训仿真内容及培训人员进行有效关联，即可实现人-机-内容三者有效匹配；

（2）可对三维仿真系统所展现前端界面进行任意配置及组合；

图4 泵站设备设施运行信息图Fig．4 Operation Information of Pump Station Facilities

（3）可对三维仿真前端界面所显示设备设施、自动化仪表初始化值进行设定；

（4）可对相关操作内容与设备设施、自动化仪表运行参数或变化趋势进行有效关联（充分利用已有泵站历史运行数据进行数据关联性设定）；

（5）可对相关操作内容进行逻辑判断准确性设置，为后台测评提供基础。

3．3．3 实训后台测评软件

培训教师可通过实训后台测评软件在线调用各实训人员试卷，包括实训内容、实训人员操作步骤、系统测评结果及实训人员技能薄弱点等各项内容。实训后台测评软件功能如下：

（1）自动记录操作人员在前端三维仿真界面上相关操作内容及对应设备设施、自动化仪表运行参数值；

（2）根据后台配置系统所设置相关逻辑判定规则，对培训人员相关操作步骤进行自动测评；

（3）可同时调用培训人员操作步骤及对应设施设施、自动化仪表初始化值；

（4）可查询相关培训人员实训测评等级及薄弱环节，为培训人员提供指导性建议（见图5）。

3．3．4 实训题库管理软件

图5 实训软件界面Fig.5 Interface of Training system

为保证实训系统效果，并且不断根据行业发展形势对实训题库内容进行更新，必须建立实训题库管理系统。

培训教师可经由题库管理系统对实训题库内相关内容进行添加、删除、修改等各项操作，并可对题库内试题进行检索、查询等操作，实现培训教师可对题库内容进行审阅、更新等各项操作（见图6）。

图6 试题维护及答案设置界面Fig.6 Inferface of Question and Answer Setting

3.3.5 实训信息发布软件

实训信息发布系统软件具备如下功能：

（1）内部信息发布方式为培训人员提供引导服务；

（2）内部信息发布方式展示相关供排水机泵操作人员培训课程、内容及场次信息；

（3）WEB发布方式对外展示相关供排水机泵操作人员培训课程、时间及内容信息；

（4）在线为相关培训人员提供咨询服务。

4 先进性和技术难点

本次建立的“供排水机泵操作人员软件仿真实训系统”的先进性和技术难点主要体现在：（1）将仿真与实训相结合；（2）建立的仿真系统紧扣劳动局培训和考核；（3）大量泵站实景建模和系统前端界面的建模；（4）从学员报名、注册、考题考场智能安排；（5）考题自由组合、考卷智能批阅；（6）学员成绩发布、学员学历管理，为学员后续升级考核预留接口。