專利名稱：軌道車運行控制設備模擬教學系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多媒體教學系統，尤其是涉及一種用于軌道車運行控制設備的便攜式模擬教學系統。
背景技術：
軌道車運行控制設備(以下簡稱GYK)是防止軌道車冒進信號、運行超速的行車安全控制設備。關于乘務人員進行GYK操作培訓目前存在以下主要問題①在全路范圍內目前仍主要采用粉筆、黑板、宣傳資料、教材自學等學習為主，缺乏實際動手操作的機會。②專業(yè)的師資力量較少，隨著軌道車任務加重對分散的乘務人員進行長時間集中培訓難度大。③培訓方法單一，效果差、效率低。④不能提供模擬上線實際運行操作的技能演練培訓。⑤ 針對特殊行車下的重點操作不能直觀的進行講解。⑥對偏遠出勤點的乘務人員不能進行及時的多媒體教學培訓。綜上所述，針對軌道車乘務員關于GYK的技能培訓存在嚴重缺陷，難以滿足當前需要。
發(fā)明內容本實用新型的目的是系統能夠模擬軌道車從乘務員出勤寫入揭示、途中運行監(jiān)控操作、特殊情況行車到退勤轉儲運行記錄文件數據等一次標準作業(yè)過程中對GYK的各項操作，并通過投影儀投放到大屏幕上，讓學員能更直觀的學習GYK的安全操作。在教學過程中可以對GYK實際操作的圖像和講解聲音進行同步錄制，生成視頻文件，方便以后教學使用，并支持教學文本編輯和保存，在教學中可以使用文本課件。選定錄制的教學錄像可以進行GYK教學運行記錄回放等功能，并預留監(jiān)控教學的擴展程序功能。該系統應能夠提供GYK的各種模式的檢驗，地面基本數據修改編輯后驗證，臨時揭示信息校驗等一體化多用途的模擬教學系統。本實用新型的目的是這樣實現的一種軌道車運行控制設備模擬教學系統，它包括GYK模擬教學儀、外接設備，所述的GYK模擬教學儀主要由主機模塊、GYK主機模擬模塊、DMI模擬模塊、開關電源模塊、視頻采集模塊組成；所述主機模塊與GYK主機模擬模塊之間通過USB通信接口連接，主機模塊與視頻采集模塊通過USB通信接口連接，GYK主機模擬模塊與DMI模擬模塊之間通過CAN總線方式連接，DMI模擬模塊與視頻采集模塊之間通過VGA接口連接，所述外接設備與主機模塊之間通過USB通信接口、VGA接口連接。所述主機模塊由工控主機，液晶顯示屏，電阻觸摸屏組成；所述工控主機與電阻觸摸屏之間通過USB通信接口連接，工控主機與液晶顯示屏之間通過LVDS接口連接。所述GYK主機模擬模塊由主控記錄電路、調試信號電路、總線電路組成；所述主控記錄電路與總線電路之間通過CAN總線方式連接，所述調試信號電路與總線電路之間通過CAN總線方式連接。所述DMI模擬模塊由ARM900主板、屏顯底板組成；所述ARM900主板與屏顯底板之間通過PC104總線方式連接。所述視頻采集模塊經采集DMI模擬模塊輸出的VGA模擬視頻信號，經編碼生成的視頻文件由USB接口輸出至主機模塊。本實用新型的有益效果是本實用新型是專為GYK教學而設計，采用觸摸屏作為設備的顯示操作界面。為方便現場各種條件下的教學使用，設備設計為便攜機，與投影儀配合可用于大型多媒體教室集中教學培訓，對于人數少、地點分散的流動教學僅使用單機即可。該設備能夠模擬一次標準作業(yè)過程中對GYK的各項操作；可對教學圖像和聲音實現同步錄制，并以多媒體文件格式保存和管理；可編輯和管理教學課件；具備“電子白板”功能用于教學過程對重點內容的標識，圈畫等；本系統能實現顯示操作界面分區(qū)控制處理，圖像同步合成顯示、采集、錄制、播放。本系統還可以實現教學音視頻同步錄制、存儲、回放。本系統在錄像文件存儲時，采用壓縮率高，失真小，便于傳輸的微軟公司的WMV格式壓縮處理。
圖I是本實用新型的系統組成框圖；圖2是本實用新型的系統原理框圖。
具體實施方式
本實用軌道車運行控制設備模擬教學系統分為GYK模擬教學儀、外接設備等組成，軌道車運行控制設備模擬教學系統分硬件和軟件兩部分。圖I所示GYK模擬教學儀主要由主機模塊、GYK主機模擬模塊、DMI模擬模塊、開關電源模塊、視頻采集模塊組成，所述主機模塊與GYK主機模擬模塊之間通過USB通信接口連接，主機模塊與視頻采集模塊通過USB通信接口連接，GYK主機模擬模塊與DMI模擬模塊之間通過CAN總線方式連接，DMI模擬模塊與視頻采集模塊之間通過VGA接口連接，所述外接設備與主機模塊之間通過USB通信接口、VGA接口連接。圖2所示主機模塊由工控主板、液晶顯示屏、電阻觸摸屏組成。所述工控主機與電阻觸摸屏之間通過USB通信接口連接，工控主機與液晶顯示屏之間聽過LVDS接口連接。GYK主機模擬模塊由主控記錄電路、調試信號電路、總線電路組成。所述GYK主機模擬模塊由主控記錄電路、調試信號電路、總線電路組成。所述主控記錄電路與總線電路之間通過CAN總線方式連接，所述調試信號電路與總線電路之間通過CAN總線方式連接。所述DMI模擬模塊由ARM900主板、屏顯底板組成。所述ARM900主板與屏顯底板之間通過PC104總線方式連接。視頻采集模塊經采集DMI模擬模塊輸出的VGA模擬視頻信號，經編碼生成的視頻文件由miniUSB接口輸出至主機模塊。開關電源模塊由220V的市電經電路轉換后2路隔離電壓輸出DC5V、DC12V，供主機模塊、GYK主機模擬模塊、DMI模擬模塊工作使用。調試信號電路ARM處理器將色燈信號、機車工況信息及模擬量信號數據存入RAM，主控記錄電路通過CAN總線讀取RAM內部存儲的數據，調試信號電路ARM處理器將速度等轉換為頻率信號送入主控記錄電路。信號發(fā)送由主機模塊通過USB通信傳輸發(fā)送出信號命令，ARM接受命令處理后控制向RAM相應單元寫入信息。而速度、絕緣節(jié)信號發(fā)送命令經過ARM轉換為頻率量信號，直接送入主控記錄電路。模擬發(fā)送鍵盤信號由上位計算機通過USB通信發(fā)出信號命令，ARM接受命令處理后控制相應的I/o 口輸出低電平，導通相應的門電路，送出鍵值信號給屏顯電路的鍵盤接口。信號接受:ARM與監(jiān)控記錄插件通過CAN總線進行信息交換。上位機通過USB與ARM進行通信，ARM通過CAN收發(fā)器按照監(jiān)控的通信協議與監(jiān)控主板間進行信息交換，并及時回送到上位機，是上位機實時獲取所需的監(jiān)控狀態(tài)信息。以ARM900主板為核心，主板、屏顯底板兩個模塊以PC104總線相連接，對外通過CAN總線和主控記錄電路通訊，從非易失RAM中調出地面數據，根據主控記錄電路發(fā)送的命令和數據由ARM900主機輸出視頻信息，由視頻采集電路經過編碼后在計算機上顯示出相關信息和實時曲線；通過語音電路進行各種語音提示；通過USB 口進行記錄數據的轉儲。用戶按下GYK屏顯模擬鍵盤，向下位機發(fā)送按鍵鍵值，下位機響應，輸出VGA信號經過視頻捕獲編碼后，形成圖像顯示在顯示器固定窗口。啟動電子白板功能，實時獲取并顯示用戶繪制圖像。啟動錄像功能，同步捕獲全屏圖像、音頻信號、白板圖像，經過DriectShow 合成并壓縮，存入內容緩沖區(qū)，停止錄像，壓縮形成ASF格式視頻文件。
權利要求1.一種軌道車運行控制設備模擬教學系統，它包括GYK模擬教學儀、外接設備，其特征是所述的GYK模擬教學儀主要由主機模塊、GYK主機模擬模塊、DMI模擬模塊、開關電源模塊、視頻采集模塊組成；所述主機模塊與GYK主機模擬模塊之間通過USB通信接口連接，主機模塊與視頻采集模塊通過USB通信接口連接，GYK主機模擬模塊與DMI模擬模塊之間通過CAN總線方式連接，DMI模擬模塊與視頻采集模塊之間通過VGA接口連接，所述外接設備與主機模塊之間通過USB通信接口、VGA接口連接。
2.根據權利要求I所述的軌道車運行控制設備模擬教學系統，其特征是所述主機模塊由工控主機，液晶顯示屏，電阻觸摸屏組成；所述工控主機與電阻觸摸屏之間通過USB通信接口連接，工控主機與液晶顯示屏之間通過LVDS接口連接。
3.根據權利要求I所述的軌道車運行控制設備模擬教學系統，其特征是所述GYK主機模擬模塊由主控記錄電路、調試信號電路、總線電路組成；所述主控記錄電路與總線電路之間通過CAN總線方式連接，所述調試信號電路與總線電路之間通過CAN總線方式連接。
4.根據權利要求I所述的軌道車運行控制設備模擬教學系統，其特征是所述DMI模擬模塊由ARM900主板、屏顯底板組成；所述ARM900主板與屏顯底板之間通過PC104總線方式連接。
5.根據權利要求I所述的軌道車運行控制設備模擬教學系統，其特征是所述視頻采集模塊經采集DMI模擬模塊輸出的VGA模擬視頻信號，經編碼生成的視頻文件由USB接口輸出至主機模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種軌道車運行控制設備模擬教學系統，它包括GYK模擬教學儀、外接設備，所述的GYK模擬教學儀主要由主機模塊、GYK主機模擬模塊、DMI模擬模塊、開關電源模塊、視頻采集模塊組成；該設備能夠模擬一次標準作業(yè)過程中對GYK的各項操作；可對教學圖像和聲音實現同步錄制，并以多媒體文件格式保存和管理；可編輯和管理教學課件；具備“電子白板”功能用于教學過程對重點內容的標識，圈畫等；本系統能實現顯示操作界面分區(qū)控制處理，圖像同步合成顯示、采集、錄制、播放。本系統還可以實現教學音視頻同步錄制、存儲、回放。本系統在錄像文件存儲時，采用壓縮率高，失真小，便于傳輸的微軟公司的WMV格式壓縮處理。
文檔編號G09B19/16GK202758514SQ201220374198
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2012年7月31日
發(fā)明者馮獻華, 張憲鋒, 艾彬, 段秋廣 申請人:鄭州暢想自動化設備有限公司