一种大型养路机械应急预案模拟演练系统的利记博彩app

本发明涉及铁路工务维修领域，更具体的说，是涉及一种大型养路机械应急预案模拟演练系统。

背景技术：

大型养路机械对线路的检查、养护及修理，主要依赖工作装置，而工作装置在机车底部，工作条件较为恶劣，所以大型养路机械在作业过程中容易出现脱线、工作装置故障等应急事件。铁路线路开“天窗”封锁施工作业的时间一般为3～4个小时，包括大型养路机械设备的进场，准备，施工，收工，撤出的全过程。实际留给作业的时间并不充裕。线路维修作业，一旦在施工作业中发生设备故障，且不能马上排除时，如何能将所有工作部件收至车辆限界内，并按要求锁定牢固，撤出施工区间返回停留车站待修非常关键。否则，影响线路按时开通，事关重大。

为了快速解决大型养路机械应急事件，恢复线路畅通，保证线路安全，需要应急抢修人员熟练应对应急起复事件，所以当前各大型养路机械段每一季度都要进行应急演练。目前国内各大型养路机械段内应急演练设备以实物大型养路机械为依托，即通过运用配置于大型养路机械段且有维修任务的大型养路机械模拟其故障状态，这样对大型养路机械的损耗很大，不能随时、多次进行应急演练，存在演练成本高、演练周期长、内容不全面、培训效果不理想的缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种大型养路机械应急预案模拟演练系统，利用系统仿真、虚拟现实、网络数据库、互动多媒体等技术，实现大型养路机械应急抢修的教学、培训、考核、知识、管理等功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大型养路机械应急预案模拟演练系统，包括基础数据平台、可视化调度平台和模拟演练平台；

所述基础数据平台用于建立统一的数据传输与数据交换规范，实现信息资源共享和信息系统协同发展；并对所有信息系统用户进行身份管理与认证；

所述可视化调度指挥平台用于调度指挥大型养路机械应急演练工作；

所述模拟演练平台用于大型养路机械应急抢修人员培训与考核。

作为优选的，所述可视化调度指挥平台包括演练指挥数据服务单元、指挥调度中心坐席服务单元、指挥调度中心大屏服务单元、演练指挥GIS服务单元、系统数据服务及配套单元、应用数据服务及配套单元、存储备份及配套单元和手持单兵客户端；

所述演练指挥数据服务器单元用于为整个系统提供底层支持，作为中心的主控设备，提供动态业务处理服务；

所述指挥调度中心坐席服务单元用于实时掌握每一个前端演练学员的位置，并可以随时与手持单兵客户端在线用户进行语音对讲，同时还可以实时观看到前端手持单兵客户端回传的现场音视频或图片；

所述指挥调度中心大屏服务单元用于同时显示多个指挥调度中心坐席服务单元及手持单兵客户端的画面；

所述演练指挥GIS(Geographic Information System，地理信息系统)服务单元用于以地理信息的方式向其提供基础的图形化地图服务和统一定位服务，通过与演练指挥数据服务器单元和应用数据服务及配套单元的接口，以图形化方式直观、准确的在地图上显示系统数据；

所述应用数据服务及配套单元用于为演练指挥数据服务器单元提供数据存储和读取支持，全面管理设备资料、状态数据、演练过程、调度指挥等过程相关的数据；

所述系统数据服务及配套单元用于为应用数据服务及配套单元提供底层支持；

所述存储备份及配套单元用于提供文件和系统的存储备份服务；

所述手持单兵客户端用于通过安装在手持设备中的手持单兵软件实时的与其他用户进行语音对讲，并可以实时将所在位置的GPS坐标回传到指挥调度中心坐席服务单元。

作为优选的，所述模拟演练平台包括教学子系统、训练子系统、知识子系统和管理子系统；所述教学子系统用于理论知识教学、场景虚拟仿真互动教学和结构原理教学；所述训练子系统用于大型养路机械起复及应急处理操作训练；所述考核子系统用于模拟真实的操作流程，实现大型养路机械应急抢修流程及相关的操作考核；所述知识子系统用于存储大型养路机械相关数据及装备保障技术知识；所述管理子系统用于训练考核管理、电子教材及应用系统集成管理、系统数据库管理和系统配置及用户权限管理。

作为优选的，所述教学子系统包括理论知识教学演示模块、场景虚拟仿真互动模块、结构原理教学模块；

所述理论知识教学演示模块用于大型养路机械装备及相关领域理论知识教学，包括电子教材及资料，用于教学讲解及学员学习查阅；

所述场景虚拟仿真互动模块用于通过虚拟仿真技术进行大型养路机械应急抢修环境的漫游在虚拟场景中进行大型养路机械应急抢修预案演示，以及相关机械设备、工具材料的互动操作；

所述结构原理教学模块用于演示大型养路机械的机械和电子结构原理，包括机械结构仿真演示单元和电子电路原理结构演示单元。

作为优选的，所述训练子系统包括操作流程自动演示模块和仿真操作训练模块；

所述模拟真实操作流程，通过图像、声音、文字、教员指导的手段，对操作步骤提供讲解和提示；

所述仿真操作训练模块用于采用虚拟仿真、交互式互动技术对相关演练预案进行训练；

所述考核子系统包括仿真操作考核模块和理论知识在线考试模块；

所述仿真操作考核模块用于模拟真实的操作流程，实现大型养路机械应急抢修流程及相关的操作考核，同时，将有关考核过程进行自动记录分析，根据相关操作数据进行考核的自动评估，并为教员的分析评估工作提供客观的考核数据；

所述理论知识在线考试模块用于编制积累知识考试题库，通过人工或自动生成试卷，学员在训练操作台或其它与服务器联网的终端进行在线考试，并实现自动评分、统计考试结果。

作为优选的，所述知识子系统包括交互式电子手册及资料模块和理论知识考试资料模块；

所述交互式电子手册及资料模块用于集成大型养路机械及装备保障技术知识库，可现场查询有关的技术手册和使用保养知识，进行故障咨询诊断分析，为装备保障活动提供信息化支持；

所述理论知识考试资料模块用于存储及更新考试试题资料。

作为优选的，所述管理子系统包括训练考核管理模块、电子教材及应用系统集成模块、系统数据库管理模块和系统配置及用户权限管理模块；

所述训练考核管理模块用于对训练考核资料、流程、试题进行维护和编辑，对训练考核进行计划安排及对训练考核结果进行评估；

所述电子教材及应用系统集成模块用于统一管理电子教材及文件，并集成相关应用软件系统，同时根据权限为用户提供使用或管理服务；

所述系统数据库管理模块用于提供用于存储系统文件和数据的数据库，并对数据库进行全面管理；

所述系统配置及用户权限管理模块用于对系统功能进行配置、对用户登录账号进行管理和权限配置。

作为优选的，所述训练考核管理模块包括训练考核资料及流程编辑单元、训练考核计划管理单元和训练考核评估及信息管理单元；

所述考核训练资料及流程编辑单元用于教学管理人员对训练考核的资料、流程、试题进行维护和编制；

所述训练考核计划管理单元用于教学管理人员对训练考核进行计划安排，并过现场操作管理训练考核过程；

所述训练考核评估及信息管理单元用于对考核相关信息进行记录并分析、评估，并对各训练终端的信息进行管理；

作为优选的，所述大型养路机械相关数据包括生产数据、资产数据、人事数据；还包括通用数据和财务管理数据；

所述生产数据包括维修计划数据、线路检修数据、大型养路机械检修数据和地理信息管理数据；

所述资产数据包括大型养路机械数据、固定设施数据、大型养路机械台账数据和备品备件数据；

所述人事数据包括培训实践数据、组织机构数据、作业管理数据、用户管理数据。

作为优选的，所述基础数据平台采用Web Service技术，以XML作为数据传输的标准，采用JMS消息传递机制建立统一的数据传输与数据交换规范；在用户认证中，所有的用户信息分别存放在LDAP目录服务和数据库中，并完成两者的同步，用户身份信息在目录服务中以层次结构，面向对象的数据库的方式集中存储管理，保证身份数据的一致性和完整性，为各类应用提供一致的用户信息访问；基础数据平台通过ESB服务总线消除不同应用之间的技术差异，使不同的应用服务器协调运作，实现不同服务之间的通信与整合。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明利用虚拟现实技术，实现了对大型养路机械应急事件场景模拟、抢修操作教学演练，可以运用于平时对大型养路机械操作人员的培训，利用更为合理的抢修救援实施方法，来模拟处理大型养路机械应急事故，从而提高大型养路机械操作者职业素质，在遇到应急事件时，迅速应对，保证线路安全。

附图说明

图1为本发明实施例系统结构框图；

图2为本发明实施例中大型养路机械相关数据标准图；

图3为本发明实施例中大型养路机械数据层次结构图；

图4为本发明实施例中数据共享体系概图；

图5为本发明实施例中多个业务系统统一认证模式示意图；

图6为本发明实施例中一次认证后在各系统间漫游模式示意图；

图7为本发明实施例中ESB服务总线与平台总体交互方式示意图；

图8为本发明实施例中ESB服务总线消息交换实例示意图；

图9为本发明实施例中模拟演练平台结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种养路机械应急预案模拟演练系统作进一步说明。

以下是本发明所述的一种养路机械应急预案模拟演练系统的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。

图1示出了一种大型养路机械应急预案模拟演练系统，包括基础数据平台、可视化调度平台和模拟演练平台；

所述基础数据平台用于建立统一的数据传输与数据交换规范，实现信息资源共享和信息系统协同发展；并对所有信息系统用户进行身份管理与认证；

所述可视化调度指挥平台用于调度指挥大型养路机械应急演练工作；

所述模拟演练平台用于大型养路机械应急抢修人员培训与考核。

通过虚拟现实技术，实现了大型养路机械脱线应急事件、大型养路机械工作装置故障、大型养路机械部件脱落、大型养路机械设备系统故障等事故的场景模拟，利用网络技术，实现反复演练，对操作人员进行培训，从而提高大型养路机械操作者职业素质。解决了以往以大型养路机械实物为依托的应急演练模式演练成本高、演练周期长、内容不全面、培训效果不理想的缺陷。保证了大型养路机械操作者在遇到应急事件时，迅速应对，保证线路安全。

在本实施例中，在建立数据基础平台过程中，数据标准是信息在采集、处理、交换、用户访问、传输过程中的统一规范，是实现铁路行业内信息资源共享和信息系统得到协同发展的基础。平台的数据标准基于国家标准、交通部标准、行业标准，兼顾各个标准之间的兼容性、一致性以及标准的可扩展性，形成一套大型养路机械的管理信息化标准。

具体的包括：

(1)数据标准建设

基础数据平台信息标准采用Web Service技术，以XML(可扩展标记语言)作为数据传输的标准，采用JMS(Java消息服务)消息传递机制建立统一的数据传输与数据交换规范，实现不同部门间、不同应用系统间的数据交换，具有良好的扩展性。如图2所示为大型养路机械相关数据标准概图，将大型养路机械相关的生产数据、资产数据、人事数据、其他数据分为相应数据子集，将基础数据集转化为软件代码集，实现系统功能的合理编制和数据共享。所述大型养路机械相关数据包括生产数据、资产数据、人事数据；还包括通用数据和财务管理数据；所述生产数据包括维修计划数据、线路检修数据、大型养路机械检修数据和地理信息管理数据；所述资产数据包括大型养路机械数据、固定设施数据、大型养路机械台账数据和备品备件数据；所述人事数据包括培训实践数据、组织机构数据、作业管理数据、用户管理数据。在数据标准实施中，通过数据需求周期、数据全寿命周期管理、数据模型管理相互结合，利用通用数据标准制定与通用数据模型的交互，实现数据标准体系的建立。在建设数据标准过程中，以元数据作为数据交换的基础，通过建立大型养路机械数据层次结构，搭建数据标准，以保证数据使用的方便性和可扩展性，如图3所示。

(2)数据共享、

数据共享技术通过数据交换工具，进行数据过滤、清洗和双向传递，实现各业务系统、共享数据服务平台相互之间的数据交换和共享，为作业、管理和服务提供有效的、实时和完善的共享数据，满足各类人员的数据查询、报表查询展示、信息共享、决策支持等要求。

在维修资源管理环节，可基于各业务系统数据，通过分析供货商情况(采购来源)，供货周期，资源保有数量、机车主要故障点，维修保养各环节资金占用情况，人员配置趋势等相互关联的数据信息，找到最优的资源保有数量、最优的人员结构、最优的采购周期、最优资金占用等相关数据，达到优化资源配置、合理调配资源，优化管理流程的目的，将实时数据、业务数据、专业数据与相应的应用系统结合，避免造成数据信息孤岛、数据信息的冗余和不一致，如图4所示，实施流程数据包括成本管理、损耗管理、检修管理、人事管理，实现实时应用的准确性校验、完整性校验、数据特征提取和业务规则配置；业务数据包括备件业务、用户业务、财务业务、检修业务，实现分析类、统计类、稽查类的应用以及专业数据的挖掘；专业数据包括、检修运营、风险管控、综合分析、状态监测，以实现业务场景建模、数据综合整合、分析算法研制及数据挖掘应用。

(3)统一身份认证

统一身份认证技术是一个集中的用户认证管理和集成环境，该系统可以完成对所有信息系统用户进行身份管理与认证，一方面方便使用和管理，另一方面也保证了整个系统的先进性与安全性。所有的用户信息分别存放在LDAP(轻量目录访问协议)目录服务和数据库中，通过可靠的机制完成两者的同步，用户身份信息在目录服务中以层次结构，面向对象的数据库的方式集中存储管理，从而保证身份数据的一致性和完整性，为各类应用提供一致的用户信息访问。支持设置用户容器，方便平台和硬件平台、应用系统等通过LDAP接口的方式实现身份集成。如图5为多个业务系统统一认证模式，不同系统都采用自身的一套认证和用户管理机制，不利于体系内统一管理，所以将多个业务系统(人事系统、设备系统、检修系统)统一认证于一台服务器；图6为一次认证后在各系统间漫游模式，即用户经统一身份认证平台登录后，从一个功能进入到另一个功能时，系统平台依据用户的角色与权限，完成对用户的一次性身份认。。

(4)数据服务总线技术

采用企业级ESB(Enterprise Service Bus，企业服务总线)构建SOA(Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构)架构。ESB提供了网络中最基本的连接中枢，通过ESB消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信与整合。从功能上看，ESB提供了事件驱动和文档导向的处理模式，以及分布式的运行管理机制，它支持基于内容的路由和过滤，具备复杂数据的传输能力，并提供一系列的标准接口。如图7为ESB服务总线与平台总体交互方式。

如图8，通过ESB服务总线消息交换，系统内的资源实时变动的数据能够实时交换和反馈到运管理系统、检修系统、和其它建立了信息订阅关系的管理系统等中去，及时反映资源的保有量，以利于资源的合理调配与安排。

在本实施例中，应急演练可视化调度指挥平台以应急演练指挥系统服务器单元为核心，通过数据及网络交换设备、无线网络建立数据网络，调度指挥大型养路机械应急演练工作。

所述可视化调度指挥平台包括演练指挥数据服务单元、指挥调度中心坐席服务单元、指挥调度中心大屏服务单元、演练指挥GIS服务单元、系统数据服务及配套单元、应用数据服务及配套单元、存储备份及配套单元和手持单兵客户端；

所述演练指挥数据服务器单元用于为整个系统提供底层支持，作为中心的主控设备，提供动态业务处理服务；

所述指挥调度中心坐席服务单元用于实时掌握每一个前端演练学员的位置，并可以随时与手持单兵客户端在线用户进行语音对讲，同时还可以实时观看到前端手持单兵客户端回传的现场音视频或图片；

所述指挥调度中心大屏服务单元用于同时显示多个指挥调度中心坐席服务单元及手持单兵客户端的画面；

所述演练指挥GIS服务单元用于以地理信息的方式向其提供基础的图形化地图服务和统一定位服务，通过与演练指挥数据服务器单元和应用数据服务及配套单元的接口，以图形化方式直观、准确的在地图上显示系统数据；

所述应用数据服务及配套单元用于为演练指挥数据服务器单元提供数据存储和读取支持，全面管理设备资料、状态数据、演练过程、调度指挥等过程相关的数据；

所述系统数据服务及配套单元用于为应用数据服务及配套单元提供底层支持；

所述存储备份及配套单元用于提供文件和系统的存储备份服务；

所述手持单兵客户端用于通过安装在手持设备中的手持单兵软件实时的与其他用户进行语音对讲，并可以实时将所在位置的GPS坐标回传到指挥调度中心坐席服务单元。

在本实施例中，所述模拟演练平台包括教学子系统、训练子系统、知识子系统和管理子系统；所述教学子系统用于理论知识教学、场景虚拟仿真互动教学和结构原理教学；所述训练子系统用于大型养路机械起复及应急处理操作训练；所述考核子系统用于模拟真实的操作流程，实现大型养路机械应急抢修流程及相关的操作考核；所述知识子系统用于存储大型养路机械相关数据及装备保障技术知识；所述管理子系统用于训练考核管理、电子教材及应用系统集成管理、系统数据库管理和系统配置及用户权限管理。

作为优选的，所述教学子系统包括理论知识教学演示模块、场景虚拟仿真互动模块、结构原理教学模块；

所述理论知识教学演示模块用于大型养路机械装备及相关领域理论知识教学，包括电子教材及资料，用于教学讲解及学员学习查阅；

所述场景虚拟仿真互动模块用于通过虚拟仿真技术进行大型养路机械应急抢修环境的漫游在虚拟场景中进行大型养路机械应急抢修预案演示，以及相关机械设备、工具材料的互动操作，可适应3D立体视景及最新虚拟现实体感设备；

所述结构原理教学模块用于演示大型养路机械的机械和电子结构原理，包括机械结构仿真演示单元和电子电路原理结构演示单元。

作为优选的，所述训练子系统包括操作流程自动演示模块和仿真操作训练模块；

所述模拟真实操作流程，通过图像、声音、文字、教员指导的手段，对操作步骤提供讲解和提示；

所述仿真操作训练模块用于采用虚拟仿真、交互式互动技术对相关演练预案进行训练；

所述考核子系统包括仿真操作考核模块和理论知识在线考试模块；

所述仿真操作考核模块用于模拟真实的操作流程，实现大型养路机械应急抢修流程及相关的操作考核，同时，将有关考核过程进行自动记录分析，根据相关操作数据进行考核的自动评估，并为教员的分析评估工作提供客观的考核数据；

所述理论知识在线考试模块用于编制积累知识考试题库，通过人工或自动生成试卷，学员在训练操作台或其它与服务器联网的终端进行在线考试，并实现自动评分、统计考试结果。

考核操作界面应训练界面基本要素，主要的不同是屏蔽了有关帮助和知识信息，同时应试人员必须输入自己考试信息才能进行考核。

教练可在操作台或训练管理服务器上编制积累知识考试题库，可人工或自动生成试卷，学员可在训练操作台或其它与服务器联网的终端进行在线考试，并可实现自动评分、统计考试结果等辅助管理功能。

作为优选的，所述知识子系统包括交互式电子手册及资料模块和理论知识考试资料模块；

所述交互式电子手册及资料模块用于集成大型养路机械及装备保障技术知识库，可现场查询有关的技术手册和使用保养知识，进行故障咨询诊断分析，为装备保障活动提供信息化支持；

所述理论知识考试资料模块用于存储及更新考试试题资料。

作为优选的，所述管理子系统包括训练考核管理模块、电子教材及应用系统集成模块、系统数据库管理模块和系统配置及用户权限管理模块；

所述训练考核管理模块用于对训练考核资料、流程、试题进行维护和编辑，对训练考核进行计划安排及对训练考核结果进行评估；教学管理人员可通过系统对训练考核的资料、流程、试题进行维护和编制，不断完善训练考核内容；可通过系统对训练考核进行计划安排。应与可视化调度指挥平台之间有通用数据接口；系统具备自动记录训练考核过程的功能，教练可在训练操作台终端通过现场操作管理训练考核过程，也可在考核后对相关信息记录进行查询分析，有关训练考核活动记录将形成不断积累的数据库，可随时调阅历史数据；现场管理主要提供对各训练终端的实时监控，可实时查看终端的使用状态及正在进行训练考核的流程进度，同时可对各终端的信息进行管理，系统可集成视频监控通过带云台的监控头实时查看训练现场也可远程实时查看训练终端的屏幕。

所述电子教材及应用系统集成模块用于统一管理电子教材及文件，并集成相关应用软件系统，同时根据权限为用户提供使用或管理服务；具备使用权限的用户可查阅有关电子教材、使用集成的系统，具备管理权限的用户可以对电子教材和集成系统进行管理维护，不断丰富和扩展系统的内容，使系统成为可持续扩展的知识平台。

所述系统数据库管理模块用于提供用于存储系统文件和数据的数据库，并对数据库进行全面管理；不需要特别的技术人员即可实现对系统数据的管理，便于设备发生故障时即使保护、恢复数据，便于系统转移、硬件更新等升级工作后系统能安全恢复工作。

所述系统配置及用户权限管理模块用于对系统功能进行配置、对用户登录账号进行管理和权限配置。对用户登录账号进行管理和权限配置，确保系统的正常运行及信息安全，功能要求用户权限与系统功能任意相匹配，可实现管理分权、应用分权的能力。

作为优选的，所述训练考核管理模块包括训练考核资料及流程编辑单元、训练考核计划管理单元和训练考核评估及信息管理单元；

所述考核训练资料及流程编辑单元用于教学管理人员对训练考核的资料、流程、试题进行维护和编制；

所述训练考核计划管理单元用于教学管理人员对训练考核进行计划安排，并过现场操作管理训练考核过程；

所述训练考核评估及信息管理单元用于对考核相关信息进行记录并分析、评估，并对各训练终端的信息进行管理；

综上所述，本发明的有益效果在于：

(1)建设集数据资源统一管理、数据共享、统一身份管理、大数据分析功能于一体的数据基础平台，不局限于本次项目的建设，基于长远规划和可持续集成的目的，在整理制定大型养路机械应急抢修预案模拟演练系统数据标准集的同时，也整理制定涵盖大型养路机械运用检修段常用MIS系统(管理信息系统)的通用数据集标准，为本次建设及后续应用系统建设及系统间集成提供一致的建设标准。

基础平台建设首先制定一套各业务系统通用的统一数据标准，完善和建设各业务系统的数据集，进而为各系统提供统一的权限管理及身份认证体系，然后使用企业服务总线完成业务系统间的数据交换对接和业务流程编排，实现业务联运；最终可实现进一步的大数据分析，促进信息化建设的增值及提升管理效率。

(2)建设适应我国铁路系统现状及发展的大型养路机械应急仿真模拟演练平台，实现原理教学、操作训练、考核评估、技术资料及知识支持、信息管理等系统功能；利用系统仿真、虚拟现实、网络数据库、互动多媒体等技术提高系统的应用效果；通过合理的研发周期安排，可逐步实现从大型养路机械起复及应急演练的应用到多领域的分布式仿真训练平台。

(3)建设大型养路机械应急演练可视化调度指挥平台，以可视化方式，实现对大型养路机械应急演练的规范化管理，对人流、物流、信息流进行统一管理演练。对演练系统进行实时调度指挥，实现操作可视化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。