ПРОЦЕДУРНЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ МАШИНИСТОВ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к системам обучения персонала на железнодорожном транспорте и может быть использована для индивидуального обучения персонала локомотивных бригад управлению тормозами и системами безопасности.
Известна интерактивная автоматизированная система обучения, в состав которой входит модуль процедурного тренажера, выполненный в виде макета рабочего места управления, имеющего процессорный блок, а также дисплейное устройство, связанное с блоком инструктора модуля группового обучения (RU, №2271040, С1, опубл. 27.02.2006).
Это изобретение относится к автоматизированным средствам обучения и может быть использовано при создании систем для комплексного группового и/или индивидуального обучения и подготовки персонала для эксплуатации и обслуживания различных сложных технических систем, предусматривающих включение в контур управления этими системами человека.
Процедурный тренажер в этой системе обучения использует макет рабочего места обучаемого, который в случае применения для обучения машинистов тягового подвижного состава является сложной в изготовлении кабиной машиниста. Кроме того, такой процедурный тренажер не позволяет отрабатывать навыки по управлению тормозами и устройствами безопасности для разных серий тягового подвижного состава.
Известен тренажерный комплекс машинистов (водителей) подъемно-транспортных механизмов, который состоит из управляющего вычислительного комплекса с установленным программным обеспечением, рабочего места, включающего в себя кресло машиниста (водителя) и пульт управления, устройства визуализации, выполненного на базе трех широкоугольных проекторов, которые формируют на фронтальном и боковых экранах оптическое изображение окружающей рабочей среды (RU, №116674, U1, опубл. 27.05.2012).
Эта полезная модель не предназначена для обучения машинистов тягового подвижного состава, а в случае применения ее в этих целях в такой тренажерный комплекс должен входить сложный в изготовлении пульт управления. Причем использующаяся в этом устройстве видеосистема с боковыми мониторами не требуется для отработки навыков обучения машинистов тягового подвижного состава по пользованию тормозами и устройствами безопасности для разных серий подвижного состава.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является универсальная информационно-обучающая и контролирующая система "ТОРВЕСТ-ИОКС", представляющая собой тренажерный комплекс, включающий рабочее место, кресло машиниста, пульт управления, видеосистему, компьютерное оборудование с установленным программным обеспечением. Этот тренажер содержит аудиосистему, рабочее место инструктора, выполненное с возможностью задания и контроля выполнения упражнения и с возможностью имитации, приближенной к реальности среды работы (RU, №137410, U1, опубл. 02.02.2014).
В этом устройстве рабочее место оператора состоит из специализированного корпуса, на котором установлены основной сенсорный монитор и, по меньшей мере, два вспомогательных сенсорных монитора, унифицированные органы управления системами торможения и приборами безопасности. В этом техническом решении устройство визуализации выполнено на базе LCD телевизора диагональю не менее 40 дюймов и адаптера, передающего сигналы с унифицированных органов управления в программное обеспечение через USB интерфейс.
Устройство представляет собой комплекс аппаратно-программных средств и может использоваться для обучения и отработки первичных навыков управления тяговым подвижным составом железных дорог (локомотивы, специальный подвижной состав, карьерный транспорт, электропоезда и т.п.), а также изучения узлов, деталей и процессов, происходящих в системах тягового подвижного состава. Как видно из представленных фигур ближайшего аналога, пульт управления, кресло машиниста, видеосистема и аудиосистема не соответствует реальной обстановке в макете кабины машиниста, что ухудшает эффективность и качество обучения.
Ограничением данного технического решения является отсутствие возможности создать для обучаемого обстановку, максимально приближенную к реальному рабочему месту машиниста, в том числе:
не обеспечено расположение отображаемых на мониторах органов управления локомотивом, индикаторов локомотивных устройств безопасности, скоростемеров, микропроцессорных систем управления движением, манометров и других стрелочных приборов в соответствии с их реальным расположением на горизонтальных и вертикальных частях пульта управления локомотивом. Причиной указанных недостатков является расположение устройства визуализации на месте расположения элементов пульта управления и неполнота отображения органов управления.
Решаемой полезной моделью задачей является улучшение технико-эксплуатационных характеристик тренажера и создание в процессе обучения обстановки наиболее полно приближенной к практической работе машиниста в кабине локомотива.
Достигаемый технический результат - повышение эффективности и качества обучения за счет создания для обучаемого обстановки, максимально приближенной к реальному рабочему месту машиниста.
Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в процедурном тренажере для обучения машинистов тягового подвижного состава, содержащем управляющий вычислительный комплекс с установленным программным обеспечением, рабочее место обучаемого, снабженное устройством визуализации, пультом управления, выполненным с сенсорными мониторами, и органами управления системами торможения и приборами безопасности, связанными через интерфейс с управляющим вычислительным комплексом, согласно заявленной полезной модели сенсорные мониторы пульта управления размещены в горизонтальной и вертикальной частях рабочего места обучаемого для отображения, соответственно, горизонтальной и вертикальной частей подлинного пульта управления тяговым подвижным составом, причем устройство визуализации выполнено на базе широкоформатного монитора (не сенсорного), расположенного вертикально над сенсорными мониторами пульта управления для отображения путевой обстановки, при этом конструктивно рабочее место состоит из двух частей, на одной, постоянной, размещены сенсорные мониторы и устройство визуализации, а на другой, сменяемой, размещены органы управления системами торможения и безопасности, соответствующие подлинным для конкретной серии тягового подвижного состава.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы
количество сенсорных мониторов, размещенных в горизонтальной части рабочего места обучаемого, определяли бы из условия отображения всех органов управления и индикаторов в соответствии с их реальным расположением на горизонтальных частях пульта управления тяговым подвижным составов;
количество сенсорных мониторов, размещенных в вертикальной части рабочего места обучаемого, определяли бы из условия отображения всех органов управления, индикаторов локомотивных устройств безопасности, скоростемеров микропроцессорных систем управления движением, манометров и других стрелочных приборов в соответствии с их реальным расположением на вертикальных частях пульта управления тяговым подвижным составов;
органы управления системами торможения и приборами безопасности включают кран машиниста, кран вспомогательного тормоза, ключ электропневматического клапана автостопа, рукоятки бдительности и верхней рукоятки бдительности, которые выполнены объемными и размещены ориентировочно в соответствии с их подлинным местоположением на пульте управления тягового подвижного состава;
управляющий вычислительный комплекс был снабжен интерфейсом для подключения к локальной вычислительной сети;
управляющий вычислительный комплекс был снабжен интерфейсом для подключения к сети передачи данных.
Указанные преимущества, а также особенности полезной модели поясняются с помощью варианта его выполнения со ссылками на фигуры.
Фиг. 1 - заявленный процедурный тренажер.
Фиг. 2 - рабочее место машиниста электровоза ЭП2К.
Фиг. 3 - один из вариантов выбора темы.
Фиг. 4 - информационный этап обучения.
Фиг. 5 - демонстрационный этап обучения.
Фиг. 6 - тестовый этап обучения.
Фиг. 7 - контрольный этап обучения.
На фиг. 1 показан вариант возможный вариант реализации процедурного тренажера для обучения машинистов тягового подвижного состава, который содержит управляющий вычислительный комплекс 1 с установленным программным обеспечением, рабочее место 2 обучаемого, снабженное устройством 3 визуализации, пульт управления, выполненный с сенсорными мониторами 4, 5, и органами управления системами торможения и приборами безопасности, соответствующими подлинным для конкретной сери тягового подвижного состава, связанными через интерфейс с управляющим вычислительным комплексом 1.
Сенсорные мониторы 4, 5 пульта управления размещены в горизонтальной и вертикальной частях рабочего места 2 обучаемого для отображения, соответственно, горизонтальной и вертикальной частей пульта управления тяговым подвижным составом. Устройство 3 визуализации выполнено на базе широкоформатного монитора, (не сенсорного), расположенного вертикально над мониторами 4, 5 пульта управления для отображения путевой обстановки. Устройство 3 визуализации снабжено звуковыми колонками, используемыми в процессе обучения (не показаны).
В горизонтальной части рабочего места 2 обучаемого могут быть размещены по меньшей мере два сенсорных монитора 4, которые расположены с наклоном к местоположению обучаемого и предназначены для отображения на их экранах органов управления и индикаторов в соответствии с их реальным расположением на горизонтальной части подлинного пульта управления тягового подвижного состава (фиг. 1, 2).
В вертикальной части рабочего места 2 обучаемого могут быть размещены по меньшей мере четыре сенсорных мониторов 5, которые предназначены для отображения на их экранах органов управления, индикаторов локомотивных устройств безопасности, скоростемеров, микропроцессорных систем управления движением, манометров и иных стрелочных приборов в соответствии с их реальным расположением на вертикальной части подлинного пульта управления тягового подвижного состава (фиг. 1, 2).
Кроме того, процедурный тренажер снабжен органами управления системами торможения и приборами безопасности - краном 6 машиниста, например, №395, краном 7 вспомогательного тормоза, например №215, ключом 8 электропневматического клапана автостопа, например ЭПК150, рукояткой 9 бдительности и верхней рукояткой 10 бдительности, выполненных объемными и размещенными ориентировочно в соответствии с их подлинным местоположением на пульте управления тягового подвижного состава (фиг. 1, 2).
Для варианта исполнения рабочего места обучаемого 2 в соответствии с фиг. 1, заменяемой частью является механически связанный с основной частью вертикальный кронштейн 11, на котором размещены кран машиниста 6 №395, кран 7 вспомогательного тормоза №215, ключ 8 ЭПК150, и рукоятка 9 бдительности.
Управляющий вычислительный комплекс 1 может быть снабжен интерфейсом для подключения к локальной вычислительной сети и/или интерфейсом для подключения к сети передачи данных.
На фиг. 1 также показано устройство 12 бесперебойного питания.
Управляющий вычислительный комплекс 1 подключен к сети электропитания через устройство 12 бесперебойного питания (фиг. 1).
Вариант реализации процедурного тренажера для обучения машинистов электровоза ЭП2К показан на фиг. 1. Однако он за счет перепрограммирования управляющего вычислительного комплекса 1 может быть легко реализован для любой серии тягового подвижного состава, чем достигаются большие функциональные возможности заявленного процедурного тренажера. Программное обеспечение управляющего вычислительного комплекса 1 позволяет по выбору преподавателя использовать процедурный тренажер для обучения работе на различных сериях тягового подвижного состава, для чего на экранах сенсорных мониторов 4, 5 отображаются органы управления, индикаторы локомотивных устройств безопасности, скоростемеров, микропроцессорных систем управления движением, манометры и другие стрелочные приборы в соответствии с их реальным расположением на пульте управления выбранной для обучения серии или типа тягового подвижного состава. В случае необходимости для соответствия органов управления системами торможения и безопасности подлинным для конкретной серии тягового подвижного состава заменяется сменная часть рабочего места машиниста.
Повышение эффективности и качества обучения обеспечивается за счет создания для обучаемого обстановки, максимально приближенной к реальному рабочему месту машиниста (фиг. 1, 2).
Для оценки степени соответствия, изображенного на экранах сенсорных мониторов 4 и 5 пульта управления электровоза ЭП2К с реальным пультом на фиг. 2 приведена фотография этого пульта.
Процедурный тренажер работает следующим образом (фиг. 1).
Перед началом занятий преподаватель непосредственно на процедурном тренажере либо дистанционно по локальной сети или сети передачи данных со своего рабочего места (не показано) выбирает для обучаемого тему занятий.
Выбор этой темы может быть обусловлен нарушениями, выявленными в ходе расшифровки результатов реальных поездок обучаемого, либо результатами его предыдущих испытаний, которые хранятся в соответствующих базах данных управляющего вычислительного комплекса 1. В качестве примера результат выбора темы показан на сенсорном мониторе 4 (фиг. 3).
В состав программного обеспечения управляющего вычислительного комплекса 1 включена система обучения, предусматривающая по каждой теме следующие этапы: информационный, демонстрационный, тестовый, контрольный.
Информационный этап предусматривает ознакомление обучаемого с предметом занятия, например, с помощью видеофильма, который демонстрируется на устройстве 3 визуализации (фиг. 4).
Демонстрационный этап предусматривает показ на экранах сенсорных мониторов 4, 5 с помощью маркеров и текстовых пояснений последовательность каждого действия машиниста, которые должен повторить обучаемый, прежде чем перейти в следующему действию (фиг. 5).
Тестовый этап в зависимости от темы занятия предусматривает выбор варианта ответа на вопросы по предмету занятия, отображенные, например, на одном из экранов сенсорных мониторов 4 (фиг. 6), или выполнение определенных действий по управлению тяговым подвижным составом с помощью унифицированных органов управления системами торможения и приборами безопасности (кран 6 машиниста №395, кран 7 вспомогательного тормоза №215, ключ 8 электропневматического клапана автостопа ЭПК150, рукоятка 9 бдительности, верхняя рукоятка бдительности 10), а также с помощью сенсорных органов управления, приборов, кнопок и т.п. пульта управления, изображенных на экранах сенсорных мониторов 4, 5.
Контрольный этап в дополнение к тестовому этапу предусматривает анализ выполнения задания (фиг. 7), а также передачу этой информации в базу данных результатов испытаний.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает приобретение у обучающихся навыков по управлению тормозами и системами безопасности тягового подвижного состава.
Наиболее успешно заявленный «Процедурный тренажер для обучения машинистов тягового подвижного состава» промышленно применим на железнодорожном транспорте для индивидуального обучения персонала локомотивных бригад управлению движения, а также управлению тормозами и системами безопасности.