一种盾构掘进机仿真培训系统及方法
专利汇可以提供一种盾构掘进机仿真培训系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及盾构掘进机技术领域，公开一种盾构掘进机仿真培训系统及方法，该方法采用的盾构掘进机培训系统，包括：盾构培训 服务器 、生产网内客户端工作站、考官评价站，所述盾构培训服务器通过互联网与生产网内客户端工作站、考官评价站相连，生产网内客户端工作站由客户端PC机与学员用盾构机主操控台连接组成，考官评价站为考官用考官评价PC机。本发明能够使盾构主司机不用进入施工现场即可进行理论及实践学习，大大减小了主司机的培养过程，而通过考试认证上岗，有助于提高盾构主司机自身专业素质以及主司机行业的整体 质量 。并且具有开挖切削土体、运送土碴、拼装隧道衬砌、丈量导向纠偏等功能。，下面是一种盾构掘进机仿真培训系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种盾构掘进机仿真培训系统，其特征是：包括：盾构培训服务器、生产网内客户端工作站、考官评价站，所述盾构培训服务器通过互联网与生产网内客户端工作站、考官评价站相连，生产网内客户端工作站由客户端PC机与学员用盾构机主操控台连接组成，考官评价站为考官用考官评价PC机。
2.如权利要求1所述一种盾构掘进机仿真培训系统，其特征是：所述盾构机主操控台为仿真的操控台，包括：四个显示屏、盾构机功能机组键盘、操控台体，操控台体立面设置有四个显示屏，左下和右下两个屏模拟显示盾构机操作的实际主控界面，右上屏显示仿真的全站仪，左上屏显示主司机的考试界面；操控台体平面设置有盾构机功能机组键盘，盾构机功能机组键盘包括：按钮F1至按钮F8。
3.如权利要求1所述一种盾构掘进机仿真培训系统，其特征是：所述按钮F1至按钮F8具体为：
按钮F1包括：掘进、土压、注浆、盾尾铰接、牵引力、掘进、材料输送的界面按键；按钮F2为泡沫装置界面按键；按钮F3为刀盘按钮，用于变频器、彷型刀、管片安装器、螺旋输送机、膨润土系统、紧急停止工作；
按钮F4为过程技术操作数据按钮，用于温度、流量、压力、电流、料位、饱和度、管片安装机工作；
按钮F5为盾尾密封油脂按钮；按钮F6为操作日志警示信息按钮；按钮F7用于材料输送、气体检测装置、运行时间、膨胀系数工作；按钮F8为操作数据按钮，用于齿轮油、润滑油脂、电流/电压工作。
4.一种盾构掘进机培训方法，其特征是：采用应用服务器通过互联网与生产网内客户端工作站、考官工作站相连构成的盾构掘进机培训系统进行培训，该盾构掘进机集机、电、液、传感、信息技能于一体，并且具有开挖切削土体、运送土碴、拼装隧道衬砌、丈量导向纠偏的功能；
学员在操控的同时，需要不断检测各个关键部件的参数变化，当操作不当时，系统主界面会有相应的警告；其具体步骤如下：
1）、在应用服务器安装Windows2008 Server操作系统；在生产网内客户端工作站安装客户端Windows XP/Win 7操作系统，Net Framework4.5环境；
（1）用户分角色分模式登陆系统；采用用户登录模块分角色分模式登录，用户包括：学员登陆操作权限、考官登陆操作权限；
（2）模拟操控台和实现即时交互，界面按键F1-F8显示参数信息；
F1:掘进—土压、注浆、盾尾铰接、牵引力、掘进、材料输送；F2:泡沫—泡沫装置；F3:刀盘—变频器、彷型刀、管片安装器、螺旋输送机、膨润土系统、紧急停止概述；F4:过程技术操作数据—温度、流量、压力、电流、料位、饱和度、管片安装机；F5:盾尾密封油脂；F6:警示信息；F7:材料输送、气体检测装置、运行时间、后续输送带、膨胀系数；F8: 操作数据—齿轮油、润滑油脂、电流/电压；操作员使用键盘上的
（3）参数设定和认可条件查阅；
（4）考官设置题库；
（5）考官设置认可条件；采用认可信息模块，认可信息模块是指盾构机各个功能系统在实际操作环境下的可操作条件，该模块提供了考官对各个功能系统认可信息的增删改操作；
（6）考生进行题库出题考试和现场答题；采用的考题模块分为题库出题和现场出题两种形式，考试前需设置考试题目信息，即主观题和客观题的数量和分值；主观题来自题库中，客观题即为现场出题，对考生的考核提供了自主灵活方式；考试模块是为了考察学员对盾构机虚拟培训系统的掌握程度，提前预设的一些实际操控中发生的问题和该问题的解决方案，一个问题就是一个题目，每个题目再细分具体操作步骤，每一步绑定一个操控台按钮，并且系统提供了考官出题的界面；
2）生产网内客户端工作站的盾构掘进机操控装置的工作方法，包括：
（1）理论学习模式，根据轨道交通盾构隧道施工技术基本知识和要点,编制了具体的理论学习内容,便于盾构机主司机掌握所需知识；理论知识点的编辑考虑图文结合,以方便学员对知识点的认识和掌握；包括:基坑施工、盾构出洞、盾构掘进、管片拼装、联络通道施工、盾构进洞知识,通过结合文本学习和视频演示增加对知识的理解；
（2）标准流程操作模式，该模式下，学员对主操控台直接操作，主操控台由真实盾构机的操控台1比1仿真制作；通过主操控台的实际操作，学员有如在真实环境下的操作感觉，按照设计好的标准操作流程的提示操作，让主司机能够熟练掌握正常的、按标准化流程进行的操作；标准流程操作模式下，如果学员的操作不当，在主界面会有相应的提示，以红色字体标记，且随时终止操作；
（3）考试模式,为了测试知识掌握情况和熟练程度,学员进入系统的考试模式,根据学习的章节内容,系统随机出题进行测试,测试结束后显示测试成绩；系统还能在测试完成后,返回去查看测试中哪些题做错,并针对做错题再返回相应模块重新学习；
考试模式下，系统根据用户权限不同，设置为学员站和考官站；
学员操作时，考官监控并打分；并且通过本系统的在线考试系统,根据学习的章节内容,随机出题进行测试,测试结束后显示测试成绩，测试学员对盾构机知识的掌握情况和熟练程度；
（4）盾构施工培训学习平台，是对知识库维护的开放性和可扩展性，本系统维护了盾构施工知识库而成为盾构施工培训系统,并且能够扩展到该工程行业所有领域的施工技能培训,成为一个工程行业的综合型培训学习平台。
一种盾构掘进机仿真培训系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
按钮F4为过程技术操作数据按钮，用于温度、流量、压力、电流、料位、饱和度、管片安装机工作；
按钮F5为盾尾密封油脂按钮；按钮F6为操作日志警示信息按钮；按钮F7用于材料输送、气体检测装置、运行时间、膨胀系数工作；按钮F8为操作数据按钮，用于齿轮油、润滑油脂、电流/电压工作。
1）、在应用服务器安装Windows2008 Server操作系统；在生产网内客户端工作站安装客户端Windows XP/Win 7操作系统，Net Framework4.5环境；
（1）用户分角色分模式登陆系统；采用用户登录模块分角色分模式登录，用户包括：学员登陆操作权限、考官登陆操作权限；
（2）模拟操控台和实现即时交互，界面按键F1-F8显示参数信息；
F1:掘进—土压、注浆、盾尾铰接、牵引力、掘进、材料输送；F2:泡沫—泡沫装置；F3:刀盘—变频器、彷型刀、管片安装器、螺旋输送机、膨润土系统、紧急停止概述；F4:过程技术操作数据—温度、流量、压力、电流、料位、饱和度、管片安装机；F5:盾尾密封油脂；F6:警示信息；F7:材料输送、气体检测装置、运行时间、后续输送带、膨胀系数；F8: 操作数据—齿轮油、润滑油脂、电流/电压；操作员使用键盘上的
（3）参数设定和认可条件查阅；
（4）考官设置题库；
（5）考官设置认可条件；采用认可信息模块，认可信息模块是指盾构机各个功能系统在实际操作环境下的可操作条件，该模块提供了考官对各个功能系统认可信息的增删改操作；
（6）考生进行题库出题考试和现场答题；采用的考题模块分为题库出题和现场出题两种形式，考试前需设置考试题目信息，即主观题和客观题的数量和分值；主观题来自题库中，客观题即为现场出题，对考生的考核提供了自主灵活方式；考试模块是为了考察学员对盾构机虚拟培训系统的掌握程度，提前预设的一些实际操控中发生的问题和该问题的解决方案，一个问题就是一个题目，每个题目再细分具体操作步骤，每一步绑定一个操控台按钮，并且系统提供了考官出题的界面；
2）生产网内客户端工作站的盾构掘进机操控装置的工作方法，包括：
（1）理论学习模式，根据轨道交通盾构隧道施工技术基本知识和要点,编制了具体的理论学习内容,便于盾构机主司机掌握所需知识；理论知识点的编辑考虑图文结合,以方便学员对知识点的认识和掌握；包括:基坑施工、盾构出洞、盾构掘进、管片拼装、联络通道施工、盾构进洞知识,通过结合文本学习和视频演示增加对知识的理解；
（2）标准流程操作模式，该模式下，学员对主操控台直接操作，主操控台由真实盾构机的操控台1比1仿真制作；通过主操控台的实际操作，学员有如在真实环境下的操作感觉，按照设计好的标准操作流程的提示操作，让主司机能够熟练掌握正常的、按标准化流程进行的操作；标准流程操作模式下，如果学员的操作不当，在主界面会有相应的提示，以红色字体标记，且随时终止操作；
（3）考试模式,为了测试知识掌握情况和熟练程度,学员进入系统的考试模式,根据学习的章节内容,系统随机出题进行测试,测试结束后显示测试成绩；系统还能在测试完成后,返回去查看测试中哪些题做错,并针对做错题再返回相应模块重新学习；
考试模式下，系统根据用户权限不同，设置为学员站和考官站；
学员操作时，考官监控并打分；并且通过本系统的在线考试系统,根据学习的章节内容,随机出题进行测试,测试结束后显示测试成绩，测试学员对盾构机知识的掌握情况和熟练程度；
（4）盾构施工培训学习平台，是对知识库维护的开放性和可扩展性，本系统维护了盾构施工知识库而成为盾构施工培训系统,并且能够扩展到该工程行业所有领域的施工技能培训,成为一个工程行业的综合型培训学习平台。
图4为功能键F1掘进界面中的认可条件窗口框图；
图5为功能键F1注浆界面测量值框图；
图6为功能键F1土压界面显示传感器的压力值柱形图；
图7为功能键F2泡沫装置的参数设定窗口框图；
图8为功能键F2泡沫装置的认可条件窗口框图；
图9为功能键F3刀盘界面中的频率转换器按钮中参数设定窗口框图；
图10为功能键F3刀盘和仿形刀的认可条件窗口框图；
图11为功能键F3螺旋输送机的认可条件窗口框图；
图12为功能键F3刀盘界面中的膨润土系统按钮窗口框图；
图13为功能键F3紧急停止窗口框图；
图14为功能键F4过程技术操作数据的输入管片安装机窗口框图；
图15为考题管理界面操控台按钮选择窗口框图；
图16为考官站的盾构考试菜单窗口框图；
图17为工程行业的综合型培训学习平台框图；
图18为盾构掘进机仿真培训系统的工作流程图；
图19为盾构掘进机仿真培训系统结构图。
具体实施方式
考官以设置参数模式登录，系统只显示单屏信息，即盾构操作平台主界面如图，而以其他模式登录后，系统将双屏显示，另一屏为考题显示界面。
“掘进”界面显示了盾构机掘进过程中ABCDEF6组气缸的压力和行程值、偏移、纵向倾斜、掘进力、速度、穿透和液压压力的测量值，所有显示的测量值根据模拟场景读取初始设置值（如图2）。
F8: 操作数据- 齿轮油、润滑油脂、电流/电压；点击“操作数据”界面上的功率/电压按钮，将显示功率/电压信息窗口；
3 考题管理，采用的考题模块，包括10个子系统模块：总机启动、盾尾密封油脂注入系统、泡沫系统、膨润土系统、螺旋输送机、皮带输送机、推进油缸、盾尾铰接油缸、转刀盘系统、仿形刀系统，各个子系统模块之间通过以实际模式的逻辑关系控制。点击菜单栏“考官站”—>“定义场景考题”进入考题管理界面；定制的每个流程作为一个题目，每个题目再细分具体操作步骤，每一步绑定一个操控台按钮，即选择按键名称和按键状态或按键值（如图
15）。系统提供了考官出题的界面，界面显示了题目列表，步骤列表，题目内容、操作步骤内容等信息。考题模块保存为独立的XML文件，便于考官对考生实际考核时，从该文件提取考题信息。
考试模块分为题库出题和现场出题两种形式，考试前需设置考试题目信息，即主观题和客观题的数量和分值。主观题来自题库中，客观题即为现场出题，对考生的考核提供了自主灵活方式。
配置文件config.xml在系统的安装目录下，如路径C:\TBMSetup\ config.xml。
// 基础参数文件保存的计算机名称
// MQ通讯服务器的IP地址
// onLine表示联机模式，即连接数据库，"offLine"表示脱机模式
盾构机仿真培训系统程序组成：1. TestWrapper通讯服务系统，在操控台主机上，先运行；2. 盾构机仿真培训系统分考官站和考生站。
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