Компьютерное обучение на основе типового класса
В.В. НЕСТЕРОВ, заведующий ОНИЛ «Автоматизация технического обслуживания систем ЖАТ» ПГУПС
Система обучения в хозяйстве автоматики и телемеханики должна гарантировать повышение квалификации работников и поддержание ее на высоком уровне для обеспечения безопасности движения поездов и минимизации эксплуатационных расходов. Поэтому необходимо, чтобы работники хозяйства изучали принципы построения и работы систем ЖАТ, методики и алгоритмы поиска неисправностей, а также получали практические навыки поиска неисправностей в этих системах, применяя тренажеры.
Такие задачи эффективно решаются при использовании автоматизированной обучающей системы на основе интерактивных методов, максимального приближения к реальной производственной ситуации, индивидуального обучения путем адаптации систем к уровню знаний пользователя на основе входного и текущего контроля усвоения материала, высокого качества учебного материала. Обучающие курсы для этой системы разрабатывают высококвалифицированные преподаватели. Для наглядности используют разнообразную графическую информацию - трехмерное изображение, Flash-графику, видео. При этом надо учитывать особенности изучаемого предмета.
Система должна представлять единый комплекс (рис. 1), объединяющий все его уровни управления, и базироваться на общих планах с учетом результатов обучения.
Техническую учебу можно организовать в кабинетах; непосредственно на рабочих местах с использованием компьютеров, включенных в сеть передачи данных; в дорожных центрах обучения и дистанционно. Все уровни обучения должны дополнять друг друга.
Высокоэффективные обучающие комплексы создаются путем интеграции компьютерных тренажеров и действующих макетов реальных устройств, имитирующих работу. Благодаря этому можно сочетать компьютерное моделирование неисправностей и отработку практических навыков на этих устройствах. Компьютерные системы позволяют эффективно организовать учебный процесс, существенно повысить к нему интерес, наглядно и четко ставить задачи, использовать интерактивность, получать объективную оценку при поиске неисправностей и др.
Для обучения в хозяйстве автоматики и телемеханики разработан типовой класс компьютерного обучения - интегрированный комплекс АОС-ШЧ и действующих макетов устройств. Два года назад на Санкт-Петербург-сортировочный-Московской дистанции Октябрьской дороги принят в постоянную эксплуатацию многофункциональный тренажер. Тренажер интегрирует обучающую систему АОС-ШЧ с макетами, управляет ими и организует обратную связь. Этот комплекс создан ОНИЛ «Автоматизация технического обслуживания систем ЖАТ» ПГУПС по заказу Департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД».
Система АОС-ШЧ автоматизирует изучение принципов работы устройств и систем ЖАТ, требований нормативных документов и действующих инструкций ОАО «РЖД», технологии производства работ по техническому обслуживанию устройств ЖАТ, учет результатов обучения и получения отчетных документов, организацию учебного процесса, поиск неисправностей в устройствах ЖАТ и другие практические действия. При этом можно проверить знания пройденного материала по всей тематике и оценить их уровень (текущий контроль, экзамен).
Многопользовательская масштабируемая система АОС-ШЧ построена по архитектуре клиент-сервер. Система может функционировать в одноранговой локальной вычислительной сети и с выделенным сервером, а также в любой конфигурации, построенной на базе протокола TCP/IP, например в сети передачи данных. Структура типового класса компьютерного обучения показана на рис. 2.
В интегрированный программно-аппаратный ком плекс входят: компьютерный класс с автоматизированной обучающей системой AOC-LU4, действующие макеты устройств (БМРЦ, стрелка с пятипроводной схемой управления, схема управления светофором, тональная рельсовая цепь), блок задания неисправностей (БЗН), который реализует сопряжение АОС-ШЧ и макетов и управление ими.
С помощью блока задания неисправностей вносят повреждения в электрические схемы макетов типа обрыв, короткое замыкание, перепутывание пары проводов; контролируют ввод данных от системы управления макетом; принимают и передают данные от сервера компьютерного класса; ретранслируют данные на смежные устройства и от них.
Каналы управления реализованы на тройных контактах с гальванической развязкой. Система позволяет увеличивать рабочие места и количество макетов без отключения действующих устройств.
Блок задания неисправностей многофункционального тренажера построен на основе типовых промышленных модулей серии ADAM: микроконтроллера для ввода неисправностей в схемы макетов, контроля и управления, модулей релейной коммутации, операционного пульта ввода данных о неисправности.
Типовой компьютерный класс обеспечивает изучение работы устройств и систем автоматики и телемеханики, инструкций и других нормативных документов, а также методов и алгоритмов поиска неисправностей устройств; отработку навыков принятия решений (применение изученных ранее алгоритмов) на компьютерных тренажерах и практических навыков при диагностических проверках и определении отказов на макетах.
Порядок работы с многофункциональным тренажером следующий. Отказ в макетах задается по списку с рабочего места преподавателя либо случайным образом при включении тренажера с рабочего места обучаемого.
После этого обучаемый осуществляет диагностические проверки на макетах устройств (внешний осмотр приборов и монтажа, измерение напряжения, проверка индикации на пульте) в статичном состоянии и при определенных действиях на пульте дежурного по станции. Выполнив все необходимые проверки, обучаемый, чтобы устранить отказ, при помощи специального интерфейса должен указать его место и характер в принципиальной схеме на АРМ. Если выбор окажется правильным, отказ устранится. Об этом можно судить по индикации на экране компьютера, а также убедиться на самом макете по внешним проявлениям. Если отказ не устранен, поиск неисправности продолжается. Количество совершенных ошибок при определении отказа влияет на оценку.
Обучение на разных уровнях происходит по-разному. Непосредственно на АРМ дистанций, включенных в СПД дороги, проводится полное обучение по всем курсам АОС-ШЧ, а также индивидуально по тем системам и устройствам, которые эксплуатирует работник. При этом осуществляется входной контроль на тренажерах-экзаменаторах и промежуточный по разделам курсов. После в кабинете технической учебы можно работать на тренажере с макетами устройств по поиску отказов.
Если на дистанции отсутствует подключение к СПД, то в кабинете технической учебы приходится минимизировать время занятий. Хронометраж показал, что для прохождения полного курса работнику средней квалификации требуется минимум 8 ч. Поэтому необходим входной и промежуточный контроль уровня знаний для выявления пробелов и акцентированная работа на тренажерах. Выявленные пробелы обучаемые устраняют путем самоподготовки, а также в системе дистанционного обучения.
В дорожных центрах, где основным средством обучения должны быть типовые компьютерные классы, количество макетов устройств больше, чем на дистанциях СЦБ. В центрах можно будет обучаться по всем основным системам и устройствам дороги в соответствии с полными курсами, работать на тренажерах, если на дистанции это сделать невозможно по тем или иным причинам либо занятия не дали положительных результатов.
Региональные центры дистанционного обучения предназначены для дополнительного обучения и самоподготовки работников хозяйства с любого компьютера, подключенного к СПД ОАО «РЖД» или интернету. В системе дистанционного обучения используется адаптированный учебный материал из АОС-ШЧ. Региональные центры обновляют обучающие курсы на дорогах и дистанциях.
Для работников всех хозяйств Октябрьской дороги внедрена система дистанционного обучения на базе программной среды Lotus 5.1 (IBM). Занятия проводятся с любого рабочего места, включенного в СПД дороги. Регламент их проведения, доступ обучаемых к ресурсам системы, регистрация результатов обучения и передача их ответственным на предприятиях дороги обеспечивается группой администрирования из состава разработчиков системы. Занятия идут в соответствии с планами дороги.
Сейчас специалисты лаборатории конвертируют обучающие курсы АОС-ШЧ в формат системы дистанционного обучения. Также осуществляется актуализация курсов. В итоге повысится эффективность использования дистанционного обучения, поскольку оно сделает значительно более доступным материал и технологии АОС-ШЧ. Кроме этого, будет обеспечена централизация планирования, контроля и учета технической учебы на дорогах и в хозяйстве автоматики и телемеханики.
Благодаря разработке многофункционального тренажера можно внедрять законченные программно-аппаратные комплексы, аналогичные установленному на Октябрьской дороге, если центры обучения не оснащены макетами для отработки практических навыков по поиску неисправностей. Если в центрах обучения имеются готовые макеты устройств, необходимо выполнить увязку с ними по специально разработанной методике.
Чтобы создание типового компьютерного класса было минимально трудоемким, надо разработать общие требования по доработке существующих макетов кабинетов технической учебы для их включения в комплекс.
