关于研发铁路电务信号控制电路培训动漫的探讨

关于研发铁路电务信号控制电路培训动漫的探讨

关霞霞 李文博

中国铁路青藏集团有限公司格尔木电务段 青海省 格尔木市 816000

摘 要：随着铁路的飞速发展，电务信号控制系统作为铁路系统的中枢起着保障行车安全、提高运输效率的重要作用。而作为电务系统的维护管理人员，学习并掌握电务信号控制电路是必备技能，也是较为艰涩难懂的部分。本文主要讨论针对电务信号控制电路，分析现有的学习痛点与疏漏、新时代人们的学习习惯，在现有的教学方式的基础上，研究如何利用计算机技术开发电务信号控制电路培训动漫课件，以提高电务信号控制电路学习的效果。

关键词：电务信号；控制电路；动漫；教学

一、电务信号控制电路的背景

电务信号控制电路具有数量繁多、规模庞大、原理复杂、晦涩难懂，等特点，现有的以电路图纸和相关教材为主的教学，材料形式单一，传统的授课方式枯燥乏味，让原本就艰涩抽象的电路学习成为电务人员学习的“拦路虎”。初学者、非本专业职工更是严重依赖老师的讲解，而单位组织的集中培训一般时间较短、缺乏专业师资和优质教学材料，很难让职工形成对信号控制电路的系统性认识和理解。

目前国内尚未有与铁路电务信号控制电路相关的新型教学材料可以使用或借鉴。因此本课题利用计算机技术，设计开发以交互式动漫形式展示和讲解信号控制电路原理为主要内容的计算机软件，以填补这一空白，改善目前电务职工在学习信号控制电路方面的困境。

二、现有电务信号控制电路的学习方式分析

电务信号控制系统作为铁路系统的“神经中枢”，其控制电路的教学工作一直深受领导及职工关注。如何快速有效的让职工了解电务信号控制电路原理，并且将理论知识与现场实际结合，高效的运用到电务日常工作中去，一直是教学工作的难点。

现有的教学情况分为以下几部分：

2.1纸质图纸的学习

结合新入路职工在校学习的基础硬件及电路知识，搭配相关电务信号控制电路图纸，安排专业的老师进行培训。这种教学方法的优点有：学员能够与老师面对面进行交流。而缺点也相对明显：一是纸质图纸与现场实际相比起来较为抽象，可能导致学员在实际工作时无法结合日常所学知识。二是纸质图纸是静态的，只展示常态，但是无法演示电路的转换过程，以及电路中相关器材设备的动作过程。三是由于信号控制电路是一个庞大复杂的控制系统，要想全部系统地学习完，就传统的集中培训需要很长的周期，耗费大量的人力和时间。

2.2生产现场的学习

结合日常工作流程和标准，学员在生产现场学习实践。这种教学方法的优缺点有：一是真实的生产场景能够让学员对电务信号控制电路的理解更直观，但是这样的学习理解缺乏系统性和连贯性，以机械室的组合为例，如果没有一定的电务信号控制系统知识储备，看到的就是一排排摆放整齐的继电器，至于他们之间的联动关系、动作时序等则犹如一堆乱麻，毫无头绪。二是在现场能够遇到更多书本上没有出现过的或者一些偶发性的故障等，学习更加丰富。三是现场使用中的设备禁止碰触，只能看到表面的现象，无法深入学习。

三、电务信号控制电路动漫系统的研究

针对现有的教学方法与学习方式的论述及研究，如果研究一套针对电务信号控制电路的动漫系统。该系统不同于上述学习方法，吸取它们的优点，最大程度减少其缺点。那么会对电务信号控制电路的教学有着极大的帮助。

3.1电务信号控制电路动漫系统需要具备的特点

①准确性：该套系统需要准确无误的将电务信号控制电路及相关说明，以图片、音视频、动画等以形式展示出来。

②互动性：该套系统需要让学员与动漫软件有交互动作，学员不再是被动接受知识的一方。而是根据学员对知识点的掌握程度，自主选择学习的内容和进程。可以通过个人需要对电务信号控制电路进行针对性或者系统学习。

③关联性：该套系统不仅仅只通过电路图或者设备实际图片、视频、动画等资料对学员进行教学。而是将两者结合起来，设备和器材的外观图片、内部结构、动作音视频及动画等资料与相应的图纸进行关联。能够让学员在学习理论知识的同时，也能够直观的对现场实际设备的工作有相对应的认知。

④动态性：不同于常规的纸质图纸，该系统能够按照实际的逻辑时序动态演示每条电路中涉及的相关器材、设备等动作过程。

⑤直观性：该系统结合3D技术，能够将相关的电务信号控制设备进行3D建模，让学员能够更直观的对设备有相应的认知。并且结合动漫技术，让3D模型能够进行相应的动作，使得一些现场不便拍摄及观察的设备内部的动作情况得以复原，让学员能够更直观更细致的了解的相关情况。

⑥扩展性：该套系统具备扩展内容的功能，在不改变系统基本框架的情况下，置入新的电路内容文件，即可对新的电务信号控制电路进行讲解和演示。

3.2电务信号控制电路动漫系统主要研究方法

电务信号控制电路动漫系统基于Unity3D引擎开发，结合DoTween插件（实现动漫系统UI的动画效果）、AutoCAD for .Net插件（能够获取CAD文件内电路图信息）、FreeSql Orm框架（高效快捷的将电路图信息保存至数据库内）、Sqlite数据库（保存电路图纸及动作时序配置等相关信息）等技术，能够快速完成相关电路图纸的电子化。同时Unity3D引擎能够引入3DMax、Subtsance Painter等3D模型制作软件制作的三维模型，以实现相关电务信号设备的三维动漫效果。Unity3D强大的跨平台能力能够支持电务信号控制电路动漫系统进行多平台部署。在顶层设计上，动漫系统秉承低耦合开发理念，可以随着需求的不断提升，向动漫系统内添加新的图纸，结合具体每张图纸的动作时序逻辑，对图纸相关动漫效果进行配置。结合现场真实的图片及视频，实现对电务信号控制电路的教学效果。

3.3电务信号控制电路动漫系统未来拓展方向

随着信息技术的不断发展，未来电务信号控制电路动漫系统，不应仅仅局限于上述所说的一些功能特点。可能在未来的生产工作教学中，会存在更多无法预知的需求，需要该系统在维护好现有的功能上进一步适配更多的要求：

①效果多样化：单一的电路颜色效果可能会导致对学员的视觉冲击力不够，需要更多的电路效果来匹配不同的电路特性。比如交流电、直流电等。

②配置简单化：该系统可能可以通过增加扩展内容对相关的电路图进行添加，但是需要进一步简化扩展内容底层的可阅读性，最后能够达到学员可以自己对扩展内容进行修改及纠错，让系统的自由度更高。

③平台多样化：该系统首先应在PC平台下进行构建，但是随着手机、平板等移动终端的不断发展，系统应该能够适配更多平台。来达到学员能够随时随地的对电路图进行学习的目的。

四、结语

通过对现有的电务信号控制电路教学手段的分析，来构建一套关于电务信号控制电路动漫系统。该系统能够结合现有教学手段的优点，又结合新兴的计算机、动漫等技术。寓教于乐，提高学员的学习积极性，同时也解放单位的培训人力资源，达到对职工高效培训的目的。该软件具备在铁路电务系统内部推广，该软件也可在其他电路控制类领域进行拓展，以丰富教学材料，减少教师备课时的重复劳动，降低学员学习信号控制电路的门槛，增强学习兴趣，方便职工自学，从而提高职工业务水平，最终达到铁路安全行车的目的。