張衛(wèi)紅，陶佩欣

（1．上海市城市排水有限公司，上海 200237；2．上海電科智能系統(tǒng)股份有限公司，上海 200063）

1 引言

為保證城市居民出行便捷、安全，城市防汛排水運行管理日益受到重視[1]，而供排水機泵操作人員作為保障城市防汛排水安全的主要力量，其職業(yè)技能及應(yīng)急處理能力將直接關(guān)系到城市防汛排水安全目標的實現(xiàn)。

而根據(jù)行業(yè)發(fā)展趨勢，搭建硬件平臺的實訓(xùn)方式因更新慢、投入大、可重復(fù)性差等弊端已無法滿足供排水行業(yè)實訓(xùn)要求，以軟件仿真技術(shù)搭建實訓(xùn)系統(tǒng)平臺對從業(yè)人員進行職業(yè)技能培訓(xùn)已成為必然的發(fā)展趨勢。

軟件仿真實訓(xùn)系統(tǒng)平臺較硬件實訓(xùn)平臺具備如下優(yōu)勢：

（1）以B／S系統(tǒng)構(gòu)架，實訓(xùn)題庫存儲于冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器內(nèi)，可及時根據(jù)各類新設(shè)備、新知識、新技術(shù)、新工藝等相關(guān)知識更新題庫內(nèi)容，保證實訓(xùn)與日常工作接軌；

（2）實訓(xùn)人員可以IE方式進行遠程實訓(xùn)，不受地域性、時間性限制，可為培訓(xùn)人員提供一個實訓(xùn)的開放式環(huán)境；

（3）可模擬各類實景操作環(huán)境，保證操作人員可在實景模式下掌握各類運行操作技能，且不對泵站生產(chǎn)運行造成干擾，無任何安全隱患；

（4）可提供培訓(xùn)人員多次重復(fù)實訓(xùn)，僅需支出電費、網(wǎng)絡(luò)費用即可，無原材料限制；

（5）系統(tǒng)可自動進行實訓(xùn)測評，降低考評人員投入，且不受人為主觀因素干擾；

因軟件仿真實訓(xùn)系統(tǒng)具備上述優(yōu)勢，以軟件仿真技術(shù)搭建供排水機泵操作人員實訓(xùn)系統(tǒng)平臺已成為必然。

2 功能設(shè)計

為保證軟件仿真實訓(xùn)系統(tǒng)可滿足供排水機泵操作人員實訓(xùn)需求，系統(tǒng)需具備各項后臺配置功能（含前臺展示及后臺邏輯判斷）和應(yīng)知部分測評題庫配置（含后續(xù)題庫升級），無需系統(tǒng)二次開發(fā)。詳細功能：

（1）就應(yīng)會部分，系統(tǒng)可以三維形式展示前臺操作界面，由實訓(xùn)人員根據(jù)仿真場景及各項初始化參數(shù)值，對相關(guān)工藝設(shè)備設(shè)施進行操作，且相關(guān)參數(shù)值將根據(jù)實訓(xùn)人員操作步驟進行動態(tài)變化，并由軟件后臺自動記錄相關(guān)操作步驟及自動測評，應(yīng)會部分除前端三維展示模型外，后臺邏輯判斷及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性亦可由使用單位自行進行配置；

（2）系統(tǒng)具備實訓(xùn)人員管理功能，可對實訓(xùn)人員信息、實訓(xùn)狀態(tài)、等級等各項內(nèi)容進行存儲、查詢、刪除、修改；

（3）系統(tǒng)具備實訓(xùn)題庫管理功能：可對實訓(xùn)題庫內(nèi)容進行添加、刪除、修改、查詢等各項操作，保證實訓(xùn)題庫內(nèi)容可根據(jù)行業(yè)發(fā)展形勢同步更新；

（4）系統(tǒng)具備實訓(xùn)場次、座次管理及分配功能：可根據(jù)鑒定規(guī)則，實現(xiàn)實訓(xùn)人員、場次、座次有效關(guān)聯(lián)，并可對各實訓(xùn)場次進行實時監(jiān)管；

（5）系統(tǒng)具備WEB發(fā)布系統(tǒng)功能，相關(guān)授權(quán)用戶可以IE方式訪問實訓(xùn)仿真系統(tǒng)及游覽相關(guān)實訓(xùn)基地、培訓(xùn)、課程等各項內(nèi)容；

3 系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

為保證軟件仿真實訓(xùn)系統(tǒng)可及時根據(jù)各類新設(shè)備、新知識、新技術(shù)、新工藝等相關(guān)知識更新題庫內(nèi)容，系統(tǒng)以B／S形式進行架構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖Fig.1 System Network Diagram

3.2 軟件構(gòu)成

系統(tǒng)按系統(tǒng)構(gòu)建分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和發(fā)布層，同時建立并遵守相應(yīng)的組織、制度和安全體系：

圖2系統(tǒng)構(gòu)架圖Fig.2 System Structure Diagram

3.3 系統(tǒng)功能介紹

供排水機泵操作人員實訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟件根據(jù)功能可劃分為：實訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟件、實訓(xùn)后臺配置軟件、實訓(xùn)后臺測評軟件、實訓(xùn)題庫管理和實訓(xùn)信息發(fā)布軟件。

3.3.1實訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟件

實訓(xùn)仿真系統(tǒng)軟件可以三維形式實景展現(xiàn)供排水機泵操作人員日常工作環(huán)境場景，并可進一步展現(xiàn)相關(guān)泵站工藝構(gòu)筑物內(nèi)部情景。

在三維軟件仿真界面基礎(chǔ)上，將直觀、形象展現(xiàn)相關(guān)工藝設(shè)備設(shè)施（格柵、閘門、水泵、閥門、除臭裝置、加藥裝置等等）運行工況及工藝儀表（流量、液位、液位差、雨量等）運行信息。

培訓(xùn)人員可在三維仿真界面上根據(jù)供排水泵站運行工藝及相關(guān)設(shè)備設(shè)施、儀表運行信息對相關(guān)設(shè)備進行點擊操作，且相關(guān)設(shè)備及儀表參數(shù)將根據(jù)操作內(nèi)容同步變化、刷新，并可模擬相關(guān)運行故障現(xiàn)象，用以提升供排水機泵操作人員應(yīng)急處理能力及安全防范意識。

（1）泵站三維全景圖

圖3 泵站三維全景圖Fig．3 Three-Dimensional Panorama of Pump Station

（2）泵站工藝設(shè)備設(shè)施運行工況及工藝儀表運信息（見圖4）

3．3．2 實訓(xùn)后臺配置軟件

實訓(xùn)后臺配置軟件主要實現(xiàn)題庫、試題、軟件仿真計算機、實訓(xùn)人員信息的有效關(guān)聯(lián)，其功能主要如下：

（1）將實訓(xùn)仿真終端工作站、實訓(xùn)仿真內(nèi)容及培訓(xùn)人員進行有效關(guān)聯(lián)，即可實現(xiàn)人-機-內(nèi)容三者有效匹配；

（2）可對三維仿真系統(tǒng)所展現(xiàn)前端界面進行任意配置及組合；

圖4 泵站設(shè)備設(shè)施運行信息圖Fig．4 Operation Information of Pump Station Facilities

（3）可對三維仿真前端界面所顯示設(shè)備設(shè)施、自動化儀表初始化值進行設(shè)定；

（4）可對相關(guān)操作內(nèi)容與設(shè)備設(shè)施、自動化儀表運行參數(shù)或變化趨勢進行有效關(guān)聯(lián)（充分利用已有泵站歷史運行數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性設(shè)定）；

（5）可對相關(guān)操作內(nèi)容進行邏輯判斷準確性設(shè)置，為后臺測評提供基礎(chǔ)。

3．3．3 實訓(xùn)后臺測評軟件

培訓(xùn)教師可通過實訓(xùn)后臺測評軟件在線調(diào)用各實訓(xùn)人員試卷，包括實訓(xùn)內(nèi)容、實訓(xùn)人員操作步驟、系統(tǒng)測評結(jié)果及實訓(xùn)人員技能薄弱點等各項內(nèi)容。實訓(xùn)后臺測評軟件功能如下：

（1）自動記錄操作人員在前端三維仿真界面上相關(guān)操作內(nèi)容及對應(yīng)設(shè)備設(shè)施、自動化儀表運行參數(shù)值；

（2）根據(jù)后臺配置系統(tǒng)所設(shè)置相關(guān)邏輯判定規(guī)則，對培訓(xùn)人員相關(guān)操作步驟進行自動測評；

（3）可同時調(diào)用培訓(xùn)人員操作步驟及對應(yīng)設(shè)施設(shè)施、自動化儀表初始化值；

（4）可查詢相關(guān)培訓(xùn)人員實訓(xùn)測評等級及薄弱環(huán)節(jié)，為培訓(xùn)人員提供指導(dǎo)性建議（見圖5）。

3．3．4 實訓(xùn)題庫管理軟件

圖5 實訓(xùn)軟件界面Fig.5 Interface of Training system

為保證實訓(xùn)系統(tǒng)效果，并且不斷根據(jù)行業(yè)發(fā)展形勢對實訓(xùn)題庫內(nèi)容進行更新，必須建立實訓(xùn)題庫管理系統(tǒng)。

培訓(xùn)教師可經(jīng)由題庫管理系統(tǒng)對實訓(xùn)題庫內(nèi)相關(guān)內(nèi)容進行添加、刪除、修改等各項操作，并可對題庫內(nèi)試題進行檢索、查詢等操作，實現(xiàn)培訓(xùn)教師可對題庫內(nèi)容進行審閱、更新等各項操作（見圖6）。

圖6 試題維護及答案設(shè)置界面Fig.6 Inferface of Question and Answer Setting

3.3.5 實訓(xùn)信息發(fā)布軟件

實訓(xùn)信息發(fā)布系統(tǒng)軟件具備如下功能：

（1）內(nèi)部信息發(fā)布方式為培訓(xùn)人員提供引導(dǎo)服務(wù)；

（2）內(nèi)部信息發(fā)布方式展示相關(guān)供排水機泵操作人員培訓(xùn)課程、內(nèi)容及場次信息；

（3）WEB發(fā)布方式對外展示相關(guān)供排水機泵操作人員培訓(xùn)課程、時間及內(nèi)容信息；

（4）在線為相關(guān)培訓(xùn)人員提供咨詢服務(wù)。

4 先進性和技術(shù)難點

本次建立的“供排水機泵操作人員軟件仿真實訓(xùn)系統(tǒng)”的先進性和技術(shù)難點主要體現(xiàn)在：（1）將仿真與實訓(xùn)相結(jié)合；（2）建立的仿真系統(tǒng)緊扣勞動局培訓(xùn)和考核；（3）大量泵站實景建模和系統(tǒng)前端界面的建模；（4）從學(xué)員報名、注冊、考題考場智能安排；（5）考題自由組合、考卷智能批閱；（6）學(xué)員成績發(fā)布、學(xué)員學(xué)歷管理，為學(xué)員后續(xù)升級考核預(yù)留接口。

5 總結(jié)

目前該供排水機泵操作人員實訓(xùn)仿真系統(tǒng)已完成大批從業(yè)人員實訓(xùn)，經(jīng)實訓(xùn)后人員職業(yè)技能及應(yīng)急處理能力大幅提升，后續(xù)軟件仿真系統(tǒng)將根據(jù)水務(wù)行業(yè)各工種特點，對實訓(xùn)題庫內(nèi)容不斷進行擴展，以為水務(wù)行業(yè)輸送大量高技能型人才，保證行業(yè)健康成長及城市防汛排水安全。

［1］ 儲小英．淺析上海市城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的防汛能力[J]．凈水技術(shù),2014,33(3)：113-115．