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一種模擬機教控臺系統的製作方法

2023-09-22 23:11:45


本實用新型涉及核電設備領域,尤其涉及一種模擬機教控臺系統。



背景技術:

全範圍模擬機是核電廠的必備設施之一,而教控臺系統就是模擬機的中樞神經系統。CPR1000全範圍模擬機教控臺系統作為模擬機教練員和監考人員的工作地點,其設計採用工業化標準設計,但僅僅是在功能上滿足了用戶要求,完全沒有考慮人機工程設計,在人員的使用舒適性、操作便捷性、安全性及附屬系統的空間利用率等方面均存在很大問題。

具體來說,模擬機教控臺系統主要包括DCS多畫面監控模塊、音頻監聽模塊以及教控桌模塊。主控室內安裝有多個操縱臺,其劃分為一迴路操縱員站、二迴路操縱員站、機組長工作站、安工及值長工作站。DCS多畫面監控模塊包括VGA視頻分配放大器、VGA矩陣切換器和多個監控顯示器;VGA視頻分配放大器安裝在操縱臺的視頻輸出端,用於將操縱臺的VGA信號輸出至VGA矩陣切換器,並通過教控臺中的監控顯示器實時遠程顯示主控室內各個操縱臺顯示終端的內容,以便於教員分組監視學員各項操作,包括學員所使用的程序、調用的操作畫面、控制的設備等。在CPR1000模擬機教控臺系統中,DCS多畫面監控模塊的監控顯示器人因工程學較差,其呈直屏兩排,每排七塊屏幕。其具有以下缺點:1)由於屏幕尺寸所限,教員距離屏幕1.5m以上就很難看清屏幕中的內容;但在教員距離屏幕1.5m以內時,人眼無法看清所有屏幕,教員為了看清楚所有屏幕就需要來回地走動。2)七個監控顯示器中包含有觸控顯示器,其顯示的信息量較少,浪費較多的資源,使用效能不高。3)每排七塊屏幕均監控一個學員的使用情況,而屏幕中的滑鼠光標太小且動作很快,人眼很難快速發現並追蹤光標的移動,導致教員很容易丟失滑鼠所在位置,無法清楚地查看學員的操作細節。4)監控顯示器屏幕下方的櫃體全是支撐底座,其內部中空僅有支撐鋼梁,佔用大量空間。

對於CPR1000模擬機教控臺系統的音頻監聽模塊,主控室配置八個微型有線麥克風(隱蔽安裝於操縱臺,位置選定需經學員同意);八個學員分別隨身佩帶無線領夾麥克風;主控室和教控臺各布置一套功放揚聲器。由於模擬機教控臺系統位於學員的正後方,無法看清學員說話的嘴型,這樣,教控臺中的教員無法對說話的學員分辨出來;並且,每個人的音色音調不同,導致拾音效果不一致。

對於CPR1000模擬機教控臺系統的教控桌模塊,其存在桌面設計不合理,教員沒有良好的腿部伸展空間;當鍵盤架收起時,教控桌模塊桌面邊緣至底部櫃體只有30cm的距離,無法讓教員感到舒適,不利於人員長期工作。同時,教控桌模塊的集成性能不好,其各功能模塊分散布置於桌面上,教員需要在多塊屏幕之間不斷走動以控制整體模擬機,增加了身體疲勞度和人因犯錯的可能性。教控桌模塊在製造時沒有考慮到使用安全性,其鋼架結構邊角均是直角,且有尖銳突出物,常有邊緣劃傷教員的案例發生。



技術實現要素:

本實用新型的目的是針對CPR1000全範圍模擬機教控臺系統在人員的使用舒適性、操作便捷性、安全性及附屬系統的空間利用率等方面均存在很大問題,提出了一種模擬機教控臺系統。

本實用新型解決其技術問題的技術方案是:

本實用新型提出了一種模擬機教控臺系統,包括DCS多畫面監控模塊、音頻監聽模塊以及教控桌模塊;所述DCS多畫面監控模塊包括分別與模擬機主控室中操縱臺的多個顯示終端一一對應並分別與所述操縱臺的多個視頻輸出端相連、用於分別接收並放大所述多個視頻輸出端所發出的視頻信號的多個信號分配放大器,設置在教控臺中並與所述多個顯示終端對應的多個第一監控顯示器,以及分別與所述多個信號分配放大器和所述多個第一監控顯示器相連,用於將由所述信號分配放大器放大的視頻信號發送給對應第一監控顯示器並由該對應的第一監控顯示器顯示的矩陣切換器;所述多個第一監控顯示器屏幕陣列排布;至少一組相鄰兩排或列的第一監控顯示器屏幕排列成折線面狀。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,對於所述DCS多畫面監控模塊,從左到右數,第二列第一監控顯示器屏幕和第三列第一監控顯示器屏幕構成150°;從下往上數,第一排第一監控顯示器屏幕和第二排第一監控顯示器屏幕構成170°。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述DCS多畫面監控模塊還包括與所述操縱臺一一對應並分別與對應操縱臺的所述多個顯示終端以及KVM切換器電性連接的模擬機滑鼠跟蹤設備,分別與所述模擬機滑鼠跟蹤設備和所述矩陣切換器電性連接、用於實時接收所述模擬機滑鼠跟蹤設備所發送的滑鼠所在顯示終端的位置信息以及所述矩陣切換器所發送的顯示終端與第一監控顯示器的對應關係,並根據所述滑鼠所在顯示終端的位置信息與所述操縱臺的所述多個顯示終端的位置信息進行對比,從而實現對所述滑鼠所在顯示終端進行定位的模擬機監控系統視頻錄製伺服器,與所述第一監控顯示器一一對應的LED燈以及分別與所述模擬機監控系統視頻錄製伺服器和多個LED燈電性連接的滑鼠跟蹤邏輯控制器;所述模擬機監控系統視頻錄製伺服器還用於根據所述顯示終端與所述第一監控顯示器的對應關係,通過所述滑鼠跟蹤邏輯控制器控制與被定位的顯示終端的位置信息相同的第一監控顯示器對應的LED燈發光。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述DCS多畫面監控模塊還包括一個或多個畫面拼接放大器設備,所述畫面拼接放大器設備分別與兩個所述信號分配放大器以及所述矩陣切換器電性連接,用於將由所述兩個信號分配放大器所發送的視頻信號進行拼接,並由同一第一監控顯示器顯示。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述音頻監聽模塊包括與多個所述操縱臺一一對應、分別對應設置在所述多個操縱臺的多個監聽麥克風模塊,與所述監聽麥克風模塊一一對應且分別設置在所述教控臺的不同角落、用於播放對應監聽麥克風模塊所採集的音頻信號的多個揚聲器。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述模擬機監控系統視頻錄製伺服器還用於對所述操縱臺的被定位的滑鼠所在顯示終端所顯示的視頻信號進行錄製;所述模擬機監控系統視頻錄製伺服器還與所述音頻監聽模塊的所述監聽麥克風模塊電性連接,用於對所述監聽麥克風模塊所採集的音頻信號進行錄製。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述教控桌模塊具有多個座位配置結構,所述座位配置結構上包括多個底櫃以及設置在所述多個底櫃頂面上的桌面;所述桌面向前伸出,以使所述桌面下方形成供教員腿部活動的空間;所述座位配置結構還包括放置在所述桌面上的多個辦公顯示器。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述座位配置結構的所述桌面呈半包圍的環繞狀,所述座位配置結構的所述多個辦公顯示器也呈半包圍的環繞狀。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,所述多個座位配置結構的桌面一體成型。

本實用新型上述的模擬機教控臺系統中,還包括設置在所述教控臺中且位於教控桌模塊上方、用於對所述模擬機主控室進行監控的第二監控顯示器。

本實用新型的模擬機教控臺系統將DCS多畫面監控模塊中多個監控顯示器設計成折線面狀,增強了觀察的便利性;將教控桌模塊設計成環繞狀,從而符合教員操作習慣,增強了教控桌模塊的集成度;對於音頻監聽模塊,設計多個揚聲器,分別放在教控臺的不同角落,分別對應多個操縱臺的音頻,從而提高聲音的可識別度。本實用新型的模擬機教控臺系統設計巧妙,實用性強。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明,附圖中:

圖1示出了本發明實施例的DCS多畫面監控模塊的部分功能模塊示意圖;

圖2示出了圖1所示的DCS多畫面監控模塊的示意圖;

圖3示出了圖2所示的DCS多畫面監控模塊的右視圖;

圖4示出了圖2所示的DCS多畫面監控模塊的俯視圖;

圖5示出了圖1所示的DCS多畫面監控模塊的另一部分功能模塊示意圖;

圖6示出了本發明實施例的教控桌模塊的示意圖;

圖7示出了圖6所示的教控桌模塊的俯視圖;

圖8示出了圖6所示的教控桌模塊的使用狀態參考圖。

具體實施方式

本實用新型所要解決的技術問題是:CPR1000全範圍模擬機教控臺系統在人員的使用舒適性、操作便捷性、安全性及附屬系統的空間利用率等方面均存在很大問題。本實用新型就該技術問題而提出的技術思路是:提高DCS多畫面監控模塊的監控顯示器的數量,並將遠端兩列監控顯示器設計成折線面狀,最下方兩排也設計成折線面狀,採用畫面拼接技術,提高教員監控觀察的便利性,並用於控制DCS多畫面監控模塊的長度。將教控桌模塊設計成環繞狀,從而符合教員操作習慣,增強了教控桌模塊的集成度;對於音頻監聽模塊,設計多個揚聲器,分別放在教控臺的不同角落,分別對應多個操縱臺的音頻,從而提高聲音的可識別度;將錄播系統設計成可跟蹤錄製每個操縱臺正在使用的顯示終端,從而提高錄像分析的可用性。

為了使本實用新型的技術目的、技術方案以及技術效果更為清楚,以便於本領域技術人員理解和實施本實用新型,下面將結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。

模擬機教控臺系統包括DCS多畫面監控模塊、音頻監聽模塊以及教控桌模塊;如圖1所示,圖1示出了本發明實施例的DCS多畫面監控模塊的部分功能模塊示意圖;DCS多畫面監控模塊包括分別與模擬機主控室中操縱臺的多個顯示終端210一一對應並分別與操縱臺的多個視頻輸出端相連、用於分別接收並放大多個視頻輸出端所發出的視頻信號的多個信號分配放大器110,設置在教控臺中並與多個顯示終端210對應的多個第一監控顯示器120,以及分別與多個信號分配放大器110和多個第一監控顯示器120相連,用於將由信號分配放大器110放大的視頻信號發送給對應第一監控顯示器120並由該對應的第一監控顯示器120顯示的矩陣切換器130。多個第一監控顯示器120屏幕陣列排布;至少一組相鄰兩排或列的第一監控顯示器120屏幕排列成折線面狀。

具體地,模擬機主控室具有多個操縱臺;在本實施例中,操縱臺有四個,分別為兩個操縱員臺、一個機組長臺以及一個安工及值長工作站。每個操縱臺包括有七臺顯示終端210,這樣,模擬機主控室共有二十八臺顯示終端210。每臺顯示終端210分別配置有一信號分配放大器110。信號分配放大器110會將由操縱臺發送給DCS多畫面監控模塊的視頻信號進行放大處理。

優選地,如圖2-圖4所示,圖2示出了圖1所示的DCS多畫面監控模塊的示意圖;圖3示出了圖2所示的DCS多畫面監控模塊的右視圖;圖4示出了圖2所示的DCS多畫面監控模塊的俯視圖。DCS多畫面監控模塊的第一監控顯示器120具有十八個,該十八個第一監控顯示器120陣列排列成三排,每排有六臺第一監控顯示器120。該十八個第一監控顯示器120均設置在教控臺的一側面;從左到右數,第二列第一監控顯示器120屏幕和第三列第一監控顯示器120屏幕構成150°,以保證教員對最遠處的顯示器屏幕有良好視角。從下往上數,第一排第一監控顯示器120屏幕和第二排第一監控顯示器120屏幕構成170°,以保證教員在站立及坐下時對最下排顯示器屏幕具有良好視角。在這裡,150°和170°是基於大量人因工程試驗得到。可以理解,第一監控顯示器120數量以及屏幕之間所構成的角度並不限於此,可以根據實際需要確定。

在本實施例中,矩陣切換器130為三十二路輸入二十四路輸出的DVI數字混合矩陣切換器。可以保證顯示終端210和第一監控顯示器120的擴展需求;滿足多路視頻信號源的組合輸出,滿足實用性、擴展性、靈活性的要求。

二十八個信號分配放大器110輸出的二十八路視頻信號接入矩陣切換器130,矩陣切換器130會同時輸出十八路DVI-D視頻信號解析度為1680×1050以及四路需要存儲的DVI-D視頻信號解析度為1680×1050。其中,四路需要存儲的DVI-D視頻信號可以是二十八路DVI-D視頻信號中的任意四路。教員可以通過軟體任意選擇這四路DVI-D視頻信號,DVI-D編碼器通過網絡交換機在伺服器上進行網絡存儲。

通過軟硬體可實現對DVI矩陣進行分組和自由選擇控制。教員通過操作軟體界面,自由選擇二十八路DVI-D視頻信號中的任意十八路,在十八臺第一監控顯示器120上進行任意組合顯示,從而達到監控的目的。選擇錄製的視頻信號全部同時存儲在磁碟陣列中,與音頻監聽模塊共享網絡音視頻錄播伺服器。

進一步地,如圖5所示,圖5示出了圖1所示的DCS多畫面監控模塊的另一部分功能模塊示意圖。DCS多畫面監控模塊還包括與操縱臺一一對應並分別與對應操縱臺的多個顯示終端210以及KVM切換器220電性連接的模擬機滑鼠跟蹤設備140,分別與模擬機滑鼠跟蹤設備140和矩陣切換器130電性連接、用於實時接收模擬機滑鼠跟蹤設備140所發送的滑鼠所在顯示終端210的位置信息以及矩陣切換器130所發送的顯示終端210與第一監控顯示器120的對應關係,並根據滑鼠所在顯示終端210的位置信息與操縱臺的多個顯示終端210的位置信息進行對比,從而實現對滑鼠所在顯示終端210進行定位的模擬機監控系統視頻錄製伺服器230,與第一監控顯示器120一一對應的LED燈240以及分別與模擬機監控系統視頻錄製伺服器230和多個LED燈240電性連接的滑鼠跟蹤邏輯控制器250;模擬機監控系統視頻錄製伺服器230還用於根據顯示終端210與第一監控顯示器120的對應關係,通過滑鼠跟蹤邏輯控制器250控制與被定位的顯示終端210的位置信息相同的第一監控顯示器120對應的LED燈240發光。所述模擬機監控系統視頻錄製伺服器通過所述滑鼠跟蹤邏輯控制器定位每個操縱臺正在被使用的所述顯示終端210,實時跟蹤該顯示終端,從而實現對學員所使用的顯示終端進行實時畫面切換錄製。具體地,LED燈240分別設置在對應第一監控顯示器120的下方,可以理解,根據設計需要,LED燈240還可以設置在對應第一監控顯示器120的左側、右側或上方。進一步地,在本實施例中,與操縱臺對應地,模擬機滑鼠跟蹤設備140對應設置有四個,該四個模擬機滑鼠跟蹤設備140通過同一交換機分別與模擬機監控系統視頻錄製伺服器230和滑鼠跟蹤邏輯控制器250相連。每個模擬機滑鼠跟蹤設備140分別監控對應的操縱臺的滑鼠鍵盤信號。在這裡,模擬機監控系統視頻錄製伺服器230還用於對操縱臺的被定位的滑鼠所在顯示終端210所顯示的視頻信號進行錄製;優選地,在本實施例中,模擬機監控系統視頻錄製伺服器230還與音頻監聽模塊的監聽麥克風模塊電性連接,用於對監聽麥克風模塊所採集的音頻信號進行錄製。模擬機監控系統視頻錄製伺服器230會將錄製下來的音視頻信號以文件形式存儲在其硬碟上,這樣,當調用該錄製的音視頻信號時,該錄製的音視頻信號可以連續流程的播放出來,這有助於教學授課。

該教學播放器會自動連接視頻錄製伺服器,將教員在授課時錄製的多個視頻源的課件文件同時全部打開並通過點播放器顯示出來,教員可根據課件錄像內容來進行授課。

為了避免DCS多畫面監控模塊的一排顯示器過多而導致教員難以觀察遠端顯示器的情況,DCS多畫面監控模塊還包括一個或多個畫面拼接放大器設備150,所述畫面拼接放大器設備150分別與兩個信號分配放大器110以及矩陣切換器130電性連接,用於將由兩個信號分配放大器110所發送的視頻信號進行拼接,並由同一第一監控顯示器120顯示。這樣,主控室操縱臺上的兩個小屏幕畫面可以無縮放地拼接成一個畫面,並在距離教員最近的第一監控顯示器上顯示,從而保證DCS多畫面監控模塊的長度可控且不影響教員監控觀察。具體地,在本實施例中,每個操縱臺的七個顯示終端210中有兩個是觸摸顯示終端,其解析度為800×600,該兩個觸摸顯示終端的畫面會通過拼接合併後輸出到DCS多畫面監控模塊的同一第一監控顯示器120上,兩個觸摸顯示終端的畫面會在該第一監控顯示器120的屏幕上左右均分,垂直及水平方向上都居中;該第一監控顯示器120上的圖像沒有信號衰減、文字重影或圖像發虛等現象,沒有各種幹擾紋及屏幕水波紋等現象。

音頻監聽模塊包括與多個操縱臺一一對應、分別對應設置在多個操縱臺的多個監聽麥克風模塊,與監聽麥克風模塊一一對應且分別設置在教控臺的不同角落、用於播放對應監聽麥克風模塊所採集的音頻信號的多個揚聲器。在本實施例中,每個監聽麥克風模塊包括二個有線麥克風和二個無線麥克風;由於操縱臺有四個,每個操縱臺會由兩個學員操縱;這樣,模擬機主控室配置有八個有線麥克風和八個無線麥克風,無線麥克風由學員隨身佩戴。同時,揚聲器有四個,四個揚聲器分別設置在教控臺的四個角落,並且音頻監聽模塊還採用四個揚聲器聲音調節設備來分別調節四個揚聲器的聲音。這樣,音頻監聽模塊便可實現模擬機主控室的局部聲響採集,多通道聲音播放等功能。

如圖6-圖8所示,圖6示出了本發明實施例的教控桌模塊的示意圖;圖7示出了圖6所示的教控桌模塊的俯視圖;圖8示出了圖6所示的教控桌模塊的使用狀態參考圖。教控桌模塊具有多個座位配置結構,每個座位配置結構上包括多個底櫃310以及設置在該多個底櫃310頂面上的桌面320;該桌面320向前伸出,以使桌面320下方形成供教員腿部活動的空間;優選地,多個座位配置結構的桌面320一體成型;桌面320向前伸出60cm以上,從而增大了坐在座位配置結構上的教員的腿部活動縱深。同時,設置在桌面320底面的鍵盤託也消除了尖銳突起,從而避免了尖銳突起物劃傷教員腿部的情況,減少教員意外傷害的可能;每個座位配置結構還包括放置在桌面320上的多個辦公顯示器330;其中,辦公顯示器330按功能設定劃分為教員顯示器、OPS顯示器以及錄播系統和辦公系統共用顯示器。該多個辦公顯示器330採用共享的滑鼠和鍵盤,從而避免多套滑鼠和鍵盤帶來的混亂。優選地,多個辦公顯示器330所共享的滑鼠和鍵盤可採用無線輸入控制。每個座位配置結構的桌面320呈半包圍的環繞狀,每個座位配置結構的多個辦公顯示器330也呈半包圍的環繞狀,使得坐在座位配置結構上的教員可以更輕鬆地完成操作,從而緩解教員的疲勞度。在本實施例中,所述教控桌模塊以教員為核心,採用兩個半包圍分區,以教員所在左分區為核心,在左分區集成教控臺全功能模塊,以便教員對模擬機的集中控制。

此外,為了提高教控桌模塊的舒適度,教控桌模塊還具有隱蔽式茶杯架、隱藏式插座和網絡埠以及LED照明燈,桌面320四周均採用防滾設計,方便人員水杯的擺放和電子設備的取電,也杜絕了桌面物體滾落的可能性;

模擬機教控臺系統還包括設置在教控臺中且位於教控桌模塊上方、用於對模擬機主控室進行監控的第二監控顯示器。在本實施例中,第二監控顯示器有三塊。第二監控顯示器具有主控室攝像頭監控顯示功能,同時提供DCS多畫面監控顯示功能。其中,攝像頭監控顯示功能便於教員觀察學員行為準則及操控流程;DCS多畫面監控顯示功能可作為DCS多畫面監控模塊的輔助設備,便於教員觀察學員的DCS操控。如此,在執照考試期間,教員無需離開座位到攝像頭監控端查看學員行為準則及操控流程,利於提升考試效果。

應當理解的是,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。

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