综合仿真体系（精选8篇）
综合仿真体系 篇1
综合仿真实习作为CDIO教育教学改革深入实验实践教学工作的重要环节, 旨在模拟和构建一个纵向包括产品设计与研发、样品建模与制作、原材料分解与采购、产品生产与制造、成品营销与推广、物资仓储与运输、人才招聘与培养等环节完整的供应链体系, 横向推演6年的经营活动, 令工、经、管、艺、语言等不同学科专业数百学生在同一仿真实习平台密切合作、各尽其责, 通过亲身实验与实践活动共同演绎CDIO所倡导的构思、设计、实施和运作教育背景环境, 真正实现具有创新意识与能力的应用型、复合型本科人才培养目标。综合仿真实习主要培养学生5个方面的能力, 即专业知识与技术实践能力、专业知识复合运用能力、市场竞争意识与能力、团队组织与协作能力、创新与创业能力。要使学生能提升这些能力, 除了拥有完善的教学方法、实验场所、优秀的实验指导教师以外, 还必须建立一个可操作性强的成绩考核体系, 用以规范和健全成绩考核制度, 避免成绩评定的随意性和主观性。
1 实验教学考核体系存在的问题
目前, 许多高校实验教学体系已完善, 但实验教学考核体系还存在不少问题。
1.1 考核缺乏统一的标准
在以往的实验教学环节中, 有的课程没有具体规定和要求, 有的课程就算有规定和要求, 成绩考核没有进行规范化管理, 缺乏统一的标准, 存在较大的随意性, 难以保证实验教学的质量。这样, 导致许多学生认为, 在实验教学中, 只要去上课, 都能混个及格, 考核只是个形式, 实践教学环节未能得到重视, 影响其教学质量和教学效果。
1.2 考核形式单一
从考核形式来看, 实验教学环节的考核形式主要有笔试和机试, 其中笔试又分为闭卷和开卷。不论采用哪种方式, 都存在不少缺陷。笔试只能考核学生对理论知识的掌握程度, 忽视了学生实践能力的培养。机试只陷于使用计算机软件进行操作的实验课程, 对于非计算机软件的实验课程不适用。
1.3 考核的知识面狭窄
在实验教学环节中, 对学生考核的知识面有限, 只限于某门课程的其中一部分知识点, 不能包含所有实验课程的知识, 无法对学生综合能力进行考核与评价。
2 综合仿真实习成绩考核体系构建框架
(如表1)
3 综合仿真实习成绩考核体系实施细则
3.1 团队绩效考核5 0%
3.1.1 团队绩效考评35%
根据多目标规划原理, 运用功效系数法对每项评价指标确定满意值和不允许值, 以满意值为上限, 以不允许值为下限, 计算各指标实现满意值的程度, 并以此确定各指标的分数, 再经过加权平均进行综合, 从而对公司或机构经营绩效进行综合评价。
评价办法:公司的指标体系见附件。每年度的团队绩效总分折合成35分的标准分。最终的团队绩效总分按年度汇总, 仿真第1~2年各占5%, 仿真第3~5年各占10%, 仿真第6年各占60%。辅助机构的团队绩效考评根据服务满意度综合评分。
评价人:公司的团队绩效考评按公司提报, 审计中心审核, 指导教师汇总, 教务管理教师统计的流程完成。辅助机构的团队绩效考评按服务满意度综合评分。
3.1.2 团队实习报告15%
(1) 团队年度经营报告10%。
评价办法:内容真实、业务清晰、分析深入、措施可行。评价人为指导教师。
(2) 团队专题分析报告5%。
评价办法:选题合理, 结构完整, 分析透彻, 结合实际。评价人为指导教师。
3.2 个人绩效考核5 0%
3.2.1 个人平时绩效考评30%
(1) 实习日记3%。
评价办法:实习日记内容真实丰富, 篇数不得少于实习总天数的。未全部完成的或完成质量差的适当扣减1~2分。评价人为指导教师。
(2) 岗位履责12%。
评价办法: (1) 工作态度2%:工作认真负责、积极主动, 具有带动作用。按优良中差评价, 优良中差是相对值, 所以每个小组必须存在10%人数的优秀和10%人数的差, 优20分, 良17分, 中14分, 差小于12分; (2) 工作量大小5%:根据在实习过程中, 所安排的岗位及实习完成的工作量情况; (3) 工作成果5%:根据实习过程中完成的工作质量情况。评价人:公司CEO/机构负责人。
(3) 突出业绩5%。
评价办法:突出贡献加分, 包括学生活动组织、可行性建议被采纳等。每次贡献加1~2分, 总加分不得超过5分。评价人为指导教师 (公司CEO/机构负责人可向指导教师上报) 、总指导。
(4) 实习出勤10%。
评价办法:按广东白云学院教务处相关规定, 评价人为教务管理教师。
3.2.2 个人实习报告20%
评价办法:一是对所在实习单位基本情况、主要业务及管理流程进行简单描述;二是阐述实习项目、内容、存在问题与改进措施等方面的详细内容;三是在实习期间的感受、体会、对实习的认识、意见与建议等方面内容。要求内容完整, 结构合理, 结合实习情况进行描述。评价人为指导教师
4 结语
随着经济的发展, CDIO教育改革的不断深入, 社会对应用型人才的需求也就越来越高。要提高学生的就业竞争力, 就需要在综合仿真实习课程中建立科学的成绩考核体系, 使其更贴近于社会岗位的实际情况。因此, 不断探索与改进综合仿真实验教学成绩考核体系, 既是培训应用型本科人才的基础, 也是应用型本科院校提高教学质量的重要举措。通过仿真实习实验教学体系的构建, 弥补了实验教学成绩考核体系的不足, 从而使综合仿真实习成绩考核有了统一的评价标准, 考核形式不再局限于笔试或机试, 涉及到学生各方面的知识。
摘要：本文通过分析高校实验教学考核体系存在的问题, 结合综合仿真实习的特点, 提出了建立综合仿真实习成绩考核体系的设想, 并对考核体系实施细则进行了说明。
关键词：综合仿真实习,成绩考核,实施细则
参考文献
[1]郑子武.轮机自动化机舱综合训练成绩考核评估体系探索[J].航海教育研究, 2001 (1) :17-18.
[2]喻福东, 彭翔.法学专业学生成绩考核评价机制改革探索[J].文史博览:理论, 2009 (1) :49-52.
综合仿真体系 篇2
【摘要】现代化汽车生产企业产品更新速度快，要求缩短设计研发周期，仿真技术已经普遍应用到制造行业。本文依托载运工具运用工程仿真实验室软硬件设备，开发“汽车综合仿真实验项目”，并对每个子项目的要求、能力培养等情况进行阐述。
【关键词】载运工具运用工程 研究生仿真训练 汽车综合仿真
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0161-01
随着计算机技术和专业仿真技术的发展，要求汽车生产企业在设计研发阶段要加快进度。在这样新的形势下，对高校机械相关专业研究生培养提出了更高的要求：不仅要求研究生掌握数学、力学、机械、电子电工等传统基础课程知识，同时还要掌握现代设计方法，会运用成熟的专业仿真计算软件进行建模与优化设计。一个只懂得用传统机械设计方法进行设计计算、并根据计算结果作机械零部件图的学生，已经远远不能满足现代企业的需求。
我校载运工具运用工程学科，在充分利用中央地方共建资金和交通运输部建设资金基础上，建立了独立的载运工具运用工程仿真实验室。目前该仿真实验室有服务器一台、工作电脑20台。购买了Hyper-mesh、AVL-FIRE、GT-suite等专业仿真软件。本综合仿真实验项目通过利用这些专业仿真软件，分步骤、分阶段进行模拟仿真训练，在研究生开题之前，将课题研究中所用专业软件和基本技能训练一遍。下面以“汽车综合仿真实验项目”为例，将综合仿真实验项目分解为三个子训练项目，说明整个训练项目的流程。
一、发动机燃烧室三维设计仿真训练项目
本训练项目利用Hyper-mesh软件建立发动机整机三维模型，主要是包括燃烧室和进气道部分。然后将发动机燃烧室及进排气道模型分离出来。对燃烧室模型进行网格划分，进行缸内三维仿真计算，可以得到燃烧放热规律及缸压曲线。在进行改进设计过程中，可以对气道、活塞、凸轮轴（配气相位）等零部件进行优化设计。利用缸内三维仿真模型还可以进行气道流动仿真计算。特别针对带有进排气气道的燃烧室模型，可以对凸轮轴进行优化设计，开展进气流量、发动机回火等问题的研究。
本项目要求学生能够熟练掌握三维模型分离技术、掌握网格划分技术、初步掌握三维仿真的理论基础和三维仿真分析能力。
二、发动机整机性能仿真训练项目
在本训练项目中，首先获取发动机整机性能仿真所需要的基本几何参数数据，利用GT-POWER软件建立发动机整机仿真计算模型。在模型中，输入发动机管路及缸内几何尺寸、发动机点火顺序、气门升程曲线、摩擦功曲线、过量空气系数及边界等条件，将训练1中所得到的发动机燃烧放热规律带入到整机模型中，进行整机性能仿真计算。根据不同转速和不同负荷条件设置一系列计算工况，计算发动机在不同工况条件下的动力性、经济性，可以得到发动机的外特性曲线和万有特性图。
本训练项目要求学生掌握发动机整机仿真模型的建模方法，理解模型中参数的物理意义，掌握vibe等燃烧模型的设置方法。能够根据发动机不同工况对燃烧放热规律进行合理调节，得到精确合理的计算结果。
三、整车性能仿真训练项目
根据某整车的基本结构，简化物理模型，从GT-DRIVE的模板中选用复合模块、控制模块、连接模块、传感器及执行器模块等，搭建仿真模型，建立汽车系统的各总成和部件的机械连接和信号连接，并对各部件和总成进行参数化处理，完成整车建模。然后进行仿真计算得到各个挡位下的加速度、最大爬坡度、最高车速、最大功率等整车动力性指标和百公里油耗等经济性指标。可以进一步加深学生对动力传动一体化研究的认识。
本项目要求学生在掌握汽车基本结构和电控基本知识的基础上，掌握整车仿真建模方法、能够根据不同的设计目标进行仿真计算，并能够对计算结果进行分析。
四、小结
汽车综合仿真实验项目包含了发动机零部件优化设计、发动机缸内三维仿真于燃烧排放特性分析、发动机整机性能仿真分析、整车动力传动性能仿真等一系列优化设计与仿真的子训练项目。即使不能让每个学生全都做一遍，但通过团队合作，将与本学科领域相关的学生分组，可以分解完成每个子项目。既可以让学生充分认识仿真技术在汽车现代化设计中的作用，又锻炼了学生开展实际项目的科研能力和团队合作能力。
参考文献：
[1] 高琪瑞，李东海.能源动力仿真实验教学系统设计与应用[J].，实验技术与管理，2006.05.
[2] 杨秉耀，刘丽葵.加强研究生实验技能培训的研究[J].实验室研究与探索，2009.6.
[3] 马玉真，宋方臻.用于研究生教学的机械类课程仿真实验教学系统的开发[J].教育教学论坛，2012.9.
综合仿真体系 篇3
1 设置完善的综合性仿真护理实训课程
1.1 设置完善的综合性课程体系
综合性仿真护理实训是护生临床实习前的一次技能训练, 对每个护生而言, 此时已经学完了所有的护理课程, 对每一门护理课程都具有了一定的理论知识基础和操作技能;通过见习, 对医院的护理操作和病例护理也有了一定的概念。但这些都限于理论知识和实践知识的点对点应用, 而对知识的角色应用知之甚少, 并不熟悉医院分诊护士、责任护士、主班护士等具体到底应该做些什么?因此, 综合性仿真护理实训不仅是对护生理论、实践能力的提升, 而且是对护生角色适应能力的培养。它必须有一套完整的课程体系, 包括教学大纲、教学目标、重点、难点、考点等。
1.2 课程知识综合化
综合性仿真护理的实训必须符合医院的工作流程, 而不是简单的单科护理能力的复训。因此, 必须建立完整的课程体系, 使各学科的护理知识点出现在重新分布后的综合性仿真护理知识框架上, 使护生在综合性仿真实践中重整知识体系, 形成新的护理知识体系, 最后, 才能够在实践中把原有的纵向知识迅速、灵活地运用于各交叉学科和角色护理中。我们的综合性仿真护理实训课程以护理基础操作为主导, 引入了健康评估、内科护理、外科护理、儿童护理、妇科和产科护理等临床护理技能操作, 使原来分散的各学科知识互相渗透、有机地结合在一起, 适应于医院的整体护理要求, 使受训生能先一步熟悉临床护理工作。
2 营造医院护理环境
综合性仿真护理实训, 顾名思义就是要模仿医院的环境进行护理训练操作, 因此必须对每个设置的知识点的训练都营造一个医院所具有的护理环境模式。为此, 我们以原有的护理实验中心为平台, 搭建与医院模式相似的护理操作环境[3], 在环境的设置上不是以装饰为基调, 而是以操作功能为主导;同时, 摒弃了原来单科课程操作训练时为单项技能操作而设置的环境条件, 通过相我们为该课程设置的综合性实验环境的实践, 使护生有了临床的感觉, 提高了护生的学习能动性, 使得经过综合性仿真实训的护生能尽快掌握、熟悉角色护理知识和角色护理工作程序, 在下临床后马上能得心应手地工作, 从而增添了护生下临床的自信心和适应性。
3 搭建可行的综合性仿真系统训练项目框架
综合性仿真项目设置的基础是根据仿真护理实训课程的要求, 设立符合医院工作流程的各种实训项目;而仿真项目设置的条件是对于已设立的实训项目提供:①具体的目标项目设置;②与项目匹配的医院护理环境条件配备;③为目标项目配置标准化病人 (standardized patient, SP) 。
4 培训标准化病人
标准化病人指经过训练能恒定、逼真地模仿临床病人情况, 在技能培训和技能考试中扮演病人、教师和评估者等多重角色的人[4]。根据标准化病人的要求, 我们选择高年级学生扮演病人, 疾病的模拟主要以主观部分为主, 在培训中辅导教师会清楚地交代标准化病人所表演的角色知识点, 标准化病人主要负责接受学生问诊、承受体检和大部分护理操作, 并负责反馈信息, 而评估者则由各课程教师担任。
5 团队合作实训、考评
护理人才培养综合性仿真实训体系是模拟医院环境的培训课程, 因而是一个多学科的合作工作, 并非是某一个教研组可以独立完成。所以在完整的课程体系下, 还必须有多学科人员的通力合作才能完成;否则, 综合仿真实训就将流于形式, 成为仿而不真的单科操作复训。
我们在营造的医院护理环境条件下, 涉课教师及教辅全体上岗, 密切合作, 使用标准化病人接受护理问诊、承受体格检查和护理操作考试[5];通过相同课程提供统一病例和标准化评分, 再结合标准化病人提供的反馈信息, 更客观地、公正地评分。学生则在实训中通过与标准化病人近距离接触, 亲身体验各种人文方面问题, 增强了护患沟通能力和临床应变能力。此外, 通过标准化病人进行考试还能够评价许多笔试不能评价的技能, 如体检的手法、护患交流、沟通技巧、应变能力等。利用这类客观结构化临床考试的规范形式[6], 使学生真正发现自己的不足, 在考试现场纠正错误, 从而达到仿真实训的真正目的。
护理仿真实训建设使护理理论知识与实践密切联系, 可培养学生综合素质能力, 是当今护理教育者追求的目标, 也是护理教学改革的重点[7,8,9]。根据我们所进行过的仿真训练经验, 临床实习前的综合性仿真实训远比单科复训收效显著, 学生临床实习时的适应性、技能性明显提高, 深得医院好评。但是由于综合性仿真训练涉及人员广泛、考核方式操作复杂、需要团队持之以恒的合作, 才能达到预期的效果。
摘要：介绍护理人才培养中综合性仿真实训体系的构建, 包括设置完善的综合性仿真护理实训课程、营造医院护理环境、搭建可行的综合性仿真系统训练项目框架、培训标准化病人、进行团队合作实训与考评。
关键词：仿真实训体系,综合性,护理,人才培养
参考文献
[1]林丽.临床技能学技能强化训练的现状与对策[J].医学教育探索, 2007, 6 (9) :829-830.
[2]舒勤, 李巍, 周明芳.军事仿真训练研究概况及对我国护理仿真系统研究的思考[J].护理管理杂志, 2007, 7 (2) :38-39.
[3]王渭华, 马娜.注重实验室建设强化护理实践教学[J].基层医学论坛2008, 12 (10) :927-928.
[4]鲁建国, 赵华栋, 南箐, 等.对标准化病人教学模式的认识与思考[J].山西医科大学学报 (基础医学教育版) , 2006, 8 (3) :286-287.
[5]刘经蕾.护理技能考核模式创新探讨[J].护理研究, 2008, 22 (2C) :548-549.
[6]王莉英, 钟春玖, 邹和建, 等.利用客观结构化临床考试评估医学生临床能力的研究[J].中华医学教育杂志, 2007, 27 (4) :114-116.
[7]吴玲玲, 王丽华.护理技能实验室仿真实训建设的研究与实践[J].护理研究, 2010, 24 (4C) :1115-1117.
[8]郎雪南, 马桂芳.护理技能实训中心的建设思路与创新[J].护理研究, 2007, 21 (9C) :2522-2523.
电网综合反事故演练仿真系统 篇4
为了让变电运行人员、调度员、继电保护人员在岗进行仿真培训,提高变电运行人员、调度员事故处理能力,提高继电保护人员设备应用能力,确保电网安全稳定运行,商丘供电公司开发研制了商丘电网综合反事故演练仿真系统。该仿真系统实现了电网及变电站联合反事故演练、调度员、变电站运行人员及保护人员联合业务培训、技术比武等多种功能,可为调度员、运行人员和保护人员提供逼真的训练环境,使调度员、运行人员和保护人员了解和掌握各项设备的运行特性及各项设备故障时对供电系统的影响,熟悉各类设备实际的状态信号及继电保护和自动装置的功能,制定合适的运行方式,正确及时指挥、调度及操作;通过反复故障演练,使调度员准确掌握电网的实际运行情况,实现事故预想、潮流分析等,并迅速提高调度员和变电运行人员在各种事故下的准确判断和快速应变处理能力,以便在短期内提高运行人员的独立工作能力,保障电网的安全稳定运行。
1仿真系统技术原则
仿真系统本着真实性、一致性、开放性、灵活性、实用性和先进性的原则进行建设,具体包括以下几方面。
a. 在 Windows 操作系统上,或在 Unix 和 Windows 操作系统上 (混合平台),跨平台的 SimpleV1.0 仿真支撑软件的系统,既可以在 Unix 上运行,又可以在 Windows 上运行,具有灵活性、方便性、可靠性。
b. 利用平台提供的 Web 服务技术为商丘电网的联合反事故演练、技术比武提供高效的 Web 服务平台。
c. 通过接口模块从 SCADA 系统的实时数据库获取实时数据作为调度员培训模拟系统(DTS)的工况,包括电网拓扑信息和电压潮流信息,作为初始值,通过仿真系统可以预知单位的变化趋势,实现系统与运行电网的真实性,可以培训人员在电网不同运行方式下的事故处理能力。
d. 仿真系统保护装置与实际电网一样,采样本装置的电流互感器(TA)、电压互感器(TV)电流电压,按照保护原理计算,与自己的物理量定值和时间定值比较,实现保护装置功能,能自动适应保护装置间相配合的特性,包括定值配合和时序配合,能够真实地再现二次系统的行为特性。
e. 仿真平台的组态工具支持维护人员系统组态、维护和升级,可以在此平台上按照自身需求开发仿真系统。并且可以方便地实现一次接线、一次设备、二次设备修改和更换,仿真系统可以同步于现场变化,能够适应现代电网的迅速发展。
2系统硬件构成
仿真系统采用联网模式和单机模式。硬件配置具体为:教练员台为 DELL 工作站(处理器为酷睿TM 2 双核处理器 E6850,芯片组为英特尔® X38 Express, 内存类型为2GB DDR2 800,硬盘驱动器为160G SATA 3.0Gb/s 10 000 rpm,显卡为ATI FireGL V5600(512 MB),显示器为21英寸,光驱为SATA 16 倍速 DVD+/-RW),2台;学员台为 DELL 工作站(处理器为酷睿TM 2 双核处理器 E45000rpm,芯片组为英特尔® X35 Express,内存类型为1 GB DDR2 800,硬盘驱动器为160 G SATA 3.0Gb/s 7 200 rpm,显卡为Radeon HD 3850 PCI - eX16 256MB DVI - I,显示器为21英寸),5台;Unix or Windows服务器为HP(处理器为英特尔® 至强® E5450 四核处理器,芯片组为英特尔®5100芯片组,内存类型为4GB DDR2 800 ecc,硬盘驱动器为146.8 G/15 000转/SAS/热插拔*2,显卡集成,显示器为17英寸,光驱为16 倍速 DVD - ROM 光驱)。
系统硬件结构图如图1所示。
3系统软件构成
仿真系统主要由操作系统、仿真支撑软件、EMS 系统仿真软件、教练员台软件、电网模型软件、自动界面组态软件(保护屏、测控屏、综合自动化、就地、三维场景)、图形建模工具软件、绘图工具软件、SCADA 仿真软件构成,如图2所示。
4突出的技术特点
对商丘电网内变电站和电厂仿真到与调度相关操作和主要自动装置及保护装置动作一致的程度。在仿真范围内对潮流和调度工作有影响的系统进行全范围仿真, 对上级电网的进出线作为与外部系统相联的边界条件考虑, 以外网形式进行仿真; 对下级电网的出线以等效负荷形式考虑。实现电网及变电站联合反事故演练,调度员、变电站运行人员及保护人员联合业务培训、技术比武等多种功能。仿真范围包括一次系统、二次系统、站用直流系统和站用交流系统。
仿真系统可以实现商丘电网1个500 kV 变电站的含三维场景的详细仿真、2个220 kV变电站的含三维场景的详细仿真、4个220 kV 变电站的详细仿真(不含三维场景)、2个110 kV 变电站的含三维场景的详细仿真,其余为 DTS 型仿真站。
本系统已实现模块化,可以根据不同应用组建不同的系统。
DTS 系统:支撑系统、电网一、二次模型、负荷与发电机模型、就地、EMS 系统、RT 接口系统、建模工具等。
变电运行系统:支撑系统、电网一、二次模型、保护屏、测控屏、交直流、3D、综合自动化、集控中心系统、五防与开票等。
保护培训:支撑系统、电网一、二次模型、保护屏、定值计算、虚拟测试仪等。
4.1 仿真支撑软件
4.1.1 支撑系统
仿真支撑软件是一个完整的、支撑实时仿真软件开发、调试和执行的软件工具。它由数据库管理系统、源程序生成系统、仿真程序编译系统、连接装入系统、实时调试系统、实时执行系统、实时控制系统和I/O执行程序等部分组成。 支撑系统完全与模型无关,能够支持各种大型仿真系统的开发[1]。
4.1.2 教练员台
仿真机的培训功能是通过教练员台实现的。人机界面要求形象和具有更多层次多重并发功能, 扩大教练员操作和思考的视野,提高仿真机功能水平,充分利用和发挥培训能力。教练员台把对学员的培训建立在最新计算机技术的应用之上,是拥有功能丰富、控制灵活、操作方便、评价科学、图文并茂等一系列特点的理想仿真培训控制界面工具。功能包括[2]:运行/冻结;仿真机状态抽点快存;初始状态点的选择;故障控制;就地操作功能;外部参数;操作记录,包括教员操作、学员操作、巡视、安全工器具使用、汇报等;监视变量;教案管理,自动评分。
4.1.3 系统组态工具
a. 一次系统建模工具。建模工具是电网模型的可视化建立工具,用户可以绘出仿真范围内各个变电站的母线及其连接方式,选择设备类型,并输入相应的系统参数。工具软件以母线为节点,母联与旁路、变压器、联络线等为支路,生成静态网络拓扑结构,自动定义变量,并存入数据库中。作为动态拓扑分析、潮流计算、故障分析的基础[3]。并形成远动图、就地画面等。
b. 二次系统组态。在系统图上拖动代表各种保护的图元,放置于保护安装点;或在保护配置表中直接添加保护,设置好被保护的设备,则系统自动生成保护程序,并设置好出入口参数[4]。
c. 自动组屏工具。根据一次系统和二次系统配置,系统自动生成保护屏、所用电屏、测控屏、开关柜等。
d. 综合自动化、监控中心画面自动生成工具。根据一次系统和二次配置自动生成综自系统画面。
4.2 模型软件及应用软件
4.2.1 电网模型软件
电网模型用数学物理方程建立电网变电站的所有一次设备和二次系统模型,全部采用动态数字模拟,其原理和物理参数按实际资料仿真,静态动态特性与实际系统相同,其故障和现象与实际一致,其逻辑关系与实际相同。能对各种不同的故障进行动态模拟,给出动态过程中的电压、各子网频率、线路潮流、短路电流等模拟结果。同时还能计算各保护的启动值,如各相/序电流、电压、阻抗等,实现继电保护的定值比较[5]。
a. 动态频率模型。根据各孤立系统有功出力和负荷的大小,计算各孤立系统各时刻的加速功率的大小,并根据调速特性、负荷特性的数学模型来确定各孤立系统的频率,模拟故障或操作后各解列岛的频率变化过程[6]。
b. 外网模拟。由于地调和省调不同,对网络频率和联络线功率没有调节手段,所以外网仿真主要有3个目的:模拟外网容量特性,提供控制联络线功率手段,模拟外网的频率特性并提供调节方法,能够实现外网正序和零序网络等值。采用辐射独立电源法(REI)[7]和多端口网络诺顿等值[8]。考虑到外网结构和系统参数资料不足等因素,一般取部分潮流断面,反求等效参数。通过调节内、外部电网的发电和负荷来调节联络线上的潮流,实现上级电网管理部门对联络线计划的控制模拟。下级电网做负荷等效。
c. 负荷模型。考虑负荷的频率和电压复合特性[9]。
4.2.2 电网二次系统模型
保护装置与实际电网一样,采样本装置的TV、TA电流电压,按照保护原理计算,与自己的物理量定值和时间定值比较,实现保护装置功能,能自动适应保护装置间相配合的特性,包括定值配合和时序配合[10,16]。
真实再现了保护的原理和内部逻辑以及外部操作特性,可以作为保护人员的培训工具,包括现场操作培训,电量和时间定值的整定及验证,控制字整定等。
4.2.3 保护定值计算软件
系统内嵌一个完整的保护定值计算程序[11],可以根据不同的运行方式和配置计算保护的电量定值、时间定值、保护控制值、压板的投退等,作为系统工况的初始值,运行人员可以根据保护定值通知单,在保护屏中修改。
4.2.4 保护屏
在计算机中再现保护屏形态,按保护原理开发的保护模块,与真实的保护一致,不仅增强了现场感,而且可以与现场一样全面实现保护液晶屏及其操作小键盘的全部功能,可以进行保护定值的整定、时间整定、控制字整定、定值换区,含故障量的真实故障报告的显示打印,压板、开关操作,信号复归等。
4.2.5 三维场景
采用三维动画技术,真实再现变电站工作场景,让培训人员有身临其境之感。能够实现:全部就地操作功能;故障、设备异常与缺陷设置;挂牌及围栏,安全工器具使用;气候条件设置;巡视操作、记录与汇报。
有如下应用:
a. 熟悉现场设备环境;
b. 增强仿真系统的真实感;
c. 进行设备巡视的训练,如各类设备的巡视点、正确的巡视路线等;
d. 通过机构箱等设备中的可操作按钮实现仿真操作票与现场操作票的统一,现场操作票中的各项均能在仿真系统实现;
e. 体现现场操作中的三核对原则。
4.2.6 就地
仿真那些系统必要的、在远动系统中未能包括的变电站就地操作,主要为潮流计算和故障分析设置变量。
4.2.7 远动终端单元(RTU)仿真软件
仿真 RTU 通信功能(采用TCP/IP协议)、遥控返校功能、保护定值管理功能,其管理的对象为变电站一、二次模型。模拟仿真遥视:如变压器着火、互感器冒烟、开关爆炸等。
4.2.8 综自站
仿真综自主站的全部功能、操作特性。
4.2.9 变电站集控中心
可以实现变电站集控中心监控功能、操作特性。
4.2.10 SCADA 仿真
SCADA 仿真可以模拟四遥功能,可采集由数据采集仿真子系统发送过来的遥测、遥信等数据,完成各项常规的 SCADA 实时应用功能。
仿真的 SCADA 功能主要包括:事件和告警服务;拓扑着色;遥调、遥控操作;数据采集、处理、更新;人机界面;派生数据计算、数据统计;趋势曲线[6]。
4.2.11 与 SCADA 系统接口
通过接口模块从 SCADA 系统的实时数据库获取实时数据作为 DTS 的工况,包括电网拓扑信息和电压潮流信息,以此作为初始值,通过仿真系统,可以预知电网的变化趋势[7]。
5主要功能
5.1 正常操作运行仿真
5.1.1 正常操作仿真
按照调度下达的操作任务,填写操作票,完成变压器操作、断路器操作、隔离开关操作、压板操作、保护投停、电压互感器的切换,电容器的投停等各种操作实现系统运行、热备用、冷备用、检修方式间的相互切换。
5.1.2 运行方式仿真
当运行方式发生变化时,如环网运行方式变为单网运行方式时系统潮流变化是否满足设备运行要求,可以分析各种运行方式下的负荷分配,制定出合理安全的系统运行方式,研究电网特殊运行方式下的动态和静态稳定。
5.2 故障演习仿真
5.2.1 故障设置
教练员可以根据故障类型进行题目选择,设置故障。
断路器故障:拒动、误动、偷跳、爆炸、压力低闭锁。
隔离开关故障:带负荷拉合隔离开关、带电合接地隔离开关。
变压器故障:包括相间短路、接地短路、匝间短路、变压器过负荷、变压器油温过高。
母线故障:母线短路、母线接地、瓷瓶断裂。
线路故障:近区短路、接地、断线等。
继电保护故障:装置失去电源、压板漏投、误投、定值错误、接线错误、极性错误等。
此外,还有电容器故障以及直流故障等。
5.2.2 事故处理
通过各种故障现象,迅速分析判断事故,通过3D动画巡视设备,作出正确的操作处理。
5.2.3 事故评估
教练员可根据设定的操作任务或故障,对学员在系统上进行的操作或处理,给予提示和讲评。
5.3 操作票生成与培训系统
可对线路、主变压器、母线、电容器等设备开票培训;可对学员的操作以操作票的形式进行记录,并与典型操作票进行核对。
5.4 保护定值验证、保护设备操作
继电保护人员利用DTS进行继电保护和安全自动装置配置及整定值的校核和研究[8]。
5.5 系统维护功能
系统可根据变电站的主接线方式(如:双母接线方式、双母接线带旁母接线方式)和正常运行方式的差异及实际变电站的工作情况进行选择和修改,可对故障类型进行增加或修改,还可更改线路名称和隔离开关、断路器号,使其更加接近变电站的实际运行情况。
6结论
商丘电网综合反事故演练仿真系统投运后,作为调度员、变电站运行人员、继电保护人员培训、考试、升岗、竞赛的平台,提高了培训效率,缩短了培训周期,降低了培训成本,提供了逼真的环境,使调度员、变电站运行人员、继电保护人员全面、系统地了解商丘电网以及电网内一、二次设备,在事故处理过程中全面协作,迅速正确判断、处理故障,提高演练人员事故应变能力、综合素质,保证了商丘电网的安全经济运行。
摘要：介绍了商丘电网综合反事故演练仿真系统。该系统采用跨平台仿真支撑系统,由实时数据库管理系统、实时执行与进程调度系统、进程通信与I/O执行系统等部分组成。与传统的实时数据库相比,增加了抽象数据结构的管理能力。电网一次模型采用不对称网络实时故障潮流分析技术,动态计算全网各节点故障电压、各支路故障电流,并用以直接启动保护和自动装置;电网二次模型采用的保护装置与实际电网一样,采样该装置电压互感器、电流互感器的电流、电压,按照保护原理计算,与自己的物理量定值和时间定值比较,实现保护装置功能;采用图形矢量化保护屏,在计算机中再现保护屏形态,而且可与现场一样实现保护装置各种操作的全部功能。变电站内设备的仿真模块,采用三维动画技术真实再现变电站工作场景,现场操作票中的各项内容均能在仿真系统实现,并具有在线调度自动化系统的各种功能。实现了电网及变电站联合反事故演练,调度员、变电站运行人员及保护人员联合业务培训、技术比武等多种功能。
综合监视系统仿真器研究 篇5
综合监视系统作为机载航空电子系统主要的传感器和信息源之一, 通过探测飞行航路上的地形、气象以及空域交通状况信息, 帮助机组人员对周边空域的交通状况有全面、详细的了解, 规避恶劣气象条件及可控飞行撞地、撞机事故, 同时配合地面二次雷达询问机, 实现合理的空中交通管制。当今机载监视系统已不再是传统意义上的单功能设备, 而是对TCAS、XPDR、WXR及TAWS等功能进行了综合化设计和数据融合, 并根据机型用途、飞行空域、安全要求及成本的不同可实现多种组合与配置, 它代表了一种崭新的设计思想、技术潮流和发展方向。ARINC公司2006 年发布了ARINC768-1《综合监视系统 (ISS) 》标准, 2011 年发布了更新版本ARINC768-22。该标准给出了ISS设计规范, 定义了4 种构型的综合监视系统, 全球主要航空电子系统供应商根据自身的技术优势和市场需求, 推出了不同构型的综合监视系统产品。
本文以采用ARINC664 总线接口形式的综合模块化综合监视系统为仿真对象, 基于航电系统总体设计、集成、验证的实际应用需求, 总体介绍了一种综合监视系统 (ISS) 仿真器设计方法。
2 综合监视系统仿真器总体要求
综合监视系统仿真器主要用于民用飞机型号研制初期的系统功能确认、接口确认、架构设计及航电系统集成验证环境的设计、调试工作。基于这一应用需求, 在仿真器的总体设计中, 仿真器需重点满足以下总体设计要求:
(1) 便捷的系统接口定义数据 (ICD) 的重构功能;
(2) 便捷的硬件接口通道配置更改功能;
(3) 仿真模型、软件模块应具备可移植性;
(4) 具备实时的仿真数据采集、显示能力;
(5) 提供典型的静态气象目标仿真能力;
(6) 尽量提供与型号试飞场地一致或类似的典型近地告警场景仿真能力;
(7) 提供典型的空域交通目标仿真能力, 能够模拟TCAS的各种工作模式。
3 综合监视系统仿真器硬件架构和软件设计
仿真器软件主要由综合处理I/O模块、子功能仿真模块、转接单元、仿真器人机界面、千兆交换机、机柜及电缆组成, 如图1 所示。其中, 子功能仿真模块由气象雷达仿真器主机、TAWS仿真器主机和TCAS/XPDR仿真器主机三部分组成。
综合监视系统仿真器软件设计以WINDOWS XP为编程环境, 以Microsoft Visual C++ 6.0 为编程工具。仿真器软件设计充分利用Windows操作系统的事件响应机制和多任务特性, 应用多任务编程技术, 提高软件系统运行效率和响应时间;在系统设计和实现上, 采用面向对象的编程思想, 系统设计自上而下按功能划分子系统和子模块, 每个子系统模块由若干个封装设计类来实现其功能, 方便系统的重构、功能扩展和可移植性。
综合监视系统仿真器软件主要分为综合处理I/O软件、WXR ( 气象雷达) 仿真软件、TAWS仿真软件和TCAS/XPDR仿真软件四个软件模块。软件模块之间运行相对独立, 通过以太网进行相互之间的数据交换。整体软件框架如图2 所示。
4 气象雷达模块仿真设计
从飞机系统集成的角度, 气象雷达 (WXR) 仿真主要用于支持气象雷达与显示及机组告警系统交联相关的接口、功能确认分析工作。因此对气象雷达仿真的最主要要求就是:提供气象、湍流、风切变、地图等显示系统所需的仿真数据, 及与显示数据相匹配的文字及音频告警信息。
WXR仿真软件的控制输入源有监视系统控制面板和人机界面两个, 软件启动时默认为控制板输入。切换策略为逐Label切换。数据自控制面板输入后根据综合监视系统仿真器内总线定义, 按照地址分发到状态切换和航电数据判断。状态切换用于切换场景, 运行时可以在三个场景间进行切换, 场景使用独立的文件系统进行存储。状态切换输出全部场景数据至探测模式切换。配合独立的场景设置软件可以进行场景设置。探测模式切换根据探测模式的不同, 抽取出不同的气象数据至目标和告警信息输出, 抽取数据规则待自动反馈逻辑落实后决定。航电数据判断识别出不满足合理性/ 合法性要求数据时, 在人机界面上显示错误类型;输出数据保持最后一个正确的数据。航电数据判断后的数据输入目标和告警信息输出。参数设置为目标和告警信息输出提供必要参数, 具体参数待自动反馈逻辑落实后决定。目标和告警信息输出有自动反馈和人工设置两种方式, 启动时默认为自动反馈。故障模拟和显示输入源有监视系统控制板和人机界面两个。
5 TCAS模块仿真设计
TCAS仿真模块, 响应综合处理I/O模块、监视系统控制板的控制输入;接收航电数据输入, 判断数据有效性, 并根据特定的数据给出相应的响应;输出TCAS目标信息 (四个等级目标:无威胁 (OTHER) 、接近威胁 (PROX) 、交通咨询 (TA) 和决断咨询 (RA) ) ;输出TA、RA视频和音频告警信息;提供仿真器人机界面。
对TCAS软件功能组成说明如下:
5.1 场景显示
模拟显示器显示罗盘、距离环、TCAS目标、主机状态和故障状态等信息。本模块将模拟场景中本机与目标机位置关系对应显示到人机界面, 并根据目标的威胁度等级确定目标的显示方式。当有RA目标时, 将显示RA相关的视频告警。输入数据包括本机信息, 目标信息, 控制输入信息, 故障状态信息等, 包括整个模拟显示界面的画面截图。
5.2 控制输入
通过网络数据接收线程, 接收来自外部的网络数据, 然后根据接口协议定义, 解析并获取输入的控制信息。通过接收来自人机界面用户输入获取控制信息。控制信息包括交通信息显示开关、显示器量程、垂直方向显示范围和本机状态控制信息等。输入数据包括外部网络数据, 用户输入等。输出数据包括综合处理I/O软件控制信息等。
5.3 场景设置
提供典型场景选择功能, 当选择某一典型场景后, 软件将根据选择取出当前的场景和目标数据。显示画面中的模拟目标将按照预定的轨迹运动, 软件根据目标机与本机之间的关系, 将对目标机与本机的空中撞击可能性进行评估, 并产生相应的视频和音频告警。提供静态目标输入工具, 用户可根据需要在当前场景中设置静态目标, 显示画面将显示用户输入的目标信息。软件将目标信息、告警信息等按照接口协议形式封装后发送到综合处理I/O软件。输入数据包括目标数据等。输出数据包括目标信息、告警信息等。
5.4 故障模拟
根据用户在软件人机界面上进行的故障模拟操作, 收集模拟故障信息, 并按照接口协议形式封装后发送到综合处理I/O软件。输入数据包括人机界面数据。输出数据包括故障信息。
6 TAWS模块仿真设计
TAWS仿真软件按照接口数据定义规范接收航电数据输入 (数字量与离散量接口数据) , 判断输入数据有效性, 并根据特定的数据输出特定的TAWS地形画面信息, 判断告警模式并输出与告警模式相匹配的告警信息。TAWS仿真软件的输入、输出数据都按照以太网口通讯协议经综合处理I/O模块进行统一的接口数据处理。
TAWS仿真的关键在于根据七种近地告警模式、基于数据库的前视地形警戒 (FLTA) 以及基于数据库的过早下降 (PDA) 告警等目标测试场景开展典型的飞行环境及飞行模式仿真。TAWS仿真的另一个关键技术是解决大量地形数据的载入问题。TAWS仿真软件在飞机定位和轨迹预估的基础上, 区域扫描读取地图数据, 动态显示地形情况。仿真所用环境地形选用的是我国一部分的陆地 (包括常见试飞区域) 的真实地形高度数据, 数据包含当前地理位置的高精度纬度、经度、高度数据。读入的地形数据是一个1001×1001 的数组, 以每个元素的下标值作为地形的横纵坐标, 元素值作为地形高度值, 建立一个二维1000×1000 的地形数据库。TAWS软件读入的地形数据可以是无限的, 但在真实飞行中, 飞机并不关心距离自己过远的地形状况, 因此还设计了一个前视地形的显示数组, 数组大小可调, 最小范围为175×85 的前视地形数组。软件功能框图如图3所示。
7 结束语
本文概要介绍了一种综合监视系统仿真器的总体设计情况, 该仿真器充分考虑了民用飞机研发过程的通用需求, 具有灵活的系统逻辑架构及接口数据重构能力。经过早期研发试验的应用证明该仿真器适用于型号研制初期的系统需求确认、功能架构确认、接口确认及航电系统集成验证环境的设计、调试工作。
摘要：综合监视系统作为机载航空电子系统主要的传感器和信息源之一, 能够保证飞机在整个飞行过程中避免恶劣气象环境、空域内其它飞机与本机距离过近以及可控飞行撞地事故等威胁, 对飞行安全起到至关重要的作用。本文研究了综合监视系统仿真器的开发, 论述了综合监视系统仿真器总体设计和各部分功能软件设计, 开发的综合监视系统仿真器可以支持飞机型号研制初期的系统需求确认、架构确认和接口确认。
关键词：综合监视系统,仿真器,TAWS,TCAS
参考文献
[1]朱文渊, 李元祥, 马进, 宋金泽, 敬忠良.飞机环境监视系统的数字仿真[J].光电与控制, 2011 (09) :64-68.
[2]李视阳, 何方, 赵春玲, 肖刚.飞机地形感知和告警系统仿真器设计[J].电子科技, 2013, 26 (11) :92-98.
综合仿真体系 篇6
近年来, 在国家新型工业化、信息化及两化融合战略下, 教育信息化及其应用技术获得了高度重视与发展。《国家中长期教育改革与发展规划纲要 (2011-2020) 》中指出:信息技术对教育发展具有革命性作用, 必须予以高度重视。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》 (教高[2012]4号) 指出, 高等教育的人才培养模式中要加强创新创业教育。2015年11月, 国务院副总理刘延东出席第二次全国教育信息化工作电视电话会议并提出:教育信息化是改革教育理念和模式的深刻革命, 是促进教育公平、提高质量的有效手段, 是建设学习型社会的必由之路。培养学生的工程应用技能与创新创业能力, 将成为当前形势下高等院校人才培养的基本要求[1,2,3]。
教育信息化的核心是教学信息化, 要求在教育过程中较全面地运用以计算机、多媒体和网络通讯为基础的现代信息技术, 促进教育改革。虚拟仿真实验教学中心充分应用了教育信息化技术的发展成果, 同时虚拟仿真实验教学的发展也促进了教育信息化技术的应用。虚拟仿真实验教学的推广应用将对国内的高等教育的质量及创新教育的成效给予极大的促进。
本文基于地方本科高校建设信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心的需要, 立足于本校信息与控制类专业的教学需求, 即满足建筑电气与智能化、自动化、通信工程三个专业, 兼顾机械设计制造及其自动化、计算机科学与技术、机械电子工程、光电信息科学与工程等专业的教学需求, 按分层模块化的方式构建了信息与控制工程虚拟仿真实验教学体系, 并通过教学实践对体系的效能进行了验证。
一、地方本科高校虚拟仿真实验教学中心建设需求与任务
虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术, 构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象, 学生在虚拟环境中开展实验, 达到教学大纲所要求的教学效果[4]。
自2013年启动国家级虚拟仿真实验教学中心建设以来, 各高校根据虚拟仿真实验教学的特点与本校的教学需求开展了大量研究工作。湖南文理学院作为一所地方型本科院校, 2014年确定为湖南省两所应用型转型试点高校之一, 2016年度被湖南省政府确定为“产教融合工程应用型本科高校”国家级转型试点推荐申报高校。近年来, 学校主动适应地方经济社会发展的需要, 积极推进深度转型, 学校重视学生综合素质能力培养, 通过不断深化教学改革, 形成了人才培养的新模式, 强化为地方企业提供人才培养和社会服务功能。在湖南文理学院信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心的建设过程中, 主要按照虚实结合, 能实不虚的基本原则, 立足于满足建筑电气与智能化、自动化、通信工程三个本科专业的教学需求, 通过构建虚拟仿真教学体系、强化数字资源的建设, 优化实验与实践教学效果, 实现资源共享, 为本地院校及企业提供共享的数字教学资源。
二、虚拟仿真实验教学中心建设必要性
第一、虚拟仿真是满足我校楼宇智能化、自动化类专业教学需求的最佳选择。信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心以满足建筑电气与智能化、自动化、通信工程三个专业的教学需求为立足点, 并辐射计算机科学与技术、计算机网络工程、机械制造及其自动化、机械电子工程、土木工程等相关专业的教学需求。
信息与控制工程虚拟仿真教学中心服务的建筑电气与智能化、自动化、通信工程等学科专业领域, 开设电力系统及传输、电气传动及控制、智能楼宇、建筑照明与供配电、中央空调系统、数控加工、智能通信系统等专业课程, 此类课程的实验教学需要大型、复杂的实验仪器与设备, 湖南文理学院专业实验室目前已经采购的专业教学仪器设备, 如中央空调系统、建筑照明与供配电实验系统、恒压供水系统实验装置、交直流电机调速实训装置、过程控制实验装置等相关的实验装置, 由于建设费用紧张, 目前我们实验室已经采购的大型设备台套数在1-4台之间, 部分新办专业如建筑电气与智能化专业的大型专业实验设备台套数大部分只有1-2台, 大力建设信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心, 优先采用虚实结合的实验教学模式, 引导学生在实物实验前通过虚拟实验预先掌握实验原理、实验过程及实验结果, 再结合实物实验, 直接观察实验结果, 在实验课的教学过程中, 可通过分组实物实验等教学方式, 提升实验设备台套数少的专业实验课程的教学效果。
建设好我校的信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心, 利用虚拟仿真实验与实验室实物实验相结合的方式, 使得学生在虚拟仿真实验的过程中能掌握系统及设备的实验原理, 能够有效解决设备台套数少及实验设备购置经费不足的问题, 实现较好的实验效果。
第二、虚拟仿真中心建设是促进我校教育信息化应用技术的必然选择。《国家中长期教育改革与发展规划纲要 (2011-2020) 》中指出:“信息技术对教育发展具有革命性作用, 必须予以高度重视。教育信息化的核心是教学信息化, 要求在教育过程中较全面地运用以计算机、多媒体和网络通讯为基础的现代信息技术, 促进教育改革[5,6]”。信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心立足于建筑电气与智能化、自动化、通信工程三个工科型本科专业的教学需求, 通过数字化、网络化、智能化和多媒体化等技术手段, 实现开放、共享、交互型的新型实验实践教学模式, 可以拓展实验教学的时空范围, 学生通过网络访问的方式可以在寝室等场所进行虚拟仿真实验。
第三、虚拟仿真实验教学是培养学生自主搭建实验方案的最佳手段。在传统的实验教学过程中, 受到实验时长及实验设备台套数的限制, 绝大部分电气信息类的课程实验在教学过程中, 验证类实验占比较大, 而设计类实验和综合类实验占比较小。此外, 受到实验仪器设备的限制, 在设计类和综合类实验的方案设计中, 实验方案的制定同样受制于实验室的仪器设备数量与型号, 如模拟电子技术、数字电子技术、通信原理、单片机原理与应用等课程的实验, 借助于虚拟仿真实验平台可有效拓展学生进行实验的时间与空间, 培养学生独立设计实验方案并进行原理性验证的能力。在虚拟仿真实验室中, 学生则可以通过虚拟仿真实验进行自主化的学习和实验, 并且学生的操作过程有详细的解说和引导, 能够促进学生学习积极性的提高。
第四、虚拟仿真实验中心的建设契合了我校应用型转型背景下服务行业企业的需求。湖南文理学院2014年确定为湖南省两所应用型转型试点高校之一, 2016年度被湖南省政府确定为“产教融合工程应用型本科高校”国家级转型试点高校。近年来, 学校主动适应地方经济社会发展的需要, 积极推进深度转型, 学校重视学生综合素质能力培养, 通过不断深化教学改革, 形成了人才培养的新模式, 强化为地方企业提供人才培养和社会服务功能。在此基础之上, 信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心的建设将迎合当地企业对专业知识获取的需求, 通过中心的数字资源共享, 协助行业企业对工程技术人员的技能培养, 进一步拓展学校的社会服务功能。
三、虚拟仿真实验中心教学体系建设
中心探索建立信息与自动化类专业的实验教学体系建设, 将“理论课程+实验”的理念引入到专业课教学中, 探索出了“理论授课-虚拟实验-实验室教学”三个层次的高校实验教学新模式。通过虚拟仿真实验的方式解决了如下问题:
1) 在虚拟仿真实验教学平台上开展各类实验的预操作, 可有效降低实物实验的损耗及提升实验的成功率;
2) 对于综合型、创新型及不易现场实施的各类型实验, 在虚拟仿真平台中可以通过不断修正实验模型参数、重组实验模型等方式进行改进, 满足了实验教学的灵活性要求, 同时提升了实验效率, 又极大地节约了实验成本与耗材。
图1、图2分别为信息与控制工程虚拟仿真实验教学中心的课程体系建设规划和四年不间断的工程实验培养规划方案, 其中虚拟仿真教学贯穿全程, 体现了两纵两横特点, 图2所示的第一横, 充分体现了我校自动化与电气信息与类专业统一布局、各专业横向联合的特点, 突出了多学科交叉、相关专业的各类教学资源充分共享、优势互补的建设特色。对于第一层次各专业的基础课程、学科通识类课程虚拟仿真实验教学, 包括模拟电子技术、数字电子技术、电工电子等课程的虚拟仿真实验教学, 供电气信息与自动化类专业共享, 在教学过程中采用可视化的虚拟仿真直观式教学手段, 可加深学生对专业基础理论知识的理解[7]。对于第二层次虚拟仿真专业课程, 可分成电工电子类课程模块、信息技术类课程模块及控制工程与技术类课程模块等三个模块, 覆盖电子技术课程群、嵌入式系统课程群、电工技术课程群、信号与系统课程群、通信原理课程群、检测与传感技术课程群、自动控制理论与应用课程群、计算机控制技术课程群及现代电气控制课程群等二十余门专业课程的实验实践教学, 各专业可根据本专业人才培养理论与技术掌握要求, 对不同的课程进行模块化的选择、重组及优化, 结合各专业实验室的具体情况, 使得相关课程的虚拟仿真实验能够发挥出辅助设计与分析和验证等教学功能, 弥补专业教学中实物实验的不足, 部分补齐设备与经费短缺造成的短板。对于第三层次的专业实验教学, 通常采用虚实结合、分成小组并相互协作完成的综合性虚拟实验项目, 在具体的教学过程中, 可结合各专业的课程设计、项目研发实践、毕业设计、学科竞赛 (如挑战杯科技作品竞赛) 等的需要, 体现出专业知识的应用能力, 同时满足工程创新创业型人才的培养需求。
在培养体系的第二横中, 构建贯穿大学四年, 全程不间断的虚拟仿真与实践教学体系, 如图2所示。通过连惯性强的实践课程教学体系, 将虚拟仿真教学手段与教学平台的作用融入到整个教学过程中, 采用虚拟仿真实验教学和工程实践项目的训练, 形成“课程就是实验室”、“课外就是实习基地”, 对相关专业学生加深学科知识理解、亲自操作完成复杂程度高、专业性强、存在操作危险的专业工程设计提供了一种直观、数字化、现场感的教学与训练平台。
四、总结
本课题按照国家建设虚拟仿真实验教学教学中心的精神, 基于应用型转型特点, 分析了地方本科高校建设虚拟仿真实验教学中心的必要性。服务于学校的教学需求, 进行虚拟仿真教学体系的建设, 按课程模块、知识掌握层次要求对相关实验进行系统性整合, 构建了贯穿大学四年人才培养全程的虚拟仿真实验教学体系, 通过虚拟仿真与实物实验相结合的运行模式, 对信息技术与控制工程类课程进行了模块化的分类与建设, 初步建成虚拟仿真实验项目近百项, 对湖南文理学院信息与控制类理、工科专业学生加深学科知识理解, 亲自操作完成复杂性高、专业性强的专业设计与工程设计技能提供了直观、数字化的训练平台。同时使得教学与实践得到更紧密的结合, 对我校加速培养高质量的工程技术人才将产生深远影响。
参考文献
[1]王卫国, 胡今鸿, 刘宏.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J].实验室研究与探索, 2015, 34 (5) :214-219.
[2]蒲丹, 周舟, 任安杰, 等.多层次综合性虚拟仿真实验教学中心建设经验初探[J].实验技术与管理, 2014 (3) :5-8.
[3]陈萍, 周会超, 周虚.构建虚拟仿真实验平台, 探索创新人才培养模式[J].实验技术与管理, 2011 (3) .
[4]李平, 毛昌杰, 徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索, 2013, 32 (11) :5-8.
[5]杜月林, 黄刚, 王峰, 等.建设虚拟仿真实验平台探索创新人才培养模式[J].实验技术与管理, 2015, 32 (12) :26-29.
[6]沈建华, 李飞, 程崇虎, 等.通信与信息网络国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].实验室研究与探索, 2015, 34 (1) :161-164.
综合交通客运枢纽系统的三维仿真 篇7
当今社会, 城市化发展日益加快, 伴随而来的交通问题日趋突出。为了解决交通枢纽造价高昂、工程复杂、实施工程投资大、建成后不易再进行大规模修改等问题, 各类基于人工智能的二维交通仿真系统相继出炉。但是二维仿真的非直观性和专业性, 很大程度地限制了使用者的范围。而三维仿真的直观性和不可比拟的视觉效果, 使仿真系统更加完整, 极大地提高了仿真系统的可使用程度。
笔者结合“综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统”的开发过程, 实现了仿真系统中三维仿真的各项功能。
1 研究现状
近年来, 交通仿真在仿真算法方面已经有了重大的发展, 实现了在多种平台下的众多交通仿真算法、交通流统计和交通分析方法。但交通仿真技术仍不完善, 大多数交通仿真都是针对特定的交通枢纽, 输入一定参数后进行特定交通枢纽的仿真, 对于其他交通枢纽则并不适用;为达到仿真的真实性和有效性, 交通仿真前一般要进行大量的参数设定, 对于实际情况而言, 很多数据是无法准确获得的。交通枢纽在大多数交通仿真软件中, 三维仿真输出界面和人机交互界面一直比较粗糙, 几乎全部采用不同颜色的简化长方体来表示各种车辆、行人和交通设施, 缺乏对交通枢纽中场景的有效设置和直观显示, 这样的显示效果很难说是真正意义上对现实交通枢纽的三维仿真[1]。
目前, 三维仿真系统多采Direct3D、OpenGL、3ds max等技术, 这些技术可有效地进行交通枢纽设施的仿真。3ds max可以制作出精美的三维模型, 而Direct3D提供的完整有效的图形函数也可供用户构建三维模型, 更支持外部模型的调用[2]。因此, 与二维仿真系统比较, 三维仿真系统在场景精美、场景布置灵活、人物仿真细腻、仿真操作简单、仿真效果逼真等方面就显得优势突出。
2 仿真系统概述
综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统是实现仿真与分析功能的实验平台, 主要包括仿真建模、二维仿真、分析实验以及三维仿真四大模块。仿真建模模块主要实现仿真系统的场景建模工作, 分析实验模块主要完成数据的分析及数据处理功能, 而二维仿真和三维仿真同步实现了本仿真系统的各项仿真功能、完成各类仿真效果。
在综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统中, 三维仿真系统只具有建模和仿真功能, 不具备分析功能。但是三维仿真系统却与二维仿真系统紧密联系, 在仿真的过程中, 三维仿真系统通过二维仿真系统实时传送的仿真数据, 进行三维仿真, 达到二维仿真与三维仿真的同步[3]。
三维仿真系统的主要目的是给予使用者以最直观的视觉效果, 因此需要实现以下目标:建立虚拟场景模型;布置三维场景;保存二维数据、三维模型;根据参数和二维仿真数据, 实现车辆、行人在场景内的运动;实现截图等辅助功能。三维仿真系统的功能与导入流程如图1所示。
3 三维仿真系统的实现过程
3.1 数据结构设计
XML格式文件作为数据存储介质是三维仿真中比较流行的存储方式。XML (eXtensible Marku Language) 语言是SGML语言的子集, XML语言系统不仅能够表示文档的内容, 而且可以表示文档的结构。而对于XML文本的读取, 微软提供了1个XML语法分析器, 名为msxml.dll的动态链接库。 使用XML格式文件有3个好处, 首先XML格式便于理解, 即使不打开仿真系统, 同样便于使用者对数据进行手动录入和修改;其次, XML文件比数据库系统更容易部署, 并且增加了系统的移植性能;最后, XML是独立的文件, 便于复制多个副本, 方便调用各种配置、框架和行走方案[4]。
1) 系统设置。
包括摄像机移动速度, 系统仿真采样速率等。例如: <root> <timestep>5</timestep> <camspeed>2</camspeed> </root>。root节点是根节点, 它包含所有节点。timestep节点是设置仿真系统采样频率, 以秒为单位。数据越小, 三维仿真的播放速度就越快。camspeed节点是用户在漫游状态下, 控制摄像机的移动速度。数值越大, 速度越快。
2) 模型信息。
包括三维模型, 图片, 广告板的原文件名称, 存储路径, 三维位置信息, 缩放信息, 转向信息等。例如: <root> <mapset>1 <mapname>room.x</mapname><Scale>1.07</Scale>等等。其中mapset代表三维模型集合。用数字作为标识, 从1开始, 依次累加。Scale代表缩放系数, 它控制模型大小的放缩比例。还可以定义模型围绕X, Y轴旋转的角度、模型在空间的X、Y、Z坐标等。利用这种方式不仅可以存储模型数据, 也可以存储图片数据。
3.2 三维仿真前的建模准备
对于交通模拟仿真系统, 进行仿真的前提就是建立与真实交通枢纽相一致的场景环境, 这样进行的仿真才具有真正的实际意义, 仿真的数据才具有真实性和可用性。因此在进行三维仿真之前, 就必须准确地建立好仿真的场景界线、场景设施以及各类仿真模型。
3.2.1 三维仿真系统的边界绘制
为了准确反映真实交通枢纽场景中的环境, 就必须严格按照一定比例进行场景界线的绘制[5]。利用Auto Cad软件准确制作交通枢纽的平面图, 制作完成后作为仿真的场景, 并将仿真场景轮廓信息以点、线段、圆半径等元素的形式保存于指定的建模文件中。三维仿真前, 首先读取建模文件中交通枢纽的三维仿真边界信息, 然后使用Direct3D的绘图技术, 将点、线段、圆半径以特定比例绘制到三维坐标系中, 以便以后在指定边界区域进行三维模拟仿真。
由于Direst3D定义的6种基本图元中, 没有对圆形的绘制方法, 因此对于仿真中出现的圆形场景的绘制, 本系统采用的是利用三角形近似模拟圆形的方式进行近似处理的。如图2 (a) 所示, 由于Direct3D提供了对三角扇形的绘制方法, 所以可以通过对三角扇形的绘制, 使连续的三角形形成1个圆周, 形成多边形, 如图2 (b) 所示。当多边形的边数足够多的时候, 可以近似的看作圆形。式中:OA=r, O为数据库存储的圆形场景的圆心;r为数据库存储的圆形场景的半径。
三维仿真系统的交通枢纽的边界效果如图3所示。通过对交通枢纽场景轮廓信息的导入, 可以将交通枢纽的场景边界、设施位置边界、场景层次清晰的展现于眼前。
3.2.2 三维仿真的模型制作
如果三维场景的准确绘制可以为交通枢纽仿真提供精确的仿真界线, 那么场景中设施的准确铺设, 才是对三维仿真场景的真正模拟。
如果单凭代码来绘制所有交通设施的三维模型, 显然是不切实际的。复杂的三维模型 (如车辆、行人等) 通常要用专门的三维建模软件来制作。先利用如3ds Max、Maya等三维建模型软件制作出复杂的三维模型, 保存到相应的模型文件中, 然后利用三维图形开发接口再将保存在文件中的模型加载到程序中进行显示[6]。
针对交通枢纽的三维模拟仿真, 相关交通设施的三维模型必不可少, 包括地板、售票台、行人等, 采取*.X格式进行存储, 则可以通过Direct3D功能扩展库函数D3DXLoadMeshFromX () , 从*.X文件中提取多边形信息 (包括顶点坐标、颜色、法向量、纹理信息等) , 生成网格模型, 然后载入材质纹理[7]。
通过加载*.X文件, 并对加载的三维模型进行位置、大小等参数的控制, 可以实现对三维场景随心所欲的布置, 不但提高了场景的真实感, 而且使得仿真更加的人性化。如在框架SprayVehicle.cpp的函数void CSprayVehicle::AnimateUserControl () 中添加if ( GetKeyState ( 'J' ) < 0 ) {
m_vCurPos.y-=0.1f*m_CSpeed;m_Target.y=m_vCurPos.y;}, 与键盘输入交互, 此例是使三维模型在按动“J”时, 以一定的速率沿坐标Y轴上升。同样方式, 可以使三维模型沿X轴、Z轴移动, 也可使三维模型沿X轴、Y轴、Z轴进行缩放等变换。
通过对各种交通枢纽设施如地板、售票台等的布置, 最终达到对仿真场景的完善。完善场景布置效果如图4所示。
对于交通枢纽的仿真, 真正的主体当然是行人的运动仿真, 因此对行人动画模型的制作十分重要。为了在三维仿真中, 体现形态各异的人物, 需要制作出大量的各类人物动画模型。制作好各种行人的模型后, 三维仿真系统根据蒙皮骨骼动画原理, 可以自定义1个函数ConPeo (IDirect3DDevice9* pd3dDevice) , 按照三维仿真系统的需要, 在函数体中灵活的初始化行人的形态、位置等信息。制作出的行人动画效果, 可以有效的仿真交通枢纽中的人物。使人物在交通枢纽中动起来, 可以更加逼真的模拟行人在交通枢纽中的运动情况。通过变换人物视角, 更可以使使用者有种身临其境的真实感。人物动画效果如图5所示。
3.3 三维仿真系统中行人的仿真实现
在交通模拟仿真系统中, 需要二维与三维仿真同步模拟。二维仿真系统与三维仿真系统建立连接后, 二维仿真系统实时地向三维仿真系统中传输三维仿真所需要的各类仿真数据, 比如行人行走的坐标等。三维仿真系统接受了二维仿真系统的实时仿真数据后, 立即更新相关行人或设施的数据, 形成动画效果, 完成三维仿真。利用这种方式, 不但节省了三维仿真中对行人及相关移动设施运动轨迹的计算, 而且实现了二维仿真与三维仿真的实时同步, 使二维仿真效果可以及时的在三维仿真中得以体现。
基于二维仿真和三维仿真同步的角度, 三维仿真中的行人行走的坐标并非三维模块自行计算得到, 而三维仿真中行人的行走坐标完全由二维仿真实时提供。这样就产生了新的问题, 因为在二维仿真中, 行人的坐标全部在同一高度上, 而三维仿真中, 行人要运动在不同高度的楼层和设施中。虽然二维仿真场景均在同一平面内, 但是对于真实场景中不同高度的楼层及设施全部能在二维仿真场景中的不同区域得以显示, 并且将真实场景中不同楼层和各个设施的高度一一存储于数据库中。为了解决三维仿真中显示不同高度的问题, 在三维仿真中的行人就必须时时判断自己所在二维仿真场景中的区域, 根据行人所在不同区域, 为行人添加不同的高度, 以此来实现行人在不同高度上的行走仿真[8]。
为了判断行人是否进入了某一特定区域, 如图6所示, 判断行人是否进入了区域m, 不能用区域的4个顶点判断。假设行人坐标为 (X, Y) , 4个顶点坐标分别为 (XA, YA) 、 (XB, YB) 、 (XC, YC) 、 (XD, YD) , 如果单纯利用XA<X<XC和YC<Y<YA来判断, 显然判断的是图中虚线的区域, 极大地降低了仿真的准确性。因此必须使用直线划分区域的方式判断行人坐标是否进入了指定区域。如果AB、BC、CD、DA所确定的直线方程分别为:a1x+b1y+c1=0、a2x+b2y+c2=0、a3x+b3y+c3=0、a4x+b4y+c4=0, 则利用 (-b1Y-c1) /a1<X< (-b3Y-c3) /a3并且 (-a2X-c2) /b2<Y< (-a4X-c4) /b4来判断行人是否进入特定区域m, 就十分准确了。
当行人行走在二维仿真中的不同区域时, 根据当前行人的坐标可以判断其所处的不同区域, 进而可以根据数据库中此区域的高度值, 判断出行人所属的高度, 从而实现行人在三维场景中不同高度的显示。
但是, 在交通枢纽中并非所有区域的高度均为定值, 如不同楼层具有特定高度。一些设施的高度是随着位置的变化而改变的, 如楼梯所在的区域。当行人行走在楼梯所在的区域上时, 行人的行走高度随着坐标的改变而不断变化, 因此不能给行人指定固定高度, 必须使行人的坐标不断进行变化[9]。如图7, 是楼梯的示意图。假设楼梯的斜率为k, A点为行人的二维坐标 (不含高度的坐标或者高度坐标是楼梯的底面所在高度) , 直线l为楼梯的边界直线, 则A点与直线l, A点到直线的距离为d, 则行人的所在楼梯当前的高度为h=kd。式中:d是包含行人二维坐标的函数。因此高度h是由行人二维坐标确定的函数, 随二维坐标的变化而时时发生改变, 进而实现了行人沿着楼梯行走。
解决述问题后, 可以准确地实现行人在三维交通模拟仿真场景中的行走仿真。图8是三维仿真系统中行人在仿真场景中行走的效果。
三维仿真的过程中未必总是需要显示全局的地图信息, 三维仿真系统应该支持局部显示功能。地图的局部显示是通过缓冲区机制完成的。首先建立一个绘制缓冲区, 利用这个缓冲区初始化所有地图相关信息, 包括*.X文件以及图片文件, 但是前台 (也就是屏幕) 不给予显示。将所有所需要的信息加载完毕后, 再根据特定显示范围进行绘制, 以显示在前台。行人的局部显示的原理与地图的局部显示基本相同。只是行人在后台初始化后, 根据二维仿真传输过来的数据, 包括行人显示的特殊区域和每个行人实时位置, 在后台进行计算和存储。然后再根据二维传输的特定显示区域范围, 在这个范围中进行行人仿真显示。图9所示为局部显示效果。
局部显示不但可以有效减少使用者在全局地图中的遍历时间, 更可以有针对性地给出仿真效果。使用者可以根据自己的需要, 在二维仿真平面选取自己感兴趣的仿真局部, 二维仿真系统将捕获到的特定区域数据实时传送给三维仿真系统, 三维仿真系统则自动切换到使用者指定范围。
4 结束语
将Direct3D程序、OpenGL、3ds Max等三维模拟仿真技术综合运用于同一个三维仿真系统中, 可以回避各个三维模拟仿真技术的缺陷、充分发挥各种三维模拟仿真技术的优势, 进而极大地增加了三维仿真效果的真实感。对于交通枢纽模拟仿真而言, 曾经用简单几何图形代表各种元素作为粗糙的输出界面的状况, 得到了彻底的改变, 取而代之的是精美的仿真场景、随心所欲地对仿真场景的布置、细腻的人物仿真、逼真的三维仿真效果等, 从而直观而细致地展现了交通枢纽中行人的行走、避让以及排队过程, 直观而准确地反映了交通枢纽内客流量随时间变化的整个过程, 直观而有针对性地反映了交通枢纽中各个局部内行人的密度, 直观而迅速地反映了交通枢纽中某一时间内的客流瓶颈状况。这些三维仿真的优势, 在综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统中得到了充分地体现。
参考文献
[1]秦硕.综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统三维模块设计与实现[D].长春:吉林大学, 2008
[2]Adams J, 刘刚, 译.DirectX高级动画制作[M].重庆:重庆大学出版社, 2005
[3]Rankins R, Garbus J, Solomon D, et al.Sybase SQLServer 11[M].USA, New York:Sams Publishing, 1997
[4]胡朝晖.利用MSXML解析XML文本[J].电脑编程技巧与维护, 2001 (5) :14-18
[5]郭兆荣, 李菁, 王彦.Visual C++OpenGL应用程序开发[M].北京:人民邮电出版社, 2006:67-70
[6]点智文化.3ds max9.0四库全书[M].北京:电子工业出版社, 2008
[7]王德才, 杨关胜.孙玉萍.精通DirectX 3D图形与动画程序设计[M].北京:人民邮电出版社, 2007:109-169
[8]盛磊, 于晓波.用Direct3D描绘运动物体的轨迹[J].微计算机信息, 2007 (34) :310-314
综合仿真体系 篇8
会计学科是一门应用性和操作性都很强的学科。因此, 会计专业的学生不仅应具有扎实系统的理论知识, 更应具备娴熟的操作技能。但是许多中职会计专业毕业生虽然取得了会计从业资格证, 却无法胜任企业的会计工作。中职会计专业实训教学现状如下。
(一) 重理论、轻实践的课程设置。
中职会计专业课程设置, 长期以来受传统职业教育课程的影响, 中职会计专业一般采用三段式的课程设置:文化基础课、会计基础与实务的基本理论课、会计实训课。而会计实训课教学这一块一直比较薄弱, 这不仅没有体现出职业教育的特色, 而且不能有效地培养学生的动手能力。
(二) 会计实训教材内容和形式的不足。
校内模拟实训往往是教师给学生一整套模拟资料, 一般是一个企业某一个月的经济业务, 这些模拟资料可能是某一企业某一时期的会计资料毫无遗漏地照抄照搬, 缺乏代表性;而有些准备的实训资料则与实际相差较远, 完全靠几个教师凭空编造出一个虚假的企业和一些缺乏客观依据的业务, 其结果必然造成“模拟实验就是会计作业的翻版”的现象, 缺乏真实感, 使学生失去兴趣。以上两种情况都影响了会计模拟实验的可操作性, 达不到理论与实际相结合的目的。
实训形式上要求学生从填制、审核凭证至编制会计报表独立完成一整套核算程序。学生在完成的过程中充当多个角色, 既是企业的会计, 又是企业的出纳、仓管员、销售人员等。这样, 易导致学生身份不明、岗位不清、思维混乱。学生对单个的凭证、账簿、报表有了一定的感性认识, 但无法了解经济业务的来龙去脉、各岗位之间如何配合、凭证如何传递、各岗位明细职责等。
(三) 实训场所限制。
实训室是培养学生职业能力的重要场所, 会计职业的特殊性决定了企业无法同时接收那么多学生实习的, 而会计资料带有商业机密使得很多企业不愿意接受学生实习, 于是校内实训室建设显得更为重要, 近几年, 各职业学校虽然加大了对会计实训室的投入, 但鉴于会计工作与银行、税务等各方的业务关系, 能真正做到仿真会计实际工作运行的会计实训室尚未建立起来。
二、中职会计专业仿真实训体系建设的必要性
(一) 贯彻国家教育方针的需要。
党的十七大提出:“坚持育人为本、德育为先, 实施素质教育, 提高教育现代化水平”, “全面贯彻党的教育方针, 坚持教育与社会实践相结合, 以培养学生的创新精神和实践能力为重点”。而《国家中长期教育改革和发展规划纲要》提出:“以服务为宗旨, 以就业为导向, 推进教育教学改革。”中职会计专业仿真实训体系建设是满足人民群众接受职业教育的需求, 满足经济社会对高素质劳动者和技能型人才的需要。
(二) 服务地方经济发展的需要。
随着泉州经济的不断发达, 对会计人员的需求也日益增大。又因泉州民营经济遍地开花, 而大部分民营企业的规模较小, 业务较简单, 这样有较强动手能力熟练进行会计各岗账务处理, 熟悉企业银行、税务等单位业务流程等技能的应用型中职会计专业毕业生就会是企业的首选。
(三) 加强“双师型”教师队伍的需要。
师资队伍水平是教学质量的保证, 加强师资队伍建设是专业建设的首要任务。“双师型”教师是目前中职学校会计专业中比较紧缺的一类人才。因为大部分老师没有实际参与企业的业务操作, 所以仍然停留在“理论派”之列。只有不断加强教师的实践活动, 让会计理论与会计实践有机地结合起来, 才能给学生实践较好的指导。教师进入企业, 参与企业实践, 与行业专家接触, 提高自身实践水平与技能, 成为名副其实的“双师型”教师。
三、中职会计专业仿真实训体系建设的设想
(一) 仿真实训教材的开发。
将学校会计专业的老师分成若干小组, 每组成员到当地较有代表性的行业——制衣行业的几家公司进行实地调研, 了解制衣行业的主要材料、材料收发计价的方法、工资的计算方法等, 以及到车间了解制衣行业的工作流程。通过收集几家公司多个月的账务资料, 由老师进行整理, 编制一套既高度仿真又具有代表性的实训教材。
(二) 实训岗位的设置及人员分组。
为了让学生了解制衣行业经济业务的来龙去脉, 知晓会计核算工作和企业内部其他部门、往来单位及银行、税务等单位的密切业务联系, 让会计机构内各岗位之间做到内部牵制, 故将仿真实训室的岗位设置为:银行、税务、客户、供应单位、采购科、销售科、仓库、会计科, 其中会计科又细分为财务主管、出纳岗、往来会计岗、成本会计岗。其中银行、税务、客户、供应单位这四个岗位为所有小组共有, 其余岗位按小组分设。明确各岗位的职责范围、具体要求和内容, 并落实每个岗的工作责任制, 做到事事有人管, 人人有专责, 从而提高会计工作效率, 保证会计信息质量。
根据岗位的设置, 从实训班级的学生中选出四位同学分别担任银行、税务、客户、供应单位四种岗位角色, 其余同学每七人一组, 分别是采购科、销售科、仓库、财务主管、出纳岗、往来会计岗、成本会计岗, 定期进行轮岗训练。分组时尽量遵循互补原则, 也就是做到好、中、差的搭配, 这样在实训过程中学生之间可以起到互助的作用。
(三) 实训设备的配置。
布置会计仿真分岗位模拟实训室, 应配备以下实训设施、设备:银行窗口一个、税务窗口一个、客户办公点一个、供应商办公点一个, 每小组一个试验台、一套办公用品和印章、岗位座牌、模拟企业空白原始凭证、记账凭证、账页、报表等。
(四) 仿真分岗位模拟实训操作。
根据上述岗位设置及人员分工, 按照经济业务流程进行分岗位模拟实训操作。例如:本公司 (华兴公司) 向供应商华泰公司采购布料, 操作程序如下。
1. 采购科派出采购员前往供应商华泰公司办公地点洽谈采购业务。
2. 供应商发货并开出增值税专用发票。采购员持提货单及增值税专用发票的发票联及抵扣联回到公司。
3. 货物到达验收入库, 仓管人员填收料单。
4. 由会计主管审核增值税专用发票和收料单, 同意付款。
5. 由出纳员到银行填写电汇凭证办理汇款业务并取回电汇回单。
6. 成本会计根据发票、入库单和汇款回单, 编制记账凭证。
7. 财务主管审核记账凭证。
8. 往来会计登记应交税费明细账, 成本会计登记原材料明细账。
9. 出纳登记银行存款日记账。
10. 财务主管登记总账。
业务操作流程图:
四、仿真实训体系建设对中职会计专业教学的预期效果
(一) 培养学生岗位责任意识和团队协作能力。
与传统的会计实训相比较, 仿真分岗模拟实训对岗位进行了细分, 每位同学在每次实训中需完成相应岗位的工作, 如果某岗位工作因某位同学的原因无法顺利进行, 那么后续工作将可能无法继续。而且财务工作是多环节、多步骤的, 因此要求学生学会与人相处, 学会沟通, 并且要有较强的团队意识和协作能力, 才能让本组业务顺利开展。从前文举例中可以看出学生的岗位责任和团队协作能力非常重要的, 通过分岗实训就可以起到培养学生岗位责任意识和团队协作能力的作用。
(二) 促进老师的专业成长, 明确培养方向。
教学是教师的教与学生的学相互作用的过程, 只有教师具有较强的理论水平和动手能力, 才能给学生较好的指导。而大部分会计教师都是从大学毕业后直接进入中职学校的“理论派”, 实际操作水平和能力有待提高。通过会计仿真实训体系的建设, 要求每位老师到企业进行调研与实践, 将理论与实践相结合, 提高了教师的动手能力, 成为真正的“双师型”教师。同时通过调查, 分析得出企业岗位要求、岗位职责、岗位道德, 提出仿真实训室应设置哪些岗位, 每个岗位应具备的能力, 从而明确中职会计专业的培养方向。
(三) 实现会计教学理、实一体化。
通过仿真分岗实训体系的建设, 开发了一套适合泉州地方经济特色的会计实训教材, 建立了一间仿真分岗模拟实训室, 学生可以进行高度仿真的模拟训练, 将会计理论与实践高度结合, 既了解经济业务的来龙去脉, 又巩固之前学习的理论知识, 同时还练就一手过硬的技术。通过在校的“上学如上岗, 上课如上班”的模拟训练, 毕业时就能达到与企业需求“零距离”的接轨。
参考文献
[1]魏芳.会计分岗实训的教学改革实践.河北机电高等专科学校学报, 2009.11, VOL17, (6) .