1、仿真系统技术协议书技 术 协 议 书 采煤工程教学培训仿真系统软件设计思想 （一）设计思想 1、本项目的研制思想是以采煤工程各工种的国家职业标准与采煤工程专业教学大纲为依据，以各相关煤炭企业集团公司的职业技能培训与鉴定大纲为基础；以技能训练和课程教学中的难点、重点，特别是实物教学难以完成的培训内容与实训项目的设备研制为重点，通过使用多媒体仿真技术、智能技术、传感技术、网络技术、通信技术、自动控制技术等，研制开放式的网上采煤工程教学与培训仿真系统，使得采煤工程职业技能实训基地的建设处于全国领先地位。 2、本项目的研制目标是：充分利用最新的信息技术，设计基于C/S（客户机服务器模式，以下相同）与B
2、/S（浏览器服务器模式，以下相同）模式的采煤工程教学培训仿真系统各子系统与各模块，研发采煤工种相关培训与仿真实训装备，实现采煤工培训信息的数字化、可视化与仿真。 通过本系统的研究，达到以下研制目的实现四个服务，即： 对煤田：完善煤炭机械、煤炭开采方法、通风与安全和矿山供电等四个专业的教学与采煤各工种培训与技能实训的各环节，提高培训与鉴定质量，满足煤田、企业的发展对人才培养的需要。 对行业：探索以理论知识的可视化，形象化，结合实训装备的自动化、信息化改革带动采煤技工人才培养的新思路，推动行业技能型人才培养在教学与培训内容、实训手段、培训模式上的现代化改革，为提高教学与培训工作的质量，培养更多高技
3、能、创新型人才服务。 对学校：从优化教学与训练环节方面大力推动骨干专业实训基地的现代化与信息化建设，提升学校的地位，扩大学院在行业中的影响，使学校在人才培训市场的竞争中处于有利地位。 对专业课程：提高采煤工程专业教学内容与教学现代化的水平，锻炼师资队伍，加强学科建设，满足技能型人才特别是高技能人才培养对专业知识掌握与学科建设的需要。 （二）设计研制原则 1、职业性原则 (1)能满足采煤相关工种国家职业标准与采煤工程专业教学大纲的要求，面向煤田，为作业区培养合格的各类技能型人才。 (2)实现培训与鉴定相结合，以仿真系统与学员的互动性促进培训，提高技能训练水平，带动职业技能鉴定、竞赛工作的发展。
4、2、先进性原则 (1)内容上，应体现近年来在采煤工程领域所采用的新设备、新技术、新工艺，达到各煤炭企业或集团公司对采煤各工种的基本知识、技能操作与相关新知识的需要。 (2)在技术上，充分运用当前先进技术，重视计算机多媒体技术、虚拟现实与人机交互技术、传感与自动控制技术、计算机通信与接口技术、人工智能技术、网络技术在实训仿真模拟设备中的应用；重视计算机软件与硬件相结合，提升培训与鉴定设备的现代化水平。 3、教学性原则 (1)应根据职业培训对象的特点进行教学设计与制作，实施科学先进的教学策略，提高教学效果； (2)要尽可能体现职业技术教育在生产工艺的过程性、生产活动的情景性；变抽象为直观，变枯燥为
5、生动，引发学生的学习兴趣，明显提高培训工作的质量； (3)技能仿真训练要有学生的参与，通过计算机网络与计算机反馈，体现人机交互，并在交互中尽可能引入人工智能技术，为学生构建良好的学习与训练环境。 4、实用性原则 (1)内容上，既要满足当前采煤工种职业培训与鉴定的需要，又要体现采煤新技术、信息化、自动化等现代化技术在煤田中的应用，做到前瞻性与实用性的结合； (2)技术上，模块化、工程化开发，使软件系统具有可复用性。 5、科学性原则 仿真系统在内容上要科学、充实、适用；在应用上要安全、稳定、可靠；在制作上应充分利用现代新技术、新材料、新工艺、提升系统的科技含量，减少能耗、物耗、降低成本，体现环保意
6、识。 2.2.3采煤工程教学培训仿真系统软件系统体系结构 采煤工程教学培训仿真系统由采煤工程教学培训仿真管理平台系统、采煤工程教学培训仿真软件包系统、采煤工程教学培训考核系统、采煤工程OTS仿真模拟培训系统四部分构成，而每系统又分别由若干子系统软件包构成。 2.2.3.1采煤工程课程体系管理平台（以课程划分）： 随着学校职业教育的深入发展，如果完成了教学资源库建设，在丰富的教学资源库的基础上如何进一步挖掘教学资源的应用为课程教学服务是一个值得考虑的问题。学校有许多课程需要进一步开展数字化教学，建设数字化的课程体系。 数字化课程平台就是利用当代先进的信息技术，为学校的主干课程提供一个二次开发环境
7、，快速实现资源（图书、课件、讲义、工具等）和活动（教、学、管理等）的数字化以及教学资源的集成、整合和优化，实现资源的有效配置和充分利用。数字化课程平台就是以教学资源库为基础、以主干课程的数字化为目标，为精品课程之外的课程提供数字化教学。 数字化课程平台提供一个二次开发环境，教师通过简单的定义和二次开发就可实现某门课程的数字化功能，定义后的数字化课程系统由课程概况、课程教师、学习指导、课程学习、课程资源、学习交流等部分组成，其结构方案如图2所示。 数字化课程系统 课程概况 课程教师 学习指导 课程学习 课程资源 学习交流 课课课课课主教教学学教学辅思网教学学学学程程程程程讲师师习习学习助考络学生
8、习生习 简教目要特教队寄基方大内材与资录提心讨笔 介 材 标 求 色 师 伍 语 础 法 纲 容 料 源 像 问 得 论 记 实践 图2 数字化课程系统的功能结构（1）、数字化课程结构 数字化课程系统由前台的课程概况、课程教师、学习指导、课程学习、课程资源、学习交流等部分组成，其中后台的管理功能由教学资源管理平台（科目管理、资源管理、资源类型、教学文件管理、教学菜单管理、教师管理、学员管理）统一实现。 2.2. 3.2、采煤工程培训仿真管理平台（以工种划分）： 采煤工程培训仿真系统后台管理（以工种划分）软件实现系统所需基础数据的管理、前台培训包模块定制管理和技能考核管理。基础数据管理是对用户、
9、角色、部门等数据的管理，培训包模块定制管理则有培训包选项设置、培训动画模块动态设置；由单位设置、班级设置、角色种类、权限种类、模块授权、教师设置、学员设置、帮助设置、模块增减等组成。 技能考核管理负责科目管理、题型管理、试卷管理、试题库管理、成绩管理等功能 2.3.3、采煤工程教学培训仿真软件包 根据采煤工程学科体系结构，结合新疆煤田的特点，采煤工程教学培训仿真仿真系统由煤炭机械、采煤方法、通风与安全和矿山供电四部分组成，其整体结构如图3所示： 采煤教学培训仿真系统采煤方法通风与安全矿山供电采煤机械仿真包仿真包仿真包仿真包各采煤安全、机械的各采煤风量矿井煤矿井救护仪巷采总体及机械的调节井下矿及
10、采器及故 道煤局部重故障分与通供三电区通障分析 要部件析与处风阻电大气系工风系与处理的结构理（互力测系保设 统艺统（互组成与动）定统护备动）原理各种巷道采煤工综合机械结构及采艺工序化采煤工煤工艺下的详细作面展示的通风系展示统展示 图3采煤工程教学培训仿真软件包体结构 (1)、采煤工程教学培训仿真软件包内容 采煤工程教学培训仿真软件包 （一）采煤机械仿真包 技术要求 序软件名称 软件模块 号 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景电力牵引型采煤机整体结构模拟模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景液压牵引型采煤机整体结构模拟模块 图片、文字、语言，（学员互
11、动) 采煤机培训软 1 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景件包 电力牵引型采煤机详解模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景液压牵引型采煤机详解模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景掘进机整体结构模拟模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景掘进机培训软液压回路工作原理与故障分析模块 2 图片、文字、语言，（学员互动) 件包 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景电器部分结构与操作模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景传输机培训软转载
12、机原理结构培训模块 3 图片、文字、语言，（学员互动) 件包 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景破碎机原理结构培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景带式输送机原理结构培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景绞车原理结构培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 绞车培训软件 4 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景波 绞车安全维护与故障分析培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景通风机原理结构培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动
13、画、摄像、实景通风机培训模反风设施结构与反风过程展示模块 5 图片、文字、语言，（学员互动) 块 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景防爆门工作展示模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景水泵原理结构培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 6 水泵培训模块 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景水泵安全维护与故障分析培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景单体、悬移、液压结构及原理培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 支护设备培训 7 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景模块 乳化泵站的组成及工作原
14、理的培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景综合机械化采图片、文字、语言，（学员互动) 综合自动化采煤过程演示模块 8 煤工作面培训模块 （二）采煤方法仿真包 走向长臂开采方法培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 倾斜长壁开采方法培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 巷道系统培训 1 软件包 急倾斜煤层开采方法培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 放顶煤开采方法培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 爆破采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 普通机械化采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 回采工艺培训 2 软件包 综合机械化采煤工艺培训模
15、块 展示方式：虚拟现实漫游技术 放顶煤采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 （三）通风与安全仿真包 通风方法培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 矿井通风培训 1 软件包 通风方式培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 一、 通风网络培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 通风设施培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 爆破采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 普通机械化采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 采区通风培训 2 软件包 综合机械化采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 放顶煤采煤工艺培训模块 展示方式：虚拟现实漫游技术 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、
16、实景风量调节培训 3 风量调节方式及设施培训模块 图片、文字、语言，（学员互动) 软件包 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景通风阻力培训通风阻力与通风安全培训模块 4 图片、文字、语言，（学员互动) 软件包 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景安全仪器培训主要安全仪器原理展示与故障排除演示模 5 图片、文字、语言，（学员互动) 软件包 块 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景救护仪器培训主要救护仪器原理展示与故障排除演示模 6 图片、文字、语言，（学员互动) 软件包 块 （四）矿上供电仿真包 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景矿井供电系统结构展示模块 图片、文字、语言， 矿
17、井供电培训 1 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景软件包 矿井各级变电所和配电点设备布局展示模图片、文字、语言， 块 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景过电流保护原理培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景过电流保护设备原理结构培训模块 图片、文字、语言， 煤矿井下保护 2 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景培训软件包 漏电保护原理培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景保护接地原理培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景高压配电箱原理结构培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画
18、、三维动画、摄像、实景低压馈电开关原理结构培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景磁力启动器原理结构培训模块 图片、文字、语言， 煤矿电器设备 3 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景培训软件包 组合开关原理结构培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景移动变电站原理结构培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景煤电钻综合保护装置原理结构培训模块 图片、文字、语言， 展示方式：二维动画、三维动画、摄像、实景检漏继电器原理结构培训模块 图片、文字、语言， 2.2.3.4、采煤工程教学培训考核系统（以工种划分
19、） 采煤工程教学培训仿真系统考核软件提供技能考核子系统，完成对受训人员的信息管理、模型运行设置和对受训人员的技能鉴定、培训考核。利用成熟的数据库技术、网络技术建立配套试题库，题库采用标准化试题模式和开放式框架设计模式，可根据需要进行扩充完善。 采煤工程教学培训考核平台采用开放、动态的系统架构，将传统的考试培训模式与先进的网络应用相结合，实现对学员的出卷、考试、培训的高效管理。采煤工程教学培训及技能鉴定考核系统由前台用户考试部分、后台系统管理部分两大部分组成，用户考试部分包括考试练习模块，并拥有考试查分、历史查询、统计查分等功能 1、概述 采煤工程技能鉴定考核系统是一套面向采煤行业的考试、培训管
20、理解决方案，采用开放、动态的系统架构，将传统的考试培训模式与先进的网络应用相结合，可使用户完全根据自身应用特点快速构建考试培训平台，实现对学员考试、培训、的高效管理。 作为采煤工程教学仿真培训平台的一个子系统，其主要功能是完成对受训人员的信息管理、模型运行设置和对受训人员的技能鉴定、培训考核。它主要由在线测试题库、培训考核管理和系统管理组成。 通过技能鉴定考核系统，教师可以设置选择题、判断题以及这些题的答案，从而形成一个题库。教师可以从题库中按比例、等级随机抽取题目，对学员进行考核。系统自动对学员所做的解答与标准答案对比，从而给出评分。 系统管理主要由学员信息管理模块和教师信息管理模块组成。学
21、员信息管理模块的主要功能是有效管理学员的个人信息、培训信息和考核信息。模型运行设置模块包括初始参数设置和模型访问权限设置两个方面。 2、系统结构 采煤工程技能鉴定考核系统基于微软公司Windows操作系统、IIS平台、ASP语言构建，微软公司产品优异的性能为技能鉴定考核系统提供了高效稳定的运行环境，使该系统无论在运行速度、易用性还是在数据吞吐能力方面都表现卓越。 考核系统与其它系统的关系 技能鉴定考核系统是采煤工程仿真培训系统一个子系统 （1）考核系统的体系结构 技能鉴定考核系统由前台用户考试部分、后台系统管理部分两大部分组成，用户考试部分包括考试练习模块，并拥有考试查分、历史查询、统计查分等
22、功能。系统管理部分包括科目管理、题型管理、试卷管理、试题库管理、成绩管理、用户管理等功能，如图4所示。 技能鉴定考核系统 教科题试试成成学班在在 师目型卷题绩绩 员级线线 管管管管库管单管管测成 理 理 理 理 理 理 理 管打试 绩 理 印 题查 库 询 图4 技能鉴定考核系统功能结构 3、功能与特点 1）满足采煤行业不同用户的应用需求。该系统将各类考试进行分析归纳，将试题定义为判断题、选择题两种基本类型。该系统可包容采煤的不同学科、不同特征的试题同时并存，分立管理。 2）支持题库、试卷难易的等级划分。试卷定义不仅支持初级、中级、高级、技师四个级别题库的划分，还支持普通知识之外的隐含题的难易
23、设定。 3）随机抽题模式、随机排序构成试卷。该系统为随机、按百分比抽题模式，考试类型适合正式的考试需求，考生需在限定的时间内完成考试，超出限定时间系统将自动收卷，每个考生的答卷都将被详细记录；每个考生的考题相同但考题排列顺序不同，增加了考生相互抄袭的难度。在考生交卷后，系统可实现自动判卷评分。 4）支持补考功能。如果考试不及格，教师可以设置补考机会，考生可以再对本期考试再提交一次成绩。如果设置不充许其补考，考生就不能对同一期考试进行补考。第一次成绩和补考成绩都记录在案，并且一个人一期考试只能有一次补考机会。 5）考生成绩查询、打印和统计功能。该功能可以使老师详细了解每个考生的学习状况，老师在考
24、试期间能及时了解到哪些考生参加了考试，也可以在考试结束以后轻松浏览到各考生的试卷批改情况。考试成绩可以按学号进行排名，方便老师打印应试成绩单和汇总成绩单。 4、主要界面及功能 采煤工程技能鉴定考核系统的功能主要包括：科目管理、题型管理、题库管理、试卷管理、成绩管理、在线考核、成绩查询、用户设置等。 （1） 题库管理 题库管理功能界面如图5所示，实现对任一考试题型下的试题的增加、修改和删除。通常的题型包括：选择题、判断题。实现按科目分类的试题查询和按关键字的试题的搜索。 图5 题库管理 （2）试卷定义 试卷管理功能是对指定科目下的试卷进行定义、生成、修改、删除，对试卷可实行是否下发的状态控制。未
25、下发：指已建好试卷但未下发所以考生看不到；已下发：指已建好试卷且已下发所以考生能看到。试卷定义功能可实现对题库、百分比、分值的设定，其界面如图6所示。 图7 试卷生成 （4） 成绩单 用户考完试后，当场知道自动判卷的分数，并可查询各期历史考试。教师可对考试后的成绩进行成绩报表打印，目前支持应试成绩和汇总成绩两种成绩报告单，其应试成绩单如图8所示。 图8 应试成绩单 （5） 成绩分析报告 成绩分析报告界面如图9所示，给出班级学员的成绩综合统计，并以表格和统计图两种形式给出。 支持打印功能。 图9 应试成绩统计表 附件二、乌鲁木齐煤矿技校采煤工程教学培训仿真系统联合设计协议及研制开发计划 乌鲁木齐
26、煤矿技校的采煤工程教学培训仿真系统的研制开发是一个硬、软合一的系统工程，本项目涉及采煤工程、仿真教育技术、自动化技术，且要结合新疆煤田的采煤自动化生产的实际工况建设。我们本次投标将此项目建设成精品工程。项目总协调管理由使用方乌鲁木齐煤矿技工学校领导负责。 本项目同乌鲁木齐煤矿技工学校共同设计此系统。 1、研发队伍组成及工作任务分工。 项目模块 负责单位 工作任务 1 采煤工程教学培训仿真管理平台系统 采煤工程教学培训仿真采煤工程教学培训仿真管理平台系统软件编 1.1 杭州电子科技大学 管理平台系统软件设计 写 采煤工程教学培训仿真采煤工程教学培训仿真管理平台系统结构及杭州电子科技大学/ 1.2
27、 管理平台系统方案设计 方案设计 乌鲁木齐煤矿技校 2 采煤工程课程体系管理平台软件包（以课程划分） 采煤工程课程体系管理采煤工程课程体系管理平台软件包系统软件杭州电子科技大学 2.1 平台软件包（以课程划编写 分）软件设计 采煤工程课程体系管理采煤工程课程体系管理平台软件包系统结构、平台软件包（以课程划杭州电子科技大学/方案设计及管理内容充填 2.2 分）方案设计及管理内乌鲁木齐煤矿技校 容充填 3 采煤工程培训仿真管理平台软件包（以工种划分） 采煤工程培训仿真管理杭州电子科技大学/采煤工程培训仿真管理平台软件包（以工种划 3.1 平台软件包（以工种划乌鲁木齐煤矿技校 分）软件编写 分）软件
28、设计 采煤工程培训仿真管理平台软件包（以工种划杭州电子科技大学/采煤工程培训仿真管理平台软件包（以工种划 3.2 分）方案设计及管理内乌鲁木齐煤矿技校 分）系统结构、方案设计及管理内容充填 容充填 4 采煤工程教学培训仿真软件包系统 采煤工程教学培训仿真采煤工程教学培训仿真软件包动画软件设计 4.1 软件包动画软件设计及杭州电子科技大学 及编写 编写 采煤工程教学培训仿真杭州电子科技大学/ 4.2 采煤工程教学培训仿真软件软件包脚本编写 软件包内容及脚本 乌鲁木齐煤矿技校 5 采煤工程教学培训考核系统软件包（以工种划分） 采煤工程教学培训考核杭州电子科技大学/采煤工程教学培训考核系统软件包（以
29、工种划 5.1 系统软件包（以工种划乌鲁木齐煤矿技校 分）软件编写 分）软件设计 采煤工程教学培训考核系统软件包（以工种划杭州电子科技大学/采煤工程培训仿真管理平台软件包（以工种划 5.2 分）方案设计及管理内乌鲁木齐煤矿技校 分）系统结构、方案设计及管理内容充填 容充填 杭州电子科技大学 采煤工程教学培训仿真采煤工程教学培训仿真室硬件系统搭建安装 6 乌鲁木齐煤矿技校室 及调试 协助 2、研发开发的时间段及计划。 时间 内容 标志性材料及成果 现场调研及论证。 2011.3- (1) 系统总体方案设计书； 1 系统总体方案设计及确定。 2011.4 (2) 实训室设备安装平面、立体图。 采煤
30、工程教学培训仿真模块系统设计书（模块数量、模块功能、模块支撑理论知识点、模块系统 采煤工程教学培训仿真模块结构及图纸）。 系统方案细化设计及功能确采煤工程教学培训仿真实训室支撑环境硬件机定。 2011.4 2 平台软件体系系统方案细化械结构图纸；安装施工图纸；材料型号清单。 2011.5 设计及功能确定。 考核软件体系设置，考核内容，考核方式，题库 考核软件体系系统方案细化目录。 设计及功能确定。 平台软件体系设置，结构方式及服务器操作系统软件。 采煤工程教学培训仿真模块软件包。 采煤工程教学培训仿真模块采煤工程教学培训仿真模块软件脚本。 软件脚本制作。 采煤工程教学培训平台仿真采煤工程教学培
31、训平台仿真软件包。 软件制作。 2011.6 采煤工程教学培训考核软件包。 3 采煤工程教学培训考核软件 2011.12 采煤工程教学培训仿真实训室支撑环境硬件安制作。 采煤工程教学培训仿真实训装调试完毕 室支撑环境硬件安装调试。 采煤工程教学培训平台及考核仿真软件包安装 用户培训。 调试 2011.12 采煤工程教学培训平台仿真 4 采煤仿真实训室支撑环境硬件安装调试完毕。 软件包安装调试 2012.2 2012.2 软件调试试运行。 5 用户培训。 2012.3 软件完善调试。 2012.2 用户培训。 6 用户接手、培训、试运行。 2012.4 用户培训 (1) 系统软件包的交付（电子版、纸质版）。 (2) 操作使用手册交付（电子版、纸质版）。 2012.5 (3) 维修、维护手册交付（电子版、纸质版）。 系统最终的完善验收 8 用户培训。 2012.8 (4) 系统功能说明书交付（电子版、纸质版）。 (5) 系统各类图纸的交付（电子版、纸质版）。 (6) 验收合格证明。 供方：杭州电子科技大学 需方：乌鲁木齐煤矿技校 日期：2011年3月22日
