Разработка модели наземного радиосвязного оборудования для изучения методов эксплуатации

ФГБОУ ВО «Московский государственный
технический университет гражданской авиации»
Специальность - 25.05.03
«Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования»
Маркин Александр Сергеевич
Разработка модели наземного радиосвязного
оборудования для изучения методов его эксплуатации
Цель: Разработка учебного симулятора, обеспечивающего эффективное освоение навыков работы
с приемопередатчиком АР-102Р и его технического обслуживания
На защиту выносится:
1. Модель наземного радиосвязного оборудования, разработанная в среде Unity
2. Комплекс лабораторных работ для изучения методов эксплуатации оборудования
Дипломный руководитель: д.т.н., профессор Колядов Дмитрий Валерьевич
Актуальность темы
ПРОБЛЕМА
РИСК
РЕШЕНИЕ
Разрыв между
теорией и
практикой у
студентов
Надежность и
эффективность
авиационной
связи снижается
Разработка
учебной
модели
(симулятора)
Цель и задачи работы
ЦЕЛЬ
РАБОТЫ
разработать и создать действующую модель наземного
радиосвязного оборудования, а также методическое
обеспечение для проведения на ее базе лабораторнопрактических работ по изучению методов его эксплуатации
ЗАДАЧИ РАБОТЫ
провести анализ технических характеристик, структурных схем и типовых
неисправностей серийных ОВЧ-радиостанций
определить требования к учебной модели, выделив ключевые
функциональные модули
обосновать выбор программной среды для разработки симулятора
Цель и задачи работы
ЦЕЛЬ
РАБОТЫ
разработать и создать действующую модель наземного
радиосвязного оборудования, а также методическое
обеспечение для проведения на ее базе лабораторнопрактических работ по изучению методов его эксплуатации
ЗАДАЧИ РАБОТЫ
реализовать управляющее программное обеспечение с интерфейсом
для контроля параметров
разработать комплекс лабораторных работ, включающих сценарии
типовых операций
Приемопередатчик ОВЧ диапазона АР-102Р
Современные тенденции в обучении авиационного персонала
Электронные
руководства
Мобильное
обучение
3D-модели агрегатов,
встроенные тесты
короткие модули для
повторения процедур
отработка навыков без
дорогого оборудования
наложение цифровой
информации
Виртуальные
тренажеры
Дополненная
реальность
Обоснование выбора Unity для разработки
кроссплатформенная среда разработки
компьютерных игр, разработанная
американской компанией
Unity Technologies
точное воссоздание передней
панели, органов управления,
системы индикации
пошаговые чек-листы, имитация
неисправностей, система
подсказок
полная трехмерная модель
оборудования, виртуальный
обход
программирование на основе
логических условий и конечных
автоматов
Разработанная архитектура симулятора
Модуль «Пользовательский
интерфейс»
3D-модель блока радиостанции и
точная интерактивная копия передней
панели АР-102Р (дисплей, кнопки,
регуляторы, светодиоды),
разработанные в Unity
Разработанная архитектура симулятора
Разработанная архитектура симулятора
Модуль «Логика работы»
конечный автомат (Finite State Machine),
обрабатывающий действия
пользователя в реальном времени:
включение питания, настройка частоты,
переход в режим передачи, обработка
команд меню
Разработанная архитектура симулятора
Модуль «Имитация отказов»
система, позволяющая по команде
преподавателя (или случайным
образом) активировать типовые
неисправности: потеря несущей,
высокий КСВН, отказ
приемника/передатчика, ошибки
встроенного контроля CBIT
Разработанная архитектура симулятора
Модуль «Учебные сценарии»
набор предустановленных
лабораторных работ, содержащих
пошаговые чек-листы, контролирующие
правильность и последовательность
действий обучаемого
Разработанная архитектура симулятора
Модуль «Система контроля
знаний»
ведение журнала действий студента,
автоматическая оценка выполнения
заданий, формирование отчета о
проделанной работе
Моделирование основных операций
Действие обучаемого
Перевод станции в режим местного управления (LOC)
Реакция модели
Активация меню
Вход в меню TX PARAMETER
Отображение параметров
передатчика
Активация режима «Излучение» (Test PTT)
Загорается светодиод CARR
Подача голосового сигнала
Светодиод MOD реагирует в ритме
речи
Система контроля знаний
Цель
системы
оценка правильности выполнения практических действий, а не
только теоретических знаний
Пример проверки выполнения чек-листа «Включение и установка частоты»
Шаг
Действие
Оценка
1
Включение питания (кнопка POWER)
✓ выполнено
2
Выбор рабочей частоты 118,500 МГц
✓ выполнено
3
Установка режима AM
✓ выполнено
4
Активация приемника
✓ выполнено
Система контроля знаний
Цель
системы
оценка правильности выполнения практических действий, а не
только теоретических знаний
Пример диагностики неисправности
Неисправность
Внешнее проявление
Действие обучаемого
КСВН > 2
Загорается светодиод
VSWR
Вход в меню CBIT status, определение ошибки
Основные результаты
Проведен анализ нормативной базы, технических характеристик и принципов
работы наземного ОВЧ-оборудования
Сформулированы и обоснованы требования к учебному симулятору
Выбрана и обоснована среда разработки Unity, позволяющая создать
реалистичный и интерактивный тренажер
Основные результаты
Разработана архитектура и реализован прототип модели симулятора,
включающий:
3D-модель и интерактивный интерфейс радиостанции
АР-102Р
Моделирование основных режимов работы и процедур
(технологических карт)
Систему имитации неисправностей и контроля знаний
Основные результаты
Созданное средство обучения позволяет повысить качество подготовки
инженерно-технического персонала и может быть интегрировано в учебный
процесс кафедры ТЭ РЭО ВТ МГТУ ГА
Разработаны методические материалы для проведения лабораторных работ