電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)研究

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一、相關(guān)技術(shù)

電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的，虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、軍事航天和醫(yī)學(xué)很多等方面都有著廣泛的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)在應(yīng)急推演上有著很大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在開放性、自主性、安全性、仿真性。尤其是安全性，使參加培訓(xùn)的人員不會(huì)因?yàn)椴僮麇e(cuò)誤而發(fā)生危險(xiǎn)。三維技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)，通過三維技術(shù)建立的場(chǎng)景可以讓使用者感覺身臨其境。系統(tǒng)主要是應(yīng)用在電力線路的檢修上，根據(jù)需要建立三維場(chǎng)景和設(shè)備，比如街道、建筑、電線桿、變壓器。還有虛擬人物：運(yùn)行人員、搶修人員、安監(jiān)人員等。除此之外還要有搶修車輛和器材工具等等。三維場(chǎng)景建立后，要進(jìn)行交互設(shè)計(jì)，當(dāng)虛擬人物進(jìn)行操作的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的設(shè)備物體會(huì)發(fā)生變化，變化情況要根據(jù)每個(gè)設(shè)備物體本身的特性。培訓(xùn)的目的是讓受訓(xùn)人員掌握正確的操作和步驟，針對(duì)每一種故障或者事故，都有相應(yīng)的解決方案，也稱為預(yù)案。系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)案制作成腳本，這個(gè)和電影腳本有些相似，不同的是電影制作完成后是不能改變的，而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)根據(jù)操作人員的選擇會(huì)產(chǎn)生不同的變化。系統(tǒng)是靠推理機(jī)來實(shí)現(xiàn)此功能。為了實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同工作，需要使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)讓不同地理位置的人員可以同時(shí)連入系統(tǒng)，協(xié)同完成檢修工作。

二、系統(tǒng)功能框架

電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)采用的是C/S模式。包括客戶端和服務(wù)器端，下面分別介紹其功能：

2.1服務(wù)端功能。

（1）選擇訓(xùn)練項(xiàng)目：選擇一個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目；

（2）指派角色：服務(wù)器端的管理人員可以為參加培訓(xùn)的人員指派訓(xùn)練角色；

（3）驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練進(jìn)程：當(dāng)參加訓(xùn)練的人員準(zhǔn)備完畢，開始訓(xùn)練，驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練進(jìn)程，直到訓(xùn)練結(jié)束；

（4）實(shí)時(shí)評(píng)分：在訓(xùn)練過程中能夠?qū)崟r(shí)評(píng)分，結(jié)束后能夠根據(jù)參與人員的操作和答題情況進(jìn)行總評(píng)。

2.2客戶端功能。

（1）登陸服務(wù)端：參加訓(xùn)練的人員使用客戶端利用網(wǎng)絡(luò)登陸到服務(wù)端，選擇一個(gè)角色，加入訓(xùn)練項(xiàng)目中。

（2）角色扮演：參與人員可以扮演任意角色，既可根據(jù)預(yù)案執(zhí)行，也可以旁觀者身份出現(xiàn)。

（3）多人協(xié)作：系統(tǒng)支持多人多角色協(xié)同完成任務(wù)。

（4）腳本訓(xùn)練：參加訓(xùn)練的人員按照腳本進(jìn)行訓(xùn)練。

（5）流程記錄：系統(tǒng)提供流程信息，使參與人員了解當(dāng)前的腳本流程執(zhí)行狀況。

（6）文字答題：系統(tǒng)提供文字訓(xùn)練，根據(jù)預(yù)案和腳本在執(zhí)行過程中對(duì)參與人員提出問題，根據(jù)參與人員的回答做出不同的選擇。

（7）時(shí)間控制：系統(tǒng)有時(shí)間控制功能，如果出現(xiàn)參與人員不會(huì)答，或者不做答的情況，為了避免耽誤整體時(shí)間，到達(dá)規(guī)定的時(shí)間會(huì)自動(dòng)跳過。

（8）即時(shí)通訊：系統(tǒng)有通訊功能，參與人員可以利用其進(jìn)行文字和語音溝通。

（9）使用工具：包括各種檢修工具，參與人員可以使用這些工具進(jìn)行工作。系統(tǒng)工作中，具體的流程框架如圖1。

三、開發(fā)案例

下面以某供電公司倒桿應(yīng)急處置方案為例，介紹系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程：首先建立所有三維物體，虛擬人物，搭建起三維場(chǎng)景。人物要有生產(chǎn)調(diào)度、搶修班長(zhǎng)、若干組員、配電專責(zé)、安全專責(zé)等工作人員。然后根據(jù)處理流程建立操作步驟，建立步驟件的銜接和觸發(fā)、結(jié)束條件，根據(jù)角色需要設(shè)置問題。再為所有步驟建立動(dòng)作腳本。圖2為搶修中的一個(gè)場(chǎng)景。系統(tǒng)成功的驅(qū)動(dòng)了訓(xùn)練項(xiàng)目的執(zhí)行。

四、結(jié)語

電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)涉及到了虛擬現(xiàn)實(shí)、三維、推理機(jī)、腳本設(shè)計(jì)等技術(shù)，該系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式，為檢修人員提供了一個(gè)學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和考核的平臺(tái)。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，證實(shí)了技術(shù)的有效性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景。（本文來自于《信息系統(tǒng)工程》雜志?！缎畔⑾到y(tǒng)工程》雜志簡(jiǎn)介詳見）

作者：李天宇張楊單位：長(zhǎng)春工程學(xué)院國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司松原供電公司