一、相关技术
电力线路检修仿真培训系统是通过虚拟现实技术开发实现的,虚拟现实在室内设计、工业仿真、军事航天和医学很多等方面都有着广泛的应用。虚拟现实在应急推演上有着很大的优势,主要体现在开放性、自主性、安全性、仿真性。尤其是安全性,使参加培训的人员不会因为操作错误而发生危险。三维技术是虚拟现实的基础,通过三维技术建立的场景可以让使用者感觉身临其境。系统主要是应用在电力线路的检修上,根据需要建立三维场景和设备,比如街道、建筑、电线杆、变压器。还有虚拟人物:运行人员、抢修人员、安监人员等。除此之外还要有抢修车辆和器材工具等等。
三维场景建立后,要进行交互设计,当虚拟人物进行操作的时候,对应的设备物体会发生变化,变化情况要根据每个设备物体本身的特性。培训的目的是让受训人员掌握正确的操作和步骤,针对每一种故障或者事故,都有相应的解决方案,也称为预案。系统能够根据预案制作成脚本,这个和电影脚本有些相似,不同的是电影制作完成后是不能改变的,而虚拟现实系统在运行时根据操作人员的选择会产生不同的变化。系统是靠推理机来实现此功能。为了实现多人协同工作,需要使用网络平台,通过网络让不同地理位置的人员可以同时连入系统,协同完成检修工作。
二、系统功能框架
电力线路检修仿真培训系统采用的是C/S模式。包括客户端和服务器端,下面分别介绍其功能:
2.1服务端功能。
(1)选择训练项目:选择一个训练项目;
(2)指派角色:服务器端的管理人员可以为参加培训的人员指派训练角色;
(3)驱动训练进程:当参加训练的人员准备完毕,开始训练,驱动训练进程,直到训练结束;
(4)实时评分:在训练过程中能够实时评分,结束后能够根据参与人员的操作和答题情况进行总评。
2.2客户端功能。
(1)登陆服务端:参加训练的人员使用客户端利用网络登陆到服务端,选择一个角色,加入训练项目中。
(2)角色扮演:参与人员可以扮演任意角色,既可根据预案执行,也可以旁观者身份出现。
(3)多人协作:系统支持多人多角色协同完成任务。
(4)脚本训练:参加训练的人员按照脚本进行训练。
(5)流程记录:系统提供流程信息,使参与人员了解当前的脚本流程执行状况。
(6)文字答题:系统提供文字训练,根据预案和脚本在执行过程中对参与人员提出问题,根据参与人员的回答做出不同的选择。
(7)时间控制:系统有时间控制功能,如果出现参与人员不会答,或者不做答的情况,为了避免耽误整体时间,到达规定的时间会自动跳过。
(8)即时通讯:系统有通讯功能,参与人员可以利用其进行文字和语音沟通。
(9)使用工具:包括各种检修工具,参与人员可以使用这些工具进行工作。系统工作中,具体的流程框架如图1。
三、开发案例
下面以某供电公司倒杆应急处置方案为例,介绍系统的设计过程:首先建立所有三维物体,虚拟人物,搭建起三维场景。人物要有生产调度、抢修班长、若干组员、配电专责、安全专责等工作人员。然后根据处理流程建立操作步骤,建立步骤件的衔接和触发、结束条件,根据角色需要设置问题。再为所有步骤建立动作脚本。图2为抢修中的一个场景。系统成功的驱动了训练项目的执行。
四、结语
电力线路检修仿真培训系统的设计开发涉及到了虚拟现实、三维、推理机、脚本设计等技术,该系统改变了传统的培训方式,为检修人员提供了一个学习、训练和考核的平台。该系统的实现,证实了技术的有效性,具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
作者:李天宇 张杨 单位:长春工程学院国网吉林省电力有限公司松原供电公司