CN102723015A - 配网运检仿真培训***及方法 - Google Patents

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张雪峰
张召亮
张秋实
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方琪
王乐希
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Abstract

本发明涉及一种配网运检仿真培训***及方法，该***包括：用于安装和支撑该***各个组成部分的操作台、用于给培训者提供在虚拟环境中的各种操作的操作手柄、用于识别三维立体图像的3D立体眼镜以及用于接受培训者操作触发信息，并将触发信息反馈给处理器，并将处理之后的结果通过仿真软件做出反应的计算机装置。本发明的培训方法是：通过培训者进入***的模拟场景后进行选择工具操作、切换视角操作和抓取操作，***判断操作是否正确，***给出培训者的操作成绩，并通过3D显示器呈现给培训者。本发明能够通过培训者选择配网运检仿真培训***参数后对培训者进行模拟环境的操作培训，从而达到提高培训者配网运检作业能力的效果。

Description

配网运检仿真培训***及方法
技术领域
本发明属于电力培训***领域，特别涉及配网运检仿真培训***及方法。
背景技术
电网安全稳定运行的意义及责任重大，而开展运检作业是保证电网安全稳定运行、提高电网可靠性的重要技术手段。因此，需要研究新型培训技术，进一步加强培训力度，快速提高整体运检技术水平，保证电网安全稳定运行。
一直以来，电力企业对电力职工尤其是配网运检人员的培训工作都十分重视，其培训方式主要是举办理论学习班、培训班、研讨班等，通过理论讲解、多媒体课件等教学形式；定期组织学员到运检现场进行观摩和实习，提高培训学员的感性认识和动手能力。但是这些传统的培训方式存在组织时间长、成本高、形象性差等问题，同时，培训的效果也不是十分明显。另外，出于安全考虑，在运行线路上开展运检作业培训不符合实际，而在一些建设的模拟训练场上进行实际操作，则受到天气、场地、设备等诸多因素的限制，学员实际动手操作机会较少，可供学员学习、识别的典型故障、缺陷类型有限，不利于大规模开展，已经远不能满足实际电力生产的需要，急需对现有运检作业培训模式、手段进行改进升级。
中国专利文献（申请号200820068463.1）公开的《高低压配电仿真***》，提供一种仿真教学***，由高压配电室、变压器室、低压配电室、中继柜和微机构成,由中继柜提供主回路电源,分别接高压配电室、低压配电室,中继柜通过PLC电路分别接高压配电室和低压配电室的控制回路和微机。然而，该实用新型仅能提供对高低压配电***进行仿真演示, 没有涉及到仿真操作、培训环节。
有鉴于此，有必要提供一种配网运检仿真培训***及方法，以满足实际应用需求。
发明内容
本发明的目的是：提出一种利用虚拟现实技术来模拟实际作业环境，将配网运行检修相关的理论知识和实践操作融为一体，利用先进的立体感应设备在视觉上、听觉上让培训人员在虚拟安全环境中的去仿真操作实际工作项目，从而取得了良好的培训效果，能够有效地提高培训人员配网运行检修作业水平，可以克服目前配电线路运行检修培训过程中存在的问题和不足。
本发明所采用的技术方案是：一种配网运检仿真培训***，其特征在于：该***包括：
操作台：用于安装和支撑该***各个组成部分，附带操作面板并提供3D显示窗口；
操作手柄：用于给培训者提供在虚拟环境中的各种操作，并将各种操作信息传送给计算机装置；
3D立体眼镜：用于给培训者识别三维立体虚拟作业场景；
计算机装置：执行仿真培训软件，并处理数据。
如上所述的配网运检仿真培训***，其特征在于：
操作台包括操作面板、3D显示器、立体信号发生器、电源开关、音响调节开关、指纹登陆器及散热网；控制面板位于操作台正面上部右边部位，3D显示器位于操作台正面上部左边部分，立体信号发生器位于操作台顶部，电源开关位于操作台台面上，音响调节开关位于操作台台面上，指纹登陆器位于操作台台面上，散热网位于操作台的左右两侧的中部位置；
操作手柄包括方位视角控制键、功能控制键及第三数据传输线；方位视角控制键和功能控制键都在操作手柄的面板上，第三数据传输线在手柄下部的端口处；
3D立体眼镜包括液晶镜片、电源按钮、工作显示灯；液晶镜片镶嵌在眼镜边框内，电源按钮和工作显示灯均在眼镜边框外侧；
计算机装置包括处理器和仿真软件；处理器用于接收来自控制面板和操作手柄的触发信号，并对接收的信号进行处理；仿真软件用于执行处理器的指令，并将处理结果以影音的形式展示在立体显示器上。
如上所述的配网运检仿真培训***，其特征在于：操作台上的3D显示器和操作面板呈一左一右布置，立体信号发生器位于操作台的顶部。
如上所述的配网运检仿真培训***，其特征在于：操作手柄放置在操作台台面上。
本发明还提供一种配网运检仿真培训方法，采用如上所述的配网运检仿真培训***，其培训方法是：通过培训者在所述***的操作台中选择任一电压等级的典型作业项目并选择自己的角色，***自动获取受培训者选择的参数并配置作业模拟场景，培训者进入模拟场景后，受训者进行选择任务移动操作、切换视角操作和作业技能操作，当一个操作结束时，***判断该项操作是否正确，如果判断作业完成，***给出培训者的成绩，并通过三维立体显示器呈现给培训者。
如上所述的配网运检仿真培训方法，其特征在于：该方法的具体步骤是：
步骤502：培训者戴上3D立体眼镜，坐在操作台面前，培训者通过操作面板选择任意一种配网运行检修项目；
步骤504：培训***自动获取培训者选择的参数；
步骤506：培训者用操作手柄选择具体的作业场景，培训***依据获取的培训者选择的参数配置作业模拟场景，通过处理器执行仿真程序，将影像通过立体显示器中而呈现给培训者；
步骤508：进入模拟场景后，培训者将要进行选择操作类别，处理器会判断培训者选择的操作类别是否正确；
步骤510：如果操作类别选择错误，***将记录这次错误，并要求培训者重新选择正确的操作类别；
步骤512：如果操作类别选择正确，则培训者可以开始进行下一环节的操作；
步骤514：操作包括通过手柄上的方位视角控制键控制方位移动和切换视角、通过功能控制键控制工具的选择、仪器的操控的操作。当一个操作结束时，处理器会判断该项操作是否正确，如果正确直接进入步骤518；
步骤516：如果错误则***会记录错误后再进入步骤518；
步骤518：判断作业是否完成；
步骤520：当判断作业没有完成，则重新进入步骤508进行循环；如果判断作业已经完成，***则会给出培训者的成绩包括错误记录，并通过控制面板呈现给受训者，完成培训过程。
如上所述的配网运检仿真培训方法，其特征在于：步骤520***给出培训者的成绩中包括操作错误记录。
本发明的有益效果：本发明能够通过先进的多媒体技术营造出一个几近真实的虚拟配网运检操作环境，使培训者在安全的虚拟仿真环境下去实际操作配网运检仿作业项目，从而达到提高培训者配网运行检修作业能力的效果。
附图说明
图1为本发明的配网运检仿真培训***的一优选实施例示意图。
图2为本发明图1中的实施例的配网运检仿真培训***中操作手柄的结构示意图。
图3为本发明图1中的实施例的配网运检仿真培训***中3D立体眼镜的结构示意图。
图4为本发明实施例的配网运检仿真培训***的原理框图。
图5为本发明实施例的配网运检仿真培训方法的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
附图1中的符号说明：100-操作台、110-操作面板、120-3D显示器、130-立体信号发生器、140-电源开关、150-音响调节开关、160-指纹登陆器、170-散热网、180-储物盒、190-计算机装置、200-操作手柄、300-3D立体眼镜。
附图2中的符号说明：210-方位视角控制键、220-功能控制键。
附图3中的符号说明：310-液晶镜片、320-电源按钮、330-工作显示灯。
附图4中的符号说明：192-处理器、194-仿真程序、196-影像输出。
参阅图1，本发明的配网运检仿真培训***包括：操作台100、操作手柄200、3D立体眼镜300和计算机装置190。
操作台100包括操作面板110、3D显示器120、立体信号发生器130、电源开关140、音响调节开关150、指纹登陆器160、散热网170及储物盒180。操作台100用来安装固定本***的各个组成部分。控制面板110位于操作台正面上部右边部位，为一触摸屏，起控制和设计***参数的作用。3D显示器120位于操作台正面上部左边部分，用于展示三维虚拟作业场景。立体信号发生器130位于操作台顶部，用于开启或关闭3D显示效果。电源开关140位于操作台台面上，为一圆形按钮，用于开启和关闭设备。音响调节开关150位于操作台台面上，为一圆柱形旋钮，用来调节***外置音量的大小。指纹登陆器160位于操作台台面上，为一透明长方形触摸按钮，用于识别学员的登陆信息情况。散热网170位于操作台100的左右两侧的中部位置，主要起***设备散热作用。储物盒位于操作台台面右边部分，用于存放操作手柄200和3D立体眼镜300。
参阅图2，操作手柄200包括方位视角控制键210、功能控制键220、及第三数据传输线。方位视角控制键210和功能控制键220都在操作手柄的面板上，第三数据传输线在手柄下部的端口处，操作手柄200通过有线的方式与计算机装置180连接来交换信息，用方位控制键210来定位学员在虚拟环境中的位置和调整视角的切换，用功能控制键220来控制虚拟环境中的功能选择。
参阅图3，3D立体眼镜300包括液晶镜片310、电源按钮320、工作显示灯330。液晶镜片310镶嵌在眼镜边框内，电源按钮320和工作显示灯330均在眼镜边框外侧，3D立体眼镜300通过电源按钮320开启眼镜，工作显示灯330变黄，然后培训者带上眼镜，通过液晶镜片310观看3D显示器120上展示出来的三维立体虚拟作业场景，培训完成之后，3D立体眼镜300通过电源按钮320关闭眼镜，工作显示灯330熄灭。
参阅图4，本发明的配网运检仿真培训***操作台100、操作手柄200、3D立体眼镜300和计算机装置190。其中，控制面板110为一可触摸屏幕，用来控制配网运检仿真培训***的界面并起设置***参数的作用。计算机装置190包括处理器192、仿真程序194及影像输出196，处理器192用来处理数据及执行仿真程序194，培训者操作手柄200去实现具体的操作，通过手柄数据线将相应的触发信号传递给处理器192，影像输出196将处理器192处理之后的结果通过3D显示器120显示出来，培训者通过3D眼镜300就可以识别3D显示器120呈现出来的三维景象。
参阅图5，本发明的配网运检仿真培训方法是：
步骤502：培训者戴上3D立体眼镜300，坐在操作台100面前，培训者通过操作面板110选择任意一种配网运行检修项目；
步骤504：培训***自动获取培训者选择的参数；
步骤506：培训者用操作手柄200选择具体的作业场景，培训***依据获取的培训者选择的参数配置作业模拟场景，通过处理器192执行仿真程序194，将影像通过立体显示器120中而呈现给培训者；
步骤508：进入模拟场景后，培训者将要进行选择操作类别，处理器192会判断培训者选择的操作类别是否正确；
步骤510：如果操作类别选择错误，***将记录这次错误，并要求培训者重新选择正确的操作类别；
步骤512：如果操作类别选择正确，则培训者可以开始进行下一环节的操作；
步骤514：操作包括通过手柄200上的方位视角控制键210控制方位移动和切换视角、通过功能控制键220控制工具的选择、仪器的操控的等操作。当一个操作结束时，处理器192会判断该项操作是否正确，如果正确直接进入步骤518；
步骤516：如果错误则***会记录错误后再进入步骤518；
步骤518：判断作业是否完成；
步骤520：当判断作业没有完成，则重新进入步骤508进行循环；如果判断作业已经完成，***则会给出培训者的成绩包括错误记录，并通过控制面板210呈现给受训者，完成培训过程。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种配网运检仿真培训***，其特征在于：该***包括：
操作台：用于安装和支撑该***各个组成部分，附带操作面板并提供3D显示窗口；
操作手柄：用于给培训者提供在虚拟环境中的各种操作，并将各种操作信息传送给计算机装置；
3D立体眼镜：用于给培训者识别三维立体虚拟作业场景；
计算机装置：执行仿真培训软件，并处理数据。
2.根据权利要求1所述的配网运检仿真培训***，其特征在于：
操作台包括操作面板、3D显示器、立体信号发生器、电源开关、音响调节开关、指纹登陆器及散热网；控制面板位于操作台正面上部右边部位，3D显示器位于操作台正面上部左边部分，立体信号发生器位于操作台顶部，电源开关位于操作台台面上，音响调节开关位于操作台台面上，指纹登陆器位于操作台台面上，散热网位于操作台的左右两侧的中部位置；
操作手柄包括方位视角控制键、功能控制键及第三数据传输线；方位视角控制键和功能控制键都在操作手柄的面板上，第三数据传输线在手柄下部的端口处；
3D立体眼镜包括液晶镜片、电源按钮、工作显示灯；液晶镜片镶嵌在眼镜边框内，电源按钮和工作显示灯均在眼镜边框外侧；
计算机装置包括处理器和仿真软件；处理器用于接收来自控制面板和操作手柄的触发信号，并对接收的信号进行处理；仿真软件用于执行处理器的指令，并将处理结果以影音的形式展示在立体显示器上。
3.根据权利要求2所述的配网运检仿真培训***，其特征在于：操作台上的3D显示器和操作面板呈一左一右布置，立体信号发生器位于操作台的顶部。
4.根据权利要求2所述的配网运检仿真培训***，其特征在于：操作手柄放置在操作台台面上。
5.一种配网运检仿真培训方法，采用权利要求1或2所述的配网运检仿真培训***，其培训方法是：通过培训者在所述***的操作台中选择任一电压等级的典型作业项目并选择自己的角色，***自动获取受培训者选择的参数并配置作业模拟场景，培训者进入模拟场景后，受训者进行选择任务移动操作、切换视角操作和作业技能操作，当一个操作结束时，***判断该项操作是否正确，如果判断作业完成，***给出培训者的成绩，并通过三维立体显示器呈现给培训者。
6.根据权利要求5所述的配网运检仿真培训方法，其特征在于：该方法的具体步骤是：
步骤502：培训者戴上3D立体眼镜，坐在操作台面前，培训者通过操作面板选择任意一种配网运行检修项目；
步骤504：培训***自动获取培训者选择的参数；
步骤506：培训者用操作手柄选择具体的作业场景，培训***依据获取的培训者选择的参数配置作业模拟场景，通过处理器执行仿真程序，将影像通过立体显示器中而呈现给培训者；
步骤508：进入模拟场景后，培训者将要进行选择操作类别，处理器会判断培训者选择的操作类别是否正确；
步骤510：如果操作类别选择错误，***将记录这次错误，并要求培训者重新选择正确的操作类别；
步骤512：如果操作类别选择正确，则培训者可以开始进行下一环节的操作；
步骤514：操作包括通过手柄上的方位视角控制键控制方位移动和切换视角、通过功能控制键控制工具的选择、仪器的操控的操作；当一个操作结束时，处理器会判断该项操作是否正确，如果正确直接进入步骤518；
步骤516：如果错误则***会记录错误后再进入步骤518；
步骤518：判断作业是否完成；
步骤520：当判断作业没有完成，则重新进入步骤508进行循环；如果判断作业已经完成，***则会给出培训者的成绩包括错误记录，并通过控制面板呈现给受训者，完成培训过程。
7.根据权利要求6所述的配网运检仿真培训方法，其特征在于：步骤520***给出培训者的成绩中包括操作错误记录。
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