变电站仿真培训系统三维实操教案设计与实现.pdf

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1、呷I西力毅名2014年第15期DOI编码：10．39696．issn．1007—0079．2014．15．084变电站仿真培训系统三维实操教案设计与实现黄曙曹丽娟胡剑锋摘要：为提高当前变电站运维操作技能培训与考核的规范性和易用性，设计并开发了变电站仿真培训系统的三维实操教案功能。该功能基于变电站三维仿真培训平台开发，以变电站运维的典型操作和作业指导书为依据，提供包含案例生成、管理和运行的实操教案管理，可依据变电站实际运维操作规范生成教案，提高实操教案的规范性和可维护性，可基于案例给予学习引导，提高实操培训与考核的易

2、用性。对本系统与现有的几种实操培训方式进行比较性论述，无论在教案维护方便性、教案规范性、教案定制能力和实际培训效果上，都有明显优势。关键词：三维；仿真培训；交互式；变电站；实操教案作者简介：黄曙(1979一)，男，广东汕头人，广东电网公司电力科学研究院，高级工程师；曹丽娟(1984一)，女，湖北黄石人，广东电网公司电力科学研究院，工程师。(广东广州510080)中图分类号：G726文献标识码：A文章编号：1007-0079(2014)15—0170—04变电站运行值班人员的安全技能水平是电网安全生产的重合，使得仿真

3、培训按照案例的方式进行，减少了三维仿真的盲目要因素。当前各电网公司对运行值班人员的实操培训和考核主性和使用难度，又使得案例学习具有实用性。要还是在变电站一次现场开展，需要在生产管理中做出相应的二、变电站三维仿真平台计划安排，影响了电网的正常运行，无法做到随时随地开展。而变电站三维仿真平台是基于OSG开源三维开发包开发的，_9’“基于虚拟现实的仿真培训系统解决了该矛盾，它以虚拟变电站可以提供一套变电站三维交互式仿真环境，将真实的变电站虚代替实际一次现场，既能保证培训和考核的要求，又对实际电拟化，实现包括设备管理、场景

4、渲染、漫游、定位、导航等功能网无影响，是目前电力运行人员安全生产培训的重要手段之-。模块，支持变电站运维所有交互式操作，并提供仿真培训服务基于虚拟现实的变电站仿真培训产品总结起来主要包括两种类程序来记录和处理操作、执行仿真拓扑计算以保证设备状态和型：教材式和交互式。前者主要是各培训机构根据需要，以一些操作的合理性，如图2所示。实操规范过程为剧本，采用三维技术进行编排，形成带有简单交互的媒体教材，【1’’其特点是流程清晰、学习使用简单，但真实感和扩展性差；后者则以虚拟变电站环境漫游控制、设备交互操作仿真为核心，提供一

5、个虚拟的变电站运行场景，[5’其特点是真实感和实操交互能力强，但由于无实操过程引导，学习使用较困难。本系统结合两者特点，在交互变电站三维仿真平台基础上开发实操教案管理系统，既提供交互式的操作环境，又以案例为主线给予提示和引导，降低了使用难度。提供教案维护可依据变电站运维的实际操典和作业指导书，通过在仿真平台中实图2变电站三维仿真平台运行环境际操作来自动生成教案，使得无需开发就可以增、删、改教案库，不断丰富教案库，拓宽了培训内容的覆盖面。三、三维实操教案设计一、系统架构设计三维教案管理系统主要包括教案数据结构、教案引

6、擎、教实操教案是在变电站三维仿真平台的基础上开发，如图1所案维护以及学习和考核工作台等模块。示。变电站三维仿真平台提供电网的数据仿真、网络拓扑分析、1．教案数据结构三维场景制作、漫游控制和交互操作的基础技术支持；三维实教案是实操学习与考核的核心内容，包括教案管理设计和操教案系统包括案例引擎、案例维护、案例学习和案例考核，提案例结构设计，如图3所示。教案管理按专业分层管理所有案供一套从案例制作、管理到执行的完整过程。平台与教案相结例，实现案例的添加、删除、修改和存储，以及监视当前案例的l教案维护l教案学习l教案考核l

7、执行状态；案例结构包括案例基本属性(如名称、专业、任务说I教案引擎l明等)、变电站初始状态数据(即断面数据)、行进路线、1-作l教案数据结构l教案管理系统间隔和操作步骤列表；变电站初始状态数据包括变电站及其所I变电站三维仿真平台有设备的断面数据、设备的分合位置、设备状态、设备缺陷和故图1系统架构障信息，用来保证案例执行时都具有正确的一致的环境；行进170I习吨力毅奄2014年第15期显示定义是定义如何根据仿真库中设备状态数据、缺陷数intGetStatus()；／获取当前案例的执行状态据改变相应的显示。通过总结和技

8、术条件，采用五种方式来实boolCheckStep(congestMOperation&叩)；佥查当前操作现：一是切换模型方式；二是粒子效果；三是切换纹理图片；四是否正确是DOF变换；五是动画路径。显示定义主要定义设备的状态和boolCheckBayErr(floatx，floatY，floatz)；／／检查移动位置缺陷对应的显示方式，以及需要的参数。表1是