一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统及方法，系统包括服务器端和VR设备端，所述VR设备端用于与所述服务器端进行信息交互，所述服务器端包括培训模块和考核模块；所述培训模块包括三维仿真建模模块和风险预警模块；所述三维仿真建模模块用于等比例还原真实现场构建虚拟业务场景；所述风险预警模块用于考核人员执行出错时，提示风险，并智能引导正确操作；所述考核模块包括智能评分模块和错误解析模块；所述智能评分模块用于根据考核人员的实操内容智能分析出评分；所述错误解析模块用于在考核结束后进行错误查看，了解实操中的错误。

说明书

技术领域

本发明涉及配电网作业仿真培训考核技术领域，尤其涉及一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统及方法。

背景技术

随着国内电网的迅猛发展，配电网规模越来越大,运行操作越来越复杂,这对对工作人员的技术水平、业务熟练程度提出了越来越高的要求,电力行业属于传统行业,传统行业在培训的业务上仍旧是比较传统的做法，会议室讲解培训和现场实物培训操作等,但是培训的新员工或者参观人员的时候，很难简单易懂地讲解，体验效果不佳,无法近距离接触电力行业的重点设备，无法考察电网实验室，无法深入了解操作流程和细节，比如环网柜、变压器、电缆、低压开关柜等重点设备，配电网设备投资大、维护费用高，基于安全的考虑,不可能全部采用实物来对操作人员进行培训，造成理论大于实践，缺乏动手实践能力，传统基于文字与图片展现的培训手段，学员现场感差，容易枯燥、乏味，效果往往不理想，也容易忘记关键的知识和操作,在培训业务上，针对内部员工的培训，需要反复进行操练，在实际业务的培训当中危险系数较大，实际操作次数很少，效果不佳，这种方式并不直观，难以确保考核人员对关键点完全理解，操作人员即使完成培训作业也还是缺乏动手实践能力。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统及方法，可以解决现有技术所存在的缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统，包括服务器端和VR设备端，所述VR设备端用于与所述服务器端进行信息交互，所述服务器端包括培训模块和考核模块；

所述培训模块包括三维仿真建模模块和风险预警模块；

所述三维仿真建模模块用于等比例还原真实现场构建虚拟业务场景；

所述风险预警模块用于考核人员执行出错时，提示风险，并智能引导正确操作；

所述考核模块包括智能评分模块和错误解析模块；

所述智能评分模块用于根据考核人员的实操内容智能分析出评分；

所述错误解析模块用于在考核结束后进行错误查看，了解实操中的错误。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述培训模块还包括培训内容管理模块，所述培训内容管理模块用于新建、修改、删除和查询培训内容。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述考核模块还包括考核内容管理模块，所述考核内容管理模块用于新建、修改、删除和查询考核内容。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述服务器端还包括管理模块，所述管理模块包括用户管理模块、权限管理模块、业务场景管理模块和参数调整模块；

所述用户管理模块用于对用户进行新建、修改、删除和查询；

所述权限管理模块用于将用户分为具有不同权限的角色；

所述业务场景管理模块用于管理系统业务场景，留置系统扩展性；

所述参数调整模块用于对业务参数进行调整。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述服务器端还包括自检模块，所述自检模块包括系统检测模块和警报发出模块；

所述系统检测模块用于对整个系统中的软硬件进行检查、实时监测；

所述警报发出模块用于在系统软硬件及使用环境出现异常时，发出警示。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述VR设备端包括头戴式设备、操控手柄和定位器：

所述头戴式设备用于显示服务器端输出的虚拟场景画面；

所述操控手柄用于模拟虚拟场景中的工具，与服务器端程序交互；

所述定位器用于通过传感器获得头戴式设备和操控手柄的位置信息。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述三维仿真建模模块采用语音、文字和三维动画的交互形式进行提示。

作为所述基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的进一步可选方案，所述不同权限的角色包括考核人员角色、老师角色和超级管理员角色。

一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核方法，具体包括：

自检模块检测系统的软硬件，确保其能正常使用；

根据配电网作业安全要求，建立配电网作业真实操作的虚拟场景，并在虚拟场景中配置相应的配电网作业考核内容；

获取考核人员在配电网作业真实操作的虚拟场景中，模拟完成的配电网作业考核实际操作情况；

判断考核人员模拟完成的配电网作业实际操作是否符合配电网作业考核要求，并得出相应的考核结果；

将考核人员的错误考核操作进行错误解析，并将解析结果反馈给考核人员，供其后续进行针对性学习培训；

根据考核结果，重新修改配电网作业考核内容，使得新的配电网作业考核内容更加针对考核人员的不足。

本发明的有益效果是：通过设置培训模块、考核模块和VR设备端，可以根据配电网作业安全要求，建立配电网作业真实操作的虚拟场景，并在虚拟场景中配置相应的配电网作业考核内容，然后获取考核人员在配电网作业真实操作的虚拟场景中，模拟完成的配电网作业考核实际操作情况，最后判断考核人员模拟完成的配电网作业实际操作是否符合配电网作业考核要求，并得出相应的考核结果，避免了传统培训的危险性并反复模拟演练熟悉、安全施工、绿色无害避免电力施工操作培训中各种安全意外事故的发生，实现操作过程身临其境的现场即视感、沉浸式、空间感、直观性、互动学习性，提供无限次无情绪免费教导员，知识学习，视频观看，安全考核等基础培训，同时，使得体验者能以事故当事人的身份和视角在VR虚拟环境中亲身体验安全事故的惨痛教训；此外激发了施工人员的浓厚兴趣和大大提升了企业的安全培训质量，形成了完整的、系统的安全培训模式，实现了技术员、现场管理人员、企业管理者和社会等多方共赢，实用性强，提高了培训的高效性，降低了培训资源的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统的组成示意图；

图2为本发明一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核方法的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1-2，一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核系统，包括服务器端和VR设备端，所述VR设备端用于与所述服务器端进行信息交互，所述服务器端包括培训模块和考核模块；

所述培训模块包括三维仿真建模模块和风险预警模块；

所述三维仿真建模模块用于等比例还原真实现场构建虚拟业务场景；

所述风险预警模块用于考核人员执行出错时，提示风险，并智能引导正确操作；

所述考核模块包括智能评分模块和错误解析模块；

所述智能评分模块用于根据考核人员的实操内容智能分析出评分；

所述错误解析模块用于在考核结束后进行错误查看，了解实操中的错误。

在本实施例中，通过设置培训模块、考核模块和VR设备端，可以根据配电网作业安全要求，建立配电网作业真实操作的虚拟场景，并在虚拟场景中配置相应的配电网作业考核内容，然后获取考核人员在配电网作业真实操作的虚拟场景中，模拟完成的配电网作业考核实际操作情况，最后判断考核人员模拟完成的配电网作业实际操作是否符合配电网作业考核要求，并得出相应的考核结果，避免了传统培训的危险性并反复模拟演练熟悉、安全施工、绿色无害避免电力施工操作培训中各种安全意外事故的发生，实现操作过程身临其境的现场即视感、沉浸式、空间感、直观性、互动学习性，提供无限次无情绪免费教导员，知识学习，视频观看，安全考核等基础培训，同时，使得体验者能以事故当事人的身份和视角在VR虚拟环境中亲身体验安全事故的惨痛教训；此外激发了施工人员的浓厚兴趣和大大提升了企业的安全培训质量，形成了完整的、系统的安全培训模式，实现了技术员、现场管理人员、企业管理者和社会等多方共赢，实用性强，提高了培训的高效性，降低了培训资源的消耗。

需要说明的是，三维仿真建模模块中的场景包括配电变压器试验、环网柜停电送电作业和绝缘子更换作业；配电变压器试验的子场景包括试验前准备、绕组直流电阻试验、绝缘电阻试验、交流耐压试验、绕组电压比试验和试验终结；环网柜停电送电作业的子场景包括准备工器具、作业前准备、柱上开关停电作业和环网柜送电；柱上开关停电作业的子场景包括拉开柱上断路器、拉开负荷侧刀闸、拉开电源侧刀闸、悬挂警示牌、验电接地。绝缘子更换作业的子场景包括作业准备、验电接地、爬塔、安装绝缘紧线器及绝缘保险绳、拆除旧耐张绝缘子串和拆除绝缘紧线器及绝缘保险绳，这里不做具体限定。

优选的，所述培训模块还包括培训内容管理模块，所述培训内容管理模块用于新建、修改、删除和查询培训内容。

在本实施例中，通过设置培训内容管理模块，可实现培训内容的新建、修改、删除和查询的效果，进一步提高培训的高效性。

优选的，所述考核模块还包括考核内容管理模块，所述考核内容管理模块用于新建、修改、删除和查询考核内容。

在本实施例中，通过设置考核内容管理模块，可实现考核内容的新建、修改、删除和查询的效果，有效依据实际情况进行考核，提高考核的有效性。

优选的，所述服务器端还包括管理模块，所述管理模块包括用户管理模块、权限管理模块、业务场景管理模块和参数调整模块；

所述用户管理模块用于对用户进行新建、修改、删除和查询；

所述权限管理模块用于将用户分为具有不同权限的角色；

所述业务场景管理模块用于管理系统业务场景，留置系统扩展性；

所述参数调整模块用于对业务参数进行调整。

在本实施例中，通过设置管理模块，能够实现用户管理、权限管理、业务场景管理和参数调整的功能，有效对用户和业务场景进行管理和更新。

优选的，所述服务器端还包括自检模块，所述自检模块包括系统检测模块和警报发出模块；

所述系统检测模块用于对整个系统中的软硬件进行检查、实时监测；

所述警报发出模块用于在系统软硬件及使用环境出现异常时，发出警示。

在本实施例中，通过设置自检模块，能够有效实现系统检测和发出警报的效果，便于管理员及时发现系统问题，保证配电网作业仿真培训考核的正常进行。

优选的，所述VR设备端包括头戴式设备、操控手柄和定位器：

所述头戴式设备用于显示服务器端输出的虚拟场景画面；

所述操控手柄用于模拟虚拟场景中的工具，与服务器端程序交互；

所述定位器用于通过传感器获得头戴式设备和操控手柄的位置信息。

优选的，所述三维仿真建模模块采用语音、文字和三维动画的交互形式进行提示。

优选的，所述不同权限的角色包括考核人员角色、老师角色和超级管理员角色。

一种基于VR技术的配电网作业仿真培训考核方法，具体包括：

自检模块检测系统的软硬件，确保其能正常使用；

根据配电网作业安全要求，建立配电网作业真实操作的虚拟场景，并在虚拟场景中配置相应的配电网作业考核内容；

获取考核人员在配电网作业真实操作的虚拟场景中，模拟完成的配电网作业考核实际操作情况；

判断考核人员模拟完成的配电网作业实际操作是否符合配电网作业考核要求，并得出相应的考核结果；

将考核人员的错误考核操作进行错误解析，并将解析结果反馈给考核人员，供其后续进行针对性学习培训；

根据考核结果，重新修改配电网作业考核内容，使得新的配电网作业考核内容更加针对考核人员的不足。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。