基于維護(hù)檢修的電力線路仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院　毛新紅

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基于維護(hù)檢修的電力線路仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院毛新紅

【摘要】隨著人們對物質(zhì)生活的需求增多，對電力的使用也愈發(fā)普及，電力線路的維修成為國家電力部門最為重視的部分。文章是針對電力線路的檢修和維護(hù)所進(jìn)行的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，從其基本釋義著手，深入研究仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用對電力線路的檢修和維護(hù)帶來的便利，期待通過對該系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，能為國家電力的檢修做出貢獻(xiàn)，使人們都能順利的運(yùn)用電力。

【關(guān)鍵詞】維護(hù)檢修；電力線路；仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與開發(fā)；應(yīng)用

0　前言

隨著人們用電量的增加，安全用電問題也逐漸被重點(diǎn)關(guān)注。電力線路的可靠性保證是國家電力部門為廣大用戶提供電力的安全保障。為了更好的保障電力線路的安全性能，電力部分需要不斷的對電力線路進(jìn)行檢查和維護(hù)，保證線路的穩(wěn)定性。在電力線路的維修當(dāng)中常遇的問題是電路的老化、線路遭遇高空墜落的打擊，該類問題會(huì)造成用電安全隱患，要求維護(hù)檢修的電力工人對此作出系統(tǒng)的盤查并加以維護(hù)。

1　仿真培訓(xùn)系統(tǒng)釋義

電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)時(shí)代的產(chǎn)物，依據(jù)著電力系統(tǒng)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合從而形成對電力工人進(jìn)行的培訓(xùn)和教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是針對電力工作人員的各個(gè)方面的培訓(xùn)，并依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)所設(shè)計(jì)的三維立體畫面，幫助受訓(xùn)的電力工人給予其最真實(shí)的畫面感，為其增加了虛擬實(shí)踐的精力。該仿真系統(tǒng)的設(shè)置主要從畫面的動(dòng)態(tài)感覺與操作界面的仿真兩方面著手，為電力工人的培訓(xùn)增加了現(xiàn)場的感覺和培訓(xùn)效果[1]。

電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)主要是由國外的專家學(xué)者研發(fā)的，早在上個(gè)世紀(jì)60年代，國外的學(xué)者為了更好的使國家電力維護(hù)工作得到完善，開發(fā)了該培訓(xùn)系統(tǒng)，以此來幫助電力部門培訓(xùn)員工。最初的電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)只能簡單的對電站進(jìn)行控制和培訓(xùn)，到后期人們開發(fā)了對核電站的仿真儀，并將之應(yīng)用到電站當(dāng)中，根據(jù)該系統(tǒng)與仿真儀的結(jié)合從而形成了最終的電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。我國對于電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的研發(fā)經(jīng)歷了40年度，經(jīng)過了專家學(xué)者的無數(shù)次實(shí)驗(yàn)，在1990年終于研制出來東北電網(wǎng)的仿真系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷的革新當(dāng)中，人們對于電力仿真系統(tǒng)的研發(fā)還在繼續(xù)，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)也將追隨著社會(huì)發(fā)展的腳步不斷的前進(jìn)[2]。

2　電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

電力線路的檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的，其中包含了眾多的技術(shù)。整個(gè)仿真系統(tǒng)當(dāng)中最為重要的技術(shù)就是與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合，使得仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠針對室內(nèi)的設(shè)計(jì)、工業(yè)以及醫(yī)學(xué)等多方面都能有效的培訓(xùn)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)是能通過其開放性且針對性強(qiáng)的特點(diǎn)，幫助部門組織有目標(biāo)的培訓(xùn)工作人員，并且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能對所需要檢修的位置進(jìn)行仿真模擬，通過針對性的實(shí)踐能使工人在面對現(xiàn)實(shí)工作時(shí)不怯場。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能保證缺乏經(jīng)驗(yàn)的檢修工人的安全性，及時(shí)在培訓(xùn)過程當(dāng)中操作失誤，依然不會(huì)有生命危險(xiǎn)，也能通過強(qiáng)烈的畫面感為培訓(xùn)工人提醒[3]。

要想實(shí)現(xiàn)畫面的虛擬現(xiàn)實(shí)感自然少不了三維技術(shù)的支撐。三維技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)性技術(shù)，正是通過對三維技術(shù)的應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)對培訓(xùn)工人的三維場景。技術(shù)研發(fā)人員在建設(shè)電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)時(shí)，將現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的各個(gè)電力設(shè)備以及線路場景利用三維技術(shù)設(shè)計(jì)到培訓(xùn)系統(tǒng)當(dāng)中，參加培訓(xùn)的工人通過對虛擬工人的操控對電力線路實(shí)施檢修和維護(hù)，通過虛擬場景的實(shí)踐，不僅能培養(yǎng)工人的應(yīng)變能力，也能訓(xùn)練其對檢修設(shè)備的熟練程度。

除了三維技術(shù)以外，電力線路檢修維護(hù)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包含了交互技術(shù)，就是通過受訓(xùn)工人對虛擬場景的操作，能使整個(gè)三維虛擬場景發(fā)生變化，并有針對性的幫助受訓(xùn)員工掌握在電力線路維護(hù)檢修工作當(dāng)中的操作流程，進(jìn)而為受訓(xùn)工人提供合理的針對不同程度的線路檢修維護(hù)的方案，使受訓(xùn)工人對該類科學(xué)解決措施進(jìn)行預(yù)演，使其在真正的工作當(dāng)中能更好的處理線路維護(hù)檢修問題[4]。

3　電力線路檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

針對電力線路維護(hù)檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要對其功能框架有所了解。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)要對其設(shè)置成不同功能的服務(wù)器端，使之能針對不同的情景為受訓(xùn)工人提供不同的服務(wù)。在對其服務(wù)端功能設(shè)置時(shí)，要為系統(tǒng)設(shè)計(jì)培訓(xùn)的項(xiàng)目以及受訓(xùn)人員可以支配和操作的虛擬人物[5]。除了這些項(xiàng)目的設(shè)定還要設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練的程序，使該程序能驅(qū)動(dòng)受訓(xùn)人員進(jìn)行虛擬訓(xùn)練。該終端設(shè)計(jì)人員還在其中加入了對受訓(xùn)人員操作的評分，通過對各個(gè)環(huán)節(jié)操作的評分使受訓(xùn)的工人清楚知道哪個(gè)環(huán)節(jié)的操作還需要改進(jìn)，哪個(gè)環(huán)節(jié)的操作已經(jīng)訓(xùn)練的很好不需要再花費(fèi)時(shí)間訓(xùn)練。在客戶端的設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)者加入了九個(gè)大致的功能。首先是登陸終端，幫助受訓(xùn)人員登陸到培訓(xùn)界面，并使其能選擇、適合自己受訓(xùn)項(xiàng)目的角色進(jìn)而參加到訓(xùn)練當(dāng)中。還要設(shè)置角色扮演功能，為受訓(xùn)的工作人員提供不同崗位的訓(xùn)練，使受訓(xùn)人員既能自己接觸訓(xùn)練任務(wù)，也可以從旁協(xié)助，觀察別人是怎樣操作的。設(shè)計(jì)者還在系統(tǒng)當(dāng)中加入了多人協(xié)作的模塊，使受訓(xùn)工人不僅能自己獨(dú)立完成對電力線路的檢修維護(hù)訓(xùn)練，也可以與多個(gè)同事相互配合，進(jìn)而完成訓(xùn)練任務(wù)。在對缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的受訓(xùn)人員培訓(xùn)時(shí)，設(shè)計(jì)者加入了腳本訓(xùn)練模塊，腳本模塊當(dāng)中的訓(xùn)練步驟都是經(jīng)過科學(xué)合理的分析所形成的檢修預(yù)案，受訓(xùn)者根據(jù)腳本流程進(jìn)行訓(xùn)練，從而積累更多的虛擬實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在進(jìn)行虛擬實(shí)踐培訓(xùn)的過程中，設(shè)計(jì)者還加入了文字答題、時(shí)間控制、即時(shí)通訊以及使

用工具等模塊。通過該類輔助模塊的配合，為受訓(xùn)人員提供訓(xùn)練的過程，幫助其針對自身的弱勢更好的訓(xùn)練[6]。

在對電力線路維護(hù)檢修仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)方面，某個(gè)電力公司已經(jīng)完成了對該系統(tǒng)的安裝和實(shí)踐，并對該系統(tǒng)進(jìn)行了最新的開發(fā)。該公司依據(jù)系統(tǒng)所需要的技術(shù)選定了三維物體以及虛擬人物，并由技術(shù)人員利用三維技術(shù)幫助受訓(xùn)員工搭建了具有真實(shí)畫面感的三維立體場景，還在角色設(shè)定上設(shè)置了工人以及管理人員等多個(gè)角色，最后依據(jù)各個(gè)服務(wù)終端將整個(gè)系統(tǒng)建立起來，完成了對該系統(tǒng)的建設(shè)。該公司通過技術(shù)人員對電力線路檢修維護(hù)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的了解，再借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，對該系統(tǒng)進(jìn)行了積極的開發(fā)與研究，從而形成了完整的培訓(xùn)系統(tǒng)，為電力部門員工的培訓(xùn)提供了重要的學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺(tái)。

4　仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在電力線路檢修維護(hù)應(yīng)用的意義

仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的建立為電力線路檢修維護(hù)工作提供非常大的便利條件，也推動(dòng)了電力線路檢修維護(hù)工作的進(jìn)步。從安全性能上考慮，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的建立為受訓(xùn)的工人提供了安全的培訓(xùn)空間，使其在不了解電力線路的情況下，接觸的是虛擬的場景，可以大膽的對線路進(jìn)行檢修和維護(hù)，不用擔(dān)心線路漏電所造成的安全事故發(fā)生。從技術(shù)層面上講，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的建立幫助電力線路的工人訓(xùn)練了檢修技術(shù)，使之在針對電力線路壞損的各個(gè)情景都能及時(shí)的想出解決的方案，并及時(shí)的檢修線路[7]。從工作效率上考慮，電力線路檢修維護(hù)工人通過仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的培訓(xùn)，已經(jīng)對檢修工作進(jìn)行了多次的虛擬操作，在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中工作時(shí)，更加熟悉對檢修工具的使用，從而很大程度的提高了工作效率。

5　結(jié)論

從總體上來說，電力線路檢修維護(hù)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)很大程度的幫助了國家電力部門的培訓(xùn)工作，使其能更好的保證電力線路的安全性能和可靠性，也從側(cè)面保障了電力線路檢修工人的生命安全。人民大眾需要順利的使用電力，電力部門也需要更好的為人們的日常生活服務(wù)。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)了電力技術(shù)的有效性，其開發(fā)以及設(shè)計(jì)不僅具有廣泛的應(yīng)用前景，對國家電力來說也具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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