[发明专利]一种海底电缆敷设仿真培训系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力培训领域，尤其涉及一种海底电缆敷设仿真培训系统及其使用方法。

背景技术

海底电缆工程的建设受地域建设条件、海洋工程条件和施工设备等条件的限制，工程建设涉及技术领域广泛，投资规模较大，施工技术复杂。海缆敷设于海床后，还要根据海缆路由地质情况，对海缆进行的保护措施，包括海缆埋深、冲埋、套管、抛石等防护稳固施工。同时由于海底地形复杂、捕捞船只作业频繁等特殊因素的影响，使得海底电缆工程的施工和运行维护工作尤为复杂，对海缆线路管理及运维人员提出了相当高的要求。

海底电缆敷设施工作业是一项专业性强、涉及面广、技术含量高、安全措施严格、作业工况复杂的工作，从事带电作业的人员须经过系统、全面、有效的培训，才能胜任该项工作任务。到目前为止，还未形成权威、统一的海底电缆敷设作业标准，实际作业主要依靠借鉴历史经验。同时也未形成系统有效的海底电缆敷设培训方法和体系对现场施工人员、管理人员的培训主要是通过理论讲解、经验传授等教学形式。但由于海底电缆运行环境的特殊性和工艺的复杂性，仅仅采用传统的理论和经验教学，已完全不能满足培训的实际需求。

传统的3d模拟培训方式采用左右眼偏振光接收原理，人的左右眼接收两组不同偏振方式的画面,在大脑合成立体影像，这种主要是靠“欺骗”大脑的三维成像方式，长时间观看三维场景会使人产生晕眩等感受。此外，由于3D立体眼镜对人眼部包覆不严等不足，使得沉浸体验效果欠佳。

基于此，急需对现有海底电缆敷设施工作业培训模式、手段进行研究，设计开发一种安全、高效、低成本、形象直观、沉浸效果好的海底电缆敷设仿真培训系统及方法，对于促进海底电缆敷设培训工作的常态化、标准化开展具有重要作用，同时也有利于作业经验的固化及推广，具有较大的实用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种海底电缆敷设仿真培训系统及其使用方法，以提升对海底电缆的模拟敷设培训效果为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种海底电缆敷设仿真培训系统，包括柜体、设于柜体上的操作台和显示屏，用于观看显示屏的立体眼镜，设于柜体内的工作机，所述的操作台上设有触摸屏和控制开关，所述的立体眼镜为带有独立控制器的虚拟现实眼镜，所述的工作机为图形工作站，所述的虚拟现实眼镜、显示屏和触摸屏均通过数据传输线与柜体内的图形工作站相连，所述的图形工作站包括用于处理数据及外设设备输入信号的处理器和存储有三维仿真培训模块、用户模块、资料模块及考试模块的数据存储器。 通过图形工作站和带有独立控制器的虚拟现实眼镜，可以逼真的模拟作业现场，使仿真培训效果更好。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的柜体顶部设有音响系统，音响系统通过传输线与图形工作站相连。通过音响系统使仿真模拟更逼真，声形俱备，把音响系统设于柜体顶部，使之与人头部更近，效果更好。

所述的操作台上的控制开关包括音量旋钮和开关按钮。便于关停操作和音量调节。

所述的音量旋钮和开关按钮设于触摸屏的右侧上部。方便大部分人的右手操作原则。

一种海底电缆敷设仿真培训系统的使用方法，包括以下步骤：

1）受训学员按下开关按钮，启动仿真培训系统；

2）受训学员在触摸屏上通过用户模块进行注册、登录，进入培训系统；

3）受训学员戴上虚拟现实眼镜，选择模拟仿真培训的作业项目，进入海底电缆敷设的3D作业场景，旁观者通过显示屏观看作业过程；

4）受训者在模拟作业场景中按照作业流程，完成海底电缆敷设施工作业仿真；

5）仿真训练结束，关闭系统。

所述的模拟仿真培训的作业项目可通过虚拟现实眼镜独立控制器在眼镜视景中选择，也可以在触摸屏上直接点选；所述的作业项目包括施工准备、首端登陆施工、中间段敷埋、终端登陆施工及后续保护。虚拟现实眼镜中内置有三维作业项目软件，通过独立控制器在虚拟现实眼镜视景中选择作业项目，也可以在触摸屏上直接点选，独立控制器可通过红外感应，实现虚拟人在三维场景中的漫游、工器具选择、关键步骤操作等人机交互。使用操作方便。

所述的虚拟现实眼镜中的画面同步显示在显示屏上；所述的虚拟现实眼镜中的画面为通过3D模拟仿真技术生成360度海底电缆敷设作业场景。虚拟现实眼镜中的画面可同步显示在所述显示屏上，供旁观者观看，不同的是，在虚拟现实眼镜中呈现的是度全景效果，显示屏上显示的是普通平面图像。