[发明专利]变电运行仿真实训系统及方法

说明书

本发明公开了一种变电运行仿真实训系统及方法，所述系统包括教师PC电脑、半沉浸式液晶拼接大屏幕、学员PC电脑、学员VR一体机以及运行在上述设备上的仿真系统，所述仿真系统包括学习单元以及评价单元；教师在教师PC电脑操作，对电力设备的三维模型进行拆解和工作原理实现动画讲解，学员观看半沉浸式液晶拼接大屏幕，实现沉浸式的教学；教师在教师PC电脑中对学员观看电力设备的观察视角和全景图播放进行指挥，学员在观看的学员VR一体机实现电力设备模型和360度全景图片的观察和联动，实现互动教学；多个学员在多人VR系统中进行多人联网协同操作练习，通过远程桌面画面同步，将学员的操作视觉投射到半沉浸式液晶拼接大屏幕中，实现练习和教学的协同学习。

技术领域

本发明涉及教学系统开发技术领域，特别是一种针对变电运行的仿真实训系统及方法。

背景技术

在教学过程中，针对枯燥而且难以用语言表述的学习内容，通常采用设计实训装置来协助进行教学。对于电力系统的知识以及各种现场操作的内容以及规范等，更是难以采用语言描述来让学员们理解，学员学习起来非常困难，学习效果较差。为此学校设置了配合教学使用的变电运行仿真教学软件，但是就目前现有的变电运行仿真教学软件来说，存在的诸多缺陷：1)没有分阶段学习，一开始就让学员学习难度比较大的倒闸操作、设备巡视、事故处理等知识，导致学员对仿真软件上手入门困难；2)大多是枯燥的单人任务练习，学习过程比较枯燥、学员之间不能相互互动，导致学员学习兴趣不高；3)存在3D画面比较模糊、设备动画不够真实等问题，且只能通过PC电脑画面展示和交互，展示设备比较单一，不能让学员获得电力设备操作的真实手感和反馈；4)存在学习过程没有详细记录文本，教师考核不方便等问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种变电运行仿真实训系统及方法，能够解决现有仿真教学软件存在的入门困难、无法进行团队实训以及考核不便的问题，从而提高学员的学习兴趣，使学员能够更加深入的掌握变电运行知识。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

变电运行仿真实训系统，包括教师PC电脑、半沉浸式液晶拼接大屏幕、学员PC电脑、学员VR一体机以及运行在上述设备上的仿真系统，所述仿真系统包括学习单元以及评价单元；教师在教师PC电脑操作，对电力设备的三维模型进行拆解和工作原理实现动画讲解，学员观看半沉浸式液晶拼接大屏幕，实现沉浸式的教学；教师在教师PC电脑中对学员观看电力设备的观察视角和全景图播放进行指挥，学员在观看的学员VR一体机实现电力设备模型和360度全景图片的观察和联动，实现互动教学；多个学员在多人VR系统中进行多人联网协同操作练习，通过远程桌面画面同步，将学员的操作视觉投射到半沉浸式液晶拼接大屏幕中，实现练习和教学的协同学习。

上述变电运行仿真实训系统，所述学习单元包括变电运行微课教学模块、变电运行单项知识点学习模块、变电运行综合考核模块以及变电运行团队协作模块。

上述变电运行仿真实训系统，所述学习单元中设置有基于虚拟现实倒闸操作教学柜的倒闸操作训练；学员在虚拟现实倒闸操作教学柜中操作，该操作模拟真实电力设备发出开关操作信号，操作信号通过网络传递到教师PC电脑，教师PC电脑对操作信号和虚拟画面的仿真逻辑进行计算，将仿真结果图像输出到半沉浸式液晶拼接大屏幕上进行展示；虚拟现实倒闸操作教学柜根据当前操作票，动态模拟倒闸操作过程中的隔离开关操作箱、断路器汇控柜、保护屏压板、保护屏空开，在具有真实手感的虚拟现实倒闸操作教学柜上动手操作，在半沉浸式液晶拼接大屏幕上观看由虚拟仿真模块模拟的隔离开关的合分闸动画、空开的合分动画、保护屏压板的投退操作结果。

上述变电运行仿真实训系统，所述虚拟现实倒闸操作教学柜的具体教学方法为：

A1.在教师PC电脑上的仿真系统中，选定某一个要进行倒闸操作训练的典型操作票，点击“同步到虚拟现实倒闸操作教学柜”按钮，通过网络，将要在仿真系统上操作的虚拟设备信息同步到虚拟现实倒闸操作教学柜；