電力系統(tǒng)vr培訓(xùn)范文

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電力系統(tǒng)vr培訓(xùn)

篇1

關(guān)鍵詞:VR技術(shù);變電檢修;應(yīng)用燕姐

1 VR全景技術(shù)在變電檢修中的優(yōu)勢

1.1 身臨其境,讓工作更有趣

電力系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)階段設(shè)備信息留存多為二維界面,匯報多采用以及電子PPT形式。此類工作模式較為單一,雖然相比傳統(tǒng)的紙面工作模式已經(jīng)有了很大的改觀,但效果依舊不夠理想。有了基于vr全景技術(shù)的變電檢修施工方案與三維立體臺賬以后,領(lǐng)導(dǎo)與各部門同事可以享受到VR全景技術(shù)給工作帶來的便利與高效,大家可以全方位立體環(huán)境中進(jìn)行人、設(shè)備、周圍環(huán)境的多重交互,從本質(zhì)上提高施工作業(yè)前期審批的流暢性,以及作業(yè)危險分析的全面性。如更換主變一次電流互感器時,停電方式為旁路轉(zhuǎn)帶,那么主變一次上層順母線依然帶電的情況很容易被忽視,但是使用VR全景變電檢修施工方案就可以避免此類問題,審批人員與工作負(fù)責(zé)人在會議室可以很直觀的觀察到每一處危險點(diǎn),不落下任何細(xì)節(jié),從而更容易保障施工工作的安全。

1.2 強(qiáng)化互動理念,增強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)的主動性

電力行業(yè)青年員工的培訓(xùn)一直被視為中重點(diǎn)工作來進(jìn)行,大學(xué)畢業(yè)生剛進(jìn)入單位對現(xiàn)場情況并不熟悉,在變電站內(nèi)進(jìn)行實(shí)景培訓(xùn)風(fēng)險系數(shù)高,對員工人身安全與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行極為不利,VR全景技術(shù)可以很輕松的實(shí)現(xiàn)實(shí)景和實(shí)操交互學(xué)習(xí)的新培訓(xùn)模式,給電力系統(tǒng)員工帶來全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn),如在220kV隔離開關(guān)更換施工教學(xué)中,學(xué)生可以通過VR全景來還原施工現(xiàn)場,明確帶電部位以及施工車輛擺放位置,讓電力系統(tǒng)員工從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),在探索中完成變電檢修技能的學(xué)習(xí),可以有效提高企業(yè)的培訓(xùn)效果。

2 VR變電檢修培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

VR技術(shù)在變電檢修技能中的培訓(xùn)運(yùn)用,可以有效地模擬出變電在正常、異常以及故障情況下的詳細(xì)操作規(guī)章。一個全面的VR技術(shù)培訓(xùn)操作系統(tǒng)通常包含了場景交互、場景建模以及設(shè)備建模這三塊內(nèi)容。通常是運(yùn)用Maya、3DMax技術(shù)等相關(guān)三維立體模型軟件來實(shí)施環(huán)境的建設(shè)。因?yàn)樵谧冸姍z修方針設(shè)計(jì)過程中,會運(yùn)用到設(shè)備缺陷以及設(shè)備狀態(tài)的仿真模擬,所以需要通過場景的轉(zhuǎn)換、設(shè)備功能性操作等技術(shù),所以所形成的三維交互系統(tǒng)為運(yùn)用設(shè)備編輯器來進(jìn)行建模輔助。這一部分主要包含了三個方面。

首先,VR變電檢修針對使用者是能夠見到的,并且使用者能夠直接地運(yùn)用VR設(shè)備展開各種虛擬現(xiàn)實(shí)模擬操作。其次,設(shè)計(jì)變電檢修的一次設(shè)備、自動化設(shè)備、虛擬操作結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)的具體模型。最后,在進(jìn)行VR變電檢修系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)當(dāng)中,運(yùn)用事故處理、操作票培訓(xùn)、工作票許可以及工作器具等內(nèi)容,進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)修改、設(shè)備的操作以及檢驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在變電檢修技能水平培訓(xùn)中的運(yùn)用效果。

3 VR全景技術(shù)在變電檢修中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 全景方案的制作

首先,我們將現(xiàn)實(shí)真實(shí)的變電站實(shí)景場景還原到互聯(lián)網(wǎng)上,使用PHIIMAX3D全景相機(jī),拍攝全景照片,再使用全景工具軟件拼接制作而成,制作過程中添加功能鍵,如場地內(nèi)跳轉(zhuǎn),展示銘牌信息、實(shí)物ID等內(nèi)容,將現(xiàn)實(shí)變電站實(shí)景360 °/720 °旋轉(zhuǎn)無視覺死角進(jìn)行展示。以上制作內(nèi)容可以作為變電站的三維立體實(shí)景臺賬。遇到大型作業(yè)的現(xiàn)場勘察時,可以利用全景相機(jī)對現(xiàn)場進(jìn)行一次全方位地勘察,回到辦公室后制作VR全景方案,使用Pano2VR對全景照片進(jìn)行拆解,再用PS、畫圖等軟件對圖片進(jìn)行加工(添加施工車輛、路線、標(biāo)注帶電部分等),最后利用Pano2VR添加熱點(diǎn)進(jìn)行合成,完成全景方案的制作。

3.2 基于VR技術(shù)的變電檢修培訓(xùn)設(shè)計(jì)應(yīng)用

①VR技術(shù)變電檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。變電檢修所需要運(yùn)用的零部件以及相關(guān)設(shè)備等內(nèi)容,變電檢修通常還包含了電力線路的布局,按照地理環(huán)境進(jìn)行各種規(guī)范化操作,詳細(xì)的變電檢修工作,以及變電檢修安全操作,都需要在虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)中呈現(xiàn)出來,從而進(jìn)行各種系統(tǒng)模塊的展現(xiàn)。因此在進(jìn)行變電檢修VR培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,需要具備一定的選擇性?,F(xiàn)階段,較為科學(xué)的VR技術(shù)擁有很多的選擇,如選擇經(jīng)過HTCVIVE所設(shè)計(jì)的單眼1920x1080@9OHz的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),這一項(xiàng)技術(shù)具有空間定位功能,屬于現(xiàn)階段最好的VR硬件之一,并且還能夠給工作人員提供全方位的操作互動感。

② 三維建模。三維建模通常是運(yùn)用3DMax技術(shù)進(jìn)行虛擬三維空間的構(gòu)建,建設(shè)出存在三維數(shù)據(jù)空間的模型。一般情況下,除了會運(yùn)用到3DMax技術(shù)之外,通常還會運(yùn)用Maya以及AI等軟件技術(shù),按照變電檢修真實(shí)的場景,展開3D模型的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),從而完成變電檢修虛擬場景的漫游與標(biāo)準(zhǔn)化場景的改善。

③ 碰撞檢測。在進(jìn)行培訓(xùn)的過程中,還需要對各種碰撞現(xiàn)象進(jìn)行檢測,首先需要根據(jù)unity3D,檢測變電檢修VR是否存在障礙物以及兩個物體是否會發(fā)生碰撞。碰撞檢測的方式主要是有兩種,其中一種屬于碰撞器,另外一種模式屬于觸發(fā)器。這兩種模式都有著非常廣泛的用途。

④VR頭顯。虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備簡稱“VR頭顯”,是一種利用頭戴式顯示設(shè)備且將人對外界的聽覺、視覺封閉,引導(dǎo)使用者形成一種身臨其境的感覺。主要顯示原理則是左右眼屏幕分別顯示左右眼的圖像,并且人眼在獲取這種帶有差異的信息之后,在腦海中產(chǎn)生立體感,極具沖擊性。

⑤ 手柄操作。運(yùn)用手柄設(shè)備按鍵對虛擬場景的各種操縱,這屬于系統(tǒng)培訓(xùn)中最為重要的內(nèi)容,同時也屬于人機(jī)交互過程中不可或缺的部分,針對unity3D中,不但能夠完成選擇目標(biāo),同時還能夠利用反饋信息來滿足使用者進(jìn)行變電檢修場景模擬的需要。

⑥ 考核分析??己朔治鲋饕轻槍W(xué)員整個操作流程展開考核評分,針對在模擬場景中存在問題的操作修復(fù)能力進(jìn)行評價以及糾正,從而保障變電檢修工作的正確性與完整性。考核內(nèi)容主要是評估使用者是否能夠正確地按變電檢修流程操作VR系統(tǒng)、是否能夠按照相關(guān)規(guī)定順序展開模擬操作。與此同時,針對使用者的操作展開統(tǒng)計(jì)劃分,并且針對容易出錯的步驟實(shí)施數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),并且對每一位使用者給出詳細(xì)的數(shù)據(jù)考核報告。

結(jié)語:

本文針對VR技術(shù)在一次設(shè)備檢修技能水平培訓(xùn)的應(yīng)用研究中,分析了VR技術(shù)在現(xiàn)階段的運(yùn)用效果,提出了VR培訓(xùn)系統(tǒng)的兩種模式,針對現(xiàn)階段的發(fā)展情況而言,VR技術(shù)能夠有效地改善工作人員在一次設(shè)備檢修中的技術(shù)水平,不但能夠提高工作人員的業(yè)務(wù)質(zhì)量,同時還能提高工作人員的工作效率,非常值得企業(yè)推廣運(yùn)用。

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篇2

關(guān)鍵詞:水庫調(diào)度;水調(diào)自動化;趨勢

Abstract: reservoirs to mobilize automation is a concentration of power, hydrology, computer, network, communication and other more specialized comprehensive application system, it is related to the reservoir operation monitoring, forecasting, scheduling and management play an important role. This article for the reservoir scheduling automation system, stage of development, the concept of function, design key points and future development trend of detailed introduction, enables readers to a certain extent, to deepen the understanding of the reservoir scheduling automation system.

Keywords: reservoir scheduling; Water and automation; trend

中圖分類號: TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

一、水庫調(diào)度與水庫調(diào)度自動化

水庫調(diào)度是一種控制運(yùn)用水庫的技術(shù)管理方法,是根據(jù)各用水部門的合理需要,參照水庫每年蓄水情況與預(yù)計(jì)的可能天然來水及含沙情況,有計(jì)劃地合理控制水庫在各個時期的蓄水和放水過程,亦即控制其水位升、降過程。一般在設(shè)計(jì)水庫時,要提出預(yù)計(jì)的水庫調(diào)度方案,而在以后實(shí)際運(yùn)行中不斷修訂校正,以求符合客觀實(shí)際。在制定水庫調(diào)度方案時,要考慮與其它水庫聯(lián)合工作互相配合的可能性與必要性。中國水庫調(diào)度進(jìn)步較快,但還有許多水庫調(diào)節(jié)徑流的潛力尚未充分發(fā)揮,調(diào)度技術(shù)、調(diào)度手段還不夠先進(jìn)。今后發(fā)展方向主要是:繼續(xù)向綜合利用水資源和水庫群聯(lián)合調(diào)度方向發(fā)展;推廣使用優(yōu)化技術(shù),提高調(diào)度技術(shù)水平;采用電子計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)手段,盡快實(shí)現(xiàn)水庫調(diào)度自動化。

水庫調(diào)動自動化是集電力、水文、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信等多專業(yè)的綜合性應(yīng)用系統(tǒng),主要進(jìn)行與水庫運(yùn)行有關(guān)的監(jiān)視、預(yù)報、調(diào)度和管理。此系統(tǒng)基于對歷史資料的收集整理,依靠先進(jìn)的采集和傳輸技術(shù),及時準(zhǔn)確地獲取水電站流域和其他相關(guān)系統(tǒng)的水文、氣象和水庫運(yùn)行信息,利用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù),進(jìn)行在線水文預(yù)報和水務(wù)綜合管理等,依據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型和大型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計(jì)算和處理,迅速提供包括防洪和發(fā)電在內(nèi)的綜合調(diào)度決策方案。

二、水庫調(diào)動自動化的理論與方法

水庫調(diào)度的理論與方法是隨著20世紀(jì)初水庫和水電站的大量興建而逐步發(fā)展起來的,并逐步實(shí)現(xiàn)了綜合利用和水庫群的水庫調(diào)度。在調(diào)度方法上,1926年蘇聯(lián)Α.Α.莫洛佐夫提出水電站水庫調(diào)配調(diào)節(jié)的概念,并逐步發(fā)展形成了水庫調(diào)度圖。這種圖至今仍被廣泛應(yīng)用。50年代以來,由于現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)、徑流調(diào)節(jié)理論、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,使得以最大經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的水庫優(yōu)化調(diào)度理論得到迅速發(fā)展與應(yīng)用。隨著各種水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的建立,使水庫實(shí)時調(diào)度達(dá)到了較高的水平。中國自50年代以來,水庫調(diào)度工作隨著大規(guī)模水利建設(shè)而逐步發(fā)展。目前,大中型水庫比較普遍地編制了年度調(diào)度計(jì)劃,有的還編制了較完善的水庫調(diào)度規(guī)程,研究和擬定了適合本水庫的調(diào)度方式,逐步由單一目標(biāo)的調(diào)度走向綜合利用調(diào)度,由單獨(dú)水庫調(diào)度開始向水庫群調(diào)度方向發(fā)展,考慮水情預(yù)報進(jìn)行的水庫預(yù)報調(diào)度也有不少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),使水庫效益得到進(jìn)一步發(fā)揮。對多沙河流上的水庫,為使其能延長使用年限而采取的水沙調(diào)度方式已經(jīng)取得了成果。由于水庫的大量興建,對于水庫優(yōu)化調(diào)度也在理論與實(shí)踐上作了探討。在中國,豐滿水電站、丹江口水利樞紐、三門峽水利樞紐等水庫的調(diào)度工作都積累了不少經(jīng)驗(yàn)。

三、水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)功能

1、水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)中包含兩種數(shù)據(jù),一是在長期的工作中積累的歷史數(shù)據(jù),通過對歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,對水庫未來的運(yùn)行情況作出預(yù)測。二是大量的實(shí)時監(jiān)測信息,主要是對目前的雨水情況信息,發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況,水電站閘門的運(yùn)行情況等進(jìn)行監(jiān)測。如何快速檢索歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出了很高的要求。

2、三層體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng),該環(huán)節(jié)建立了公用的數(shù)據(jù)接口,提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問路徑,數(shù)據(jù)訪問管理和訪問監(jiān)視。

3、數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)支持采集多種類型的數(shù)據(jù),在水庫調(diào)度過程中發(fā)送和接受水情以及水庫調(diào)度數(shù)據(jù)。當(dāng)水庫水位,降水量,閘門操作等超越一定范圍時,觸發(fā)自動報警裝置,按期計(jì)算時段降水量,水庫水位等數(shù)據(jù),并自動按期統(tǒng)計(jì)分析水情數(shù)據(jù)。

4、提供水庫調(diào)度過程中必要的圖形編輯功能。圖形編輯工具包括水庫調(diào)度圖,流域綜合水情圖等可以組成水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)所需的各種圖形。系統(tǒng)同時具有將各種圖形經(jīng)網(wǎng)添加到水庫調(diào)度web服務(wù)器的功能。

5、其他計(jì)算機(jī)可以通過web查詢方式掌握水庫調(diào)度的數(shù)據(jù),主要有圖形子系統(tǒng)的全部圖形,報表子系統(tǒng)的全部報表。擁有權(quán)限的用戶可以通過web瀏覽器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)置,以及對電腦數(shù)據(jù)進(jìn)行人工插補(bǔ)等系統(tǒng)維護(hù)工作。

四、水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、采用成熟、先進(jìn)的軟硬件開發(fā)平臺,設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化和貴感化要求,采用分布處理和冗余技術(shù),重要設(shè)備采用熱備冗余配置,保證系統(tǒng)的可靠性。

2、系統(tǒng)設(shè)備選型及應(yīng)用軟件的開發(fā)符合計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn),采用全分布開放式系統(tǒng),具有良好的可一直性和較強(qiáng)的擴(kuò)展性。

3、系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的成熟產(chǎn)品,功能完善并模塊化,具有完備的安全性措施,防止系統(tǒng)軟硬件故障或缺陷對現(xiàn)場設(shè)備的損壞。同時,保證通信的可靠性與系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的可靠性,保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫的安全性。

4、水庫中心業(yè)務(wù)中需保存幾十年以上的歷史數(shù)據(jù),需要大型的數(shù)據(jù)庫保存水文、水情、氣象和水庫運(yùn)行數(shù)據(jù)。

5、水文預(yù)報、灌溉區(qū)調(diào)度常需要進(jìn)行多種數(shù)學(xué)模型的計(jì)算、比較、分析,數(shù)據(jù)處理量大,要求處理速度快、處理能力強(qiáng)。

五、水調(diào)自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢

隨著水庫調(diào)度工作要求的不斷提高。對水調(diào)自動化系統(tǒng)提出了更高的要求。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用和信息技術(shù)水平的提高,水調(diào)自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要將表現(xiàn)在以下幾個方面。

1、高級應(yīng)用軟件開發(fā)

目前國內(nèi)水調(diào)自動化領(lǐng)域亟待解決的問題是高級應(yīng)用軟件的開發(fā)。當(dāng)前研究的熱點(diǎn)包括:梯級水電站的水情測報與優(yōu)化調(diào)度,水庫群補(bǔ)償調(diào)度和水、火電優(yōu)化調(diào)度、調(diào)度決策風(fēng)險分析理論、電力系統(tǒng)報價系統(tǒng)等問題。但已有成果大多數(shù)屬于理論研究探討,與水調(diào)自動化系統(tǒng)結(jié)合不多。因此開發(fā)和完善水調(diào)自動化系統(tǒng)的高級應(yīng)用軟件是水調(diào)自動化系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)展的一個方向。

2、數(shù)字流域

數(shù)字流域就是綜合運(yùn)用遙感(RS)、地理信息系統(tǒng) (GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、網(wǎng)絡(luò)和超媒體等現(xiàn)代技術(shù),對全流域各類信息進(jìn)行數(shù)字化采集與存儲、動態(tài)監(jiān)測與處理、深層融合與挖掘、綜合管的大型信息管理系統(tǒng),它是水調(diào)自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。結(jié)合RS、GPS技術(shù),加強(qiáng)了洪水預(yù)報系統(tǒng)的空間信息的管理與分析方面的能力,在面雨量計(jì)算、流域蒸發(fā)量和土壤濕度計(jì)算、交互式實(shí)時聯(lián)機(jī)預(yù)報、暴雨產(chǎn)流模型等方面部可以有廣泛應(yīng)用。利用基于GIS的數(shù)字流域系統(tǒng)的可視化信息平臺,實(shí)現(xiàn)全流域各類不同信息之間的共享,并進(jìn)行更深層次的信息融合、挖掘和綜合,對全流域進(jìn)行動態(tài)實(shí)時的三維仿真,提供河道水情分析模擬、洪水演進(jìn)仿真模擬、洪水災(zāi)害評估等功能。通過模擬流域在不同決策作用下的結(jié)果,為防洪、發(fā)電等決策提供有效支持。

3、智能專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)能夠根據(jù)一系列規(guī)則(過去一些行之有效的知識和經(jīng)驗(yàn),包括定性和定量問題的推理策略)和用戶提供的數(shù)據(jù),從現(xiàn)有的事實(shí)和數(shù)據(jù)中導(dǎo)出或推理出新的事實(shí)或數(shù)據(jù),提供智能化的決策支持。用戶可以方便地定義和輸入自己的規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫。專家系統(tǒng)還可用于培訓(xùn)缺少經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行調(diào)度人員。

參考文獻(xiàn)

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