《三維可視化技術(shù)在變電設(shè)備檢修培訓(xùn)中的應(yīng)用探討.docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《三維可視化技術(shù)在變電設(shè)備檢修培訓(xùn)中的應(yīng)用探討.docx（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、 三維可視化技術(shù)在變電設(shè)備檢修培訓(xùn)中的應(yīng)用探討 摘要：可視化技術(shù)是近些年剛剛興起的專業(yè)，隨著科技的發(fā)展得到了更廣闊的發(fā)展前景，而且科研成果顯著，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。本文對(duì)三維可視化技術(shù)在變電設(shè)備檢修培訓(xùn)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)者提供參考意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：三維可視化技術(shù)；變電設(shè)備檢修；培訓(xùn)；應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近些年我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展迅猛，并逐步成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，因此要重視對(duì)變電設(shè)備的檢修工作。但是目前我國(guó)對(duì)變電設(shè)備檢修情況不容樂(lè)觀，檢修人員專業(yè)素養(yǎng)還不過(guò)關(guān)，難以對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行有效檢修。為了進(jìn)一步提高檢修人員專業(yè)水平，需要對(duì)其進(jìn)行更加高效的培訓(xùn)工作，通過(guò)將三維可視化技術(shù)應(yīng)用到變電設(shè)備

2、檢修培訓(xùn)中，能夠起到良好效果。管理人員不但能通過(guò)檢修效果與檢修人員的操作水平對(duì)其進(jìn)行考核，還能成為培訓(xùn)新員工技術(shù)的輔助手段。1.系統(tǒng)框架1.1VRML虛擬現(xiàn)實(shí)可視化系統(tǒng)VRML（虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言）虛擬現(xiàn)實(shí)可視化系統(tǒng)是根據(jù)Windows系統(tǒng)為基礎(chǔ)建設(shè)的環(huán)境系統(tǒng)，通過(guò)Windows系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理、任務(wù)處理、圖形化開(kāi)發(fā)工具，選擇3DStudioMax為工具進(jìn)行建模，采用VRML語(yǔ)言在實(shí)體與虛擬模型將建立聯(lián)系。1.2層次化虛擬場(chǎng)景模型以變電站特點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，在本文中選擇的是層次化建模的方法，把一個(gè)較為復(fù)雜的環(huán)境分成了不同的子環(huán)境，而且對(duì)不同的子環(huán)境進(jìn)行了構(gòu)成三維實(shí)體。選擇3DStudioMax對(duì)變電站的基

3、本部件進(jìn)行三維建模，進(jìn)而形成3db文件，利用格式轉(zhuǎn)換將3db文件轉(zhuǎn)化為虛擬模型模式的三維數(shù)據(jù)包，內(nèi)容包括模型位置矩陣、法向量、面、點(diǎn)等。其中，最主要的就是要選擇最佳的插值算法，將三維實(shí)體的基本部件轉(zhuǎn)化為虛擬模型數(shù)據(jù)。通過(guò)插值算法能夠?qū)θS實(shí)體的基本部件進(jìn)行計(jì)算，在形成3db文件后，利用Unity3D圖形函數(shù)對(duì)三維數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)二次組合，進(jìn)而形成一個(gè)三維框架模型，并對(duì)其進(jìn)行紋理映射以及光照等處理，最終得到逼真的三維虛擬模型。利用inline節(jié)點(diǎn)以及超鏈接Anchor節(jié)點(diǎn)對(duì)不同的子環(huán)境進(jìn)行重組，形成需要的逼真環(huán)境。1.3控制交互行為在此論述中，將事件當(dāng)做觸發(fā)機(jī)制以及動(dòng)作狀態(tài)，并通過(guò)VRML語(yǔ)言和C+在人

4、機(jī)交互中進(jìn)行聯(lián)系。對(duì)于VRML語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，構(gòu)建虛擬環(huán)境最主要的基本單元就是節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)是由事件與域組合而成的，其中域取值能夠?qū)?jié)點(diǎn)取值產(chǎn)生決定性影響，進(jìn)而對(duì)虛擬境界狀態(tài)產(chǎn)生影響。事件則可以分成出事件與入事件兩種，通過(guò)事件能使節(jié)點(diǎn)及時(shí)接受外部數(shù)據(jù)，并將信息傳遞給外界，利用事件還能控制虛擬境界目前的狀態(tài)。在VRML技術(shù)中，其中有很多數(shù)據(jù)是需要規(guī)范的，所以難以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，腳本節(jié)點(diǎn)卻有一個(gè)獨(dú)立的定位域，能夠和其他編程語(yǔ)言進(jìn)行混編，讓VRML空間能夠?qū)ν獠凯h(huán)境實(shí)現(xiàn)更好的信息交互。通過(guò)C+能夠讓VRML節(jié)點(diǎn)具備與對(duì)象交互信息以及處理信息的能力。特殊的C+類在節(jié)點(diǎn)接受事件后能夠形成動(dòng)作，并能對(duì)節(jié)點(diǎn)域值進(jìn)行修改，最

5、終形成人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真對(duì)象的拆裝、開(kāi)閉、移動(dòng)等一系列操作。尤其是在虛擬環(huán)境中，如果傳感器節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了初始事件，此事件就會(huì)順著關(guān)鍵字定義出的線路，起始點(diǎn)為邏輯輸出端，向輸入端進(jìn)行傳播，而且其他節(jié)點(diǎn)還能夠接收信息，衍生出其他事件，并繼續(xù)傳播，最終對(duì)全部事件進(jìn)行執(zhí)行。2.系統(tǒng)的各個(gè)功能闡述2.1設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造與仿真原理以變電設(shè)備結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，建立起設(shè)備的三維仿真模型，利用交互語(yǔ)言事先對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況的模擬，這樣能夠讓參加培訓(xùn)的人員對(duì)變電設(shè)備結(jié)構(gòu)以及變電設(shè)備的運(yùn)行原理有一個(gè)更加清晰的認(rèn)識(shí)。舉個(gè)例子，對(duì)于斷路器設(shè)備來(lái)說(shuō)，一般都是對(duì)彈簧、儲(chǔ)能電機(jī)等構(gòu)件進(jìn)行仿真，能夠?qū)嗦菲鹘Y(jié)構(gòu)真實(shí)的展現(xiàn)出來(lái)。而且還能對(duì)斷

6、路器的合閘、分閘操作進(jìn)行模擬，這樣參加培訓(xùn)的人員就能看到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及斷路器的實(shí)際工作原理。如果在合閘、分閘操作時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，學(xué)員也能及時(shí)判斷出出現(xiàn)異常故障的原因，并采取有針對(duì)性的方法進(jìn)行處理。2.2虛擬場(chǎng)景漫游虛擬場(chǎng)景漫游系統(tǒng)是根據(jù)真實(shí)工作中的變電站結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維仿真的，包括了主變間隔、母線間隔以及線路間隔中的所有設(shè)備。與變電設(shè)備模型相結(jié)合，對(duì)變電設(shè)備與模型間的功能位置、技術(shù)參數(shù)以及實(shí)際構(gòu)造進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)而能夠在虛擬環(huán)境中查到與設(shè)備有關(guān)的信息。參加培訓(xùn)的人員能夠以第一人稱視角漫游在虛擬環(huán)境中，并從多角度觀看變電站設(shè)備的工作原理。2.3培訓(xùn)檢修規(guī)程以變壓器檢修規(guī)程為基礎(chǔ)，構(gòu)建虛擬環(huán)境中變壓器檢修過(guò)程

7、以及各種檢修操作，包括清潔油箱外觀、檢查油箱外觀、擦拭斷路器套管等。培訓(xùn)檢修規(guī)程包括練習(xí)與教學(xué)兩方面，對(duì)于教學(xué)模式而言，教員可在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)真實(shí)操作中的檢修流程，并根據(jù)提示對(duì)人物在虛擬環(huán)境中的位置進(jìn)行控制，選擇最為合適的檢修工具，實(shí)施有針對(duì)性的檢查操作。而對(duì)于練習(xí)模式來(lái)說(shuō)，參加培訓(xùn)的人員則需要在沒(méi)有提示的前提下對(duì)虛擬人物進(jìn)行控制，實(shí)施具體檢查操作流程。2.4狀態(tài)評(píng)價(jià)的導(dǎo)則培訓(xùn)通過(guò)狀態(tài)評(píng)價(jià)的導(dǎo)則培訓(xùn)，能夠?qū)崿F(xiàn)變電設(shè)備狀態(tài)檢修的依據(jù)，其中涉及到在線檢測(cè)、試驗(yàn)以及設(shè)備運(yùn)行等各個(gè)方面。利用狀態(tài)評(píng)價(jià)，能夠?qū)ψ冸娫O(shè)備的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行最為客觀的評(píng)價(jià)，這也是實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修的必要條件。為了使參加培訓(xùn)的人員能夠更好

8、的掌握狀態(tài)評(píng)價(jià)的導(dǎo)則培訓(xùn)，需要系統(tǒng)將斷路器狀態(tài)的狀態(tài)評(píng)價(jià)的導(dǎo)則培訓(xùn)從之前的二維畫(huà)面過(guò)度到三維場(chǎng)景，將變電設(shè)備的實(shí)際構(gòu)件與扣分項(xiàng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，讓扣分項(xiàng)實(shí)現(xiàn)可視化，將實(shí)物與理論相統(tǒng)一。利用模擬扣分，能夠?qū)υO(shè)備狀態(tài)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，使參加培訓(xùn)的人員對(duì)狀態(tài)評(píng)價(jià)的導(dǎo)則培訓(xùn)有一個(gè)更加深刻的理解。2.5多角色互動(dòng)式故障仿真處理建立起以socket為基礎(chǔ)的通信服務(wù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)多角色互動(dòng)，參加培訓(xùn)的人員能夠利用瀏覽器進(jìn)入到培訓(xùn)系統(tǒng)中，在服務(wù)中注冊(cè)本地虛擬客戶端，經(jīng)過(guò)注冊(cè)的人員就能利用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)在一個(gè)虛擬環(huán)境中的合作。系統(tǒng)能夠根據(jù)電網(wǎng)之前存在過(guò)的故障，選擇一些有代表性的案例進(jìn)行模擬，形成了變壓器起火、斷路器氣壓不足等

9、不同的操作環(huán)境。經(jīng)過(guò)多人互動(dòng)，能夠讓操作學(xué)員更好的掌握故障排除流程，更好的學(xué)習(xí)故障排除方法，提高學(xué)員實(shí)際問(wèn)題的解決能力，并在實(shí)際工作中實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)作。2.6考核培訓(xùn)在進(jìn)行虛擬考核的過(guò)程中，參加培訓(xùn)的人員能夠通過(guò)客戶端進(jìn)入到設(shè)備檢修虛擬場(chǎng)景中，并根據(jù)流程調(diào)用瀏覽器，進(jìn)而創(chuàng)建考核題目，學(xué)員在虛擬環(huán)境中就能完成答題，并在虛擬環(huán)境中查看到考核結(jié)果。教員能夠利用任務(wù)管理決定考試的開(kāi)始與結(jié)束，還能在考核期間暫停，并能對(duì)考核過(guò)程進(jìn)行記錄，可讓考核人員重復(fù)觀看自己的操作流程。3.結(jié)束語(yǔ)本文通過(guò)三維建模技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)變電設(shè)備的虛擬檢修環(huán)境，利用VRML實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，為學(xué)員提供更加良好的虛擬環(huán)境，使學(xué)員在參加培訓(xùn)時(shí)

10、更加積極，對(duì)提升學(xué)員的檢修水平與合作能力有積極的促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)：1李欣.3DS3damax在構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用J.計(jì)算機(jī)時(shí)代，2016，20（08）：22-23.2潘金密.斷路器檢修技術(shù)講座第一講斷路器的結(jié)構(gòu)與檢修J.供用電，2016，19（04）：53-56.4許婧，王晶，高峰，等.電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研究綜述J.電網(wǎng)技術(shù)，2015，24（08）：48-52.1梁盛樂(lè)，1991年9月1日，漢族，男，廣東，本科，助理工程師，技術(shù)監(jiān)督管理2盧挺進(jìn)，1990年9月1日，漢族，男，陜西，本科，助理工程師，大修技改管理3楊杰，1990年9月1日，漢族，男，海南，本科，工程師，科技信息管理 -全文完-