基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统

为提高变电站仿真培训系统的真实感,对变电站虚拟场景中虚拟人的行为模型进行了研究,设计出了基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统.系统框架由几何建模、行为建模和场景驱动3个部分组成.几何建模部分采用二维和三维几何模型对变电站设备和虚拟人进行了表示.行为建模部分通过动画技术对虚拟人的行为和设备的行为进行了仿真.场景驱动执行引擎负责实现虚拟人和物体的交互,以及虚拟场景的渲染和漫游.     

核电站三维动态仿真系统

为提高核电站仿真培训系统的真实感,设计了基于虚拟现实技术的核电站三维动态仿真系统。系统采用三维建模技术构建核电站的主要厂房和设备,通过三维场景交互技术实现对核电站虚拟场景的自主和固定路径漫游,采用三维动画技术对设备拆装、冷却系统和堆芯工作原理进行模拟。提出了基于参数关联的时序动画生成方法,用以实现设备的虚拟拆装;利用纹理法实现了冷却系统中的水流效果;提出了模型叠加法,用以表现反应堆内部的反应速率。利用该系统,受培训人员能够在核电站虚拟场景中直观了解核电站的构造和工作原理,从而增强了培训的效果。     

基于虚拟现实技术的变电站仿真系统

变电站作为电力系统的重要组成部分,在电力系统的运行中发挥了重要作用.为了更好地对变电站进行检修运维,必须对变电站作业人员进行有效的作业培训.提出了一种基于虚拟现实技术的变电站仿真系统,首先明确了系统的功能需求,合理划分了系统具体架构;变电站场景基于变电站实景进行开发,通过多种建模方法等效还原;基于动画技术、语音技术实现...     

基于HLA的变电站培训仿真系统开发

为提高电力运行人员的技术能力,以变电站为仿真对象,提出利用高层体系结构(High level Architecture,HLA)开发变电站培训仿真系统,介绍系统的功能实现及其特点。按照HLA的要求,详细描述建模过程、对象模型以及联邦成员的划分,设计了基于步进和事件相结合的时间推进方式,并结合具体实例,给出联邦成员的程序框架,完整地实现变电站全范围、全过程仿真,并设计增加一些新的功能,提高了系统的运行和培训效率,取得了良好的培训效果。     

沉浸式变电站故障仿真系统开发

针对现有变电站仿真培训系统存在的故障仿真不足、缺乏现场感以及考核方式简单的问题,以110 kV变电站为仿真对象,利用Unity3D完善的交互功能和HTC vive强大的硬件支持,搭建了沉浸式变电站故障仿真系统。首先用3DMAX软件建模,然后将模型导入Unity3D中,再利用SteamVR插件设定沉浸式交互场景,并将设备和故障信息存入MySQL数据库,开发了学员考核模块。该系统实现了变电站沉浸式培训和学员故障考核的功能。系统开发过程中,HTC vive硬件平台的引入为学员培训带入了沉浸感,激发了学员学习热情,提升了培训效率;考核模块的设计,完善了系统考核评价功能,为学员学习提供了评判依据。     

基于Kinect体感交互技术的电力仿真培训研究

采用有限状态机技术将电力操作规范描述为操作模板集,再利用动态时间规整算法将Kinect所获的动作信息与模板集作匹配,从而识别出培训人员的动作行为,同时使培训人员与三维场景中的虚拟人动作同步来控制虚拟人在变电站三维场景中的漫游速度,通过调整Unity可视化对象的属性来控制虚拟人操作电力设备时的碰撞效果,由此使培训人员沉浸在变电站三维场景中,加深培训效果。     

沉浸式变电站仿真培训系统的设计与实现

针对现有变电站仿真培训系统现场感缺乏和用户体验不足的缺点,提出一种沉浸式变电站仿真培训系统方案,将三维虚拟现实引擎技术、多通道视频输出技术、虚拟人驱动技术、Kinect体感交互和漫游技术引入变电站仿真培训系统,从视觉、听觉和交互方式上为变电站运行人员构建了沉浸式变电站虚拟实境。其中,多通道视频输出技术采用了通过转换计算机底层图形数据的创新方法实现;基于Kinect体感交互的虚拟人驱动技术主要针对Microsoft Kinect SDK的骨骼追踪系统无法识别人物手势动作的缺点,创新使用动态时间规整(dynamic time warping,DTW)算法弥补其不足;基于Kinect体态识别的场景漫游技术实现了虚拟人物在仿真场景中的漫游和转向控制。实际应用效果表明,该系统增强了用户体验,提高了用户使用培训系统的兴趣,可有效提升培训质量,具有很强的实用性。在研究中还对Kinect识别范围和动作识别率进行反复测试,积累了大量实验数据,为后来的研究者如何避免仿真系统设计误区提供了参考。     

特高压变电站设备构造仿真培训系统设计与应用

针对特高压变电站设备构造仿真培训系统,阐述了仿真培训系统的主要功能、架构和应用.该系统采用了三维建模技术、三维动画技术、数字多媒体技术,建立了与现场一致的特高压变电站全站场景,对1000 kV、500 kV、110 kV一次设备构造进行了详细讲解.     

基于可扩展对象库的变电站三维仿真平台

变电站三维仿真目前仍然存在建模周期长、模型难以复用等困难。文中介绍一种基于可扩展对象库建立三维仿真平台的方法。该对象库由三维模型类、动作特性类、电气特性类和数据接口类等不同类型的元素构成,变电站的各种仿真对象都能通过复用对象库中的元素完成建模。以Access数据库为桥梁,实现了三维仿真平台与培训系统的二维仿真平台交互。基于该变电站三维仿真平台,可以在对象层级通过灵活地增减设备或修改设备功能,仅做较小改动就能满足新的需求,从而大大缩短了三维建模周期。     

水电厂仿真培训系统开发及功能

从目前国内水电厂仿真培训现状出发,指出开发水电厂仿真培训系统是符合水电厂实际应用需求的。简要介绍了仿真模式、仿真模型、支撑平台和仿真软件等技术,以及仿真培训系统软件的构成,主要包括仿真支撑平台、教员管理子系统、建模工具及模型管理子系统、学员管理子系统和仿真培训系统需要实现的主要功能,并简单介绍了SFZ-3000水电厂仿真培训系统的应用情况。     

面向柔性开发模式的变电站虚拟仿真引擎

针对变电站仿真,提出了以变电站虚拟仿真引擎为核心的构件化柔性开发模式。介绍了变电站虚拟仿真引擎的概念和架构,并使用组件对象模型（COM）技术、3D建模技术,通过对开源Torque游戏引擎的改造最终实现该引擎。应用结果表明,基于该引擎开发不同的变电站虚拟仿真仅需进行虚拟场景的布局以及仿真逻辑的编程,从而大幅提高虚拟仿真系...     

变电设备状态检测培训仿真系统的实现

为提高变电检修人员的培训效率,开发了全数字变电设备状态检测培训仿真系统。介绍了系统的总体结构和功能,重点描述了基于OpenSceneGraph(OSG)和N叉空间剖分树的三维图形引擎,以及基于组件化仿真算法库的故障仿真和检测仪器仿真、基于与或树的检测过程仿真等关键技术,在此基础上介绍了系统的工程应用情况。应用表明,该系统具有高度的沉浸感和灵活性,培训效率更高,培训效果更好。     

塔架式抽油机安装培训虚拟仿真系统开发

为解决目前抽油机安装不规范和培训效率低等问题,基于虚拟现实技术开发了抽油机安装培训虚拟仿真系统.以塔架式抽油机为研究对象,首先采用3ds Max三维建模软件创建抽油机安装虚拟场景三维模型,利用Premiere视频编辑软件合成视频动画,然后利用Microsoft Visual Studio工具开发理论考试系统,最后通过Unity 3D三维引擎软件完成虚拟仿真系统开发.运行结果表明,虚拟仿真系统能够克服课堂教学枯燥乏味,同时避免了真机实操带来的安全隐患,有效规范安装操作行为,大大提高了培训效率,虚拟现实技术在设备安装培训方面中应用前景广阔.     

基于虚拟现实技术的变电站一次设备巡视仿真培训系统

对国内变电站一次设备巡视仿真进行了分析,在变电站仿真机上增加一次设备巡视仿真,使得仿真机功能趋于完善。提出并实现了虚拟现实技术在电力系统中具体应用,以及利用先进的培训手段以提高培训效果。     

基于CIM模型的变电站三维可视化交互技术应用

研究三维可视化交互技术在智能变电站的应用,解决变电站传统信息平台通过文字、图表等二维形式展示设备信息不直观及交互困难等问题。利用基于CIM模型的信息交互技术,通过改进特征的实时细节层次模型生成算法与碰撞检测加速算法,实现实景三维建模和虚拟场景控制及变电站内设备台帐的展示。设备试验、缺陷、实时工况、在线监测等综合信息的三维仿真及数据交互,可及时为异常设备发出定位及告警信息,为监盘、巡检等提供可视化模拟环境,提高运行人员查找、分析设备故障的效率。500 k V玉林变电站三维仿真应用实例表明,基于CIM的变电站三维可视化信息交互技术具有很好的应用效果。     

OSG技术在变电站仿真中的应用

基于OSG1.0开发库,利用3DMax建模工具构建模型场景,VC 和OSG编程来实现场景的显示、场景的漫游、碰撞检测和设备的状态变化,构筑一个三维、动态、实时、可交互的数据平台,展现包含各种数据的动态的实体效果.用户可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响,从而产生亲临现场的感受和体验.最终该系统满足了变电站仿真培训的要求.     

变电站三维交互场景仿真关键技术研究

应用三维图形技术为变电站仿真系统构造虚拟环境能大大提高变电站场景的真实感,为变电站培训仿真工作带来技术飞跃.文章研究了基于三维图形技术的变电站交互场景仿真的关键技术,给出了基于电气连接特性构造虚拟场景树型层次组织的方法,即"以母线为纬、以单元为经、以断路器为基准,按电气接线顺序排列";提出了基于特征的实时层次细节模型生成方法和基于虚拟漫游上下文情景的碰撞检测加速算法,并已成功应用于变电站虚拟现实仿真系统中.     

一种基于VR技术的变电站火灾安全培训系统

针对目前变电站在安全培训方面存在的手段单一、直观性差、针对性弱的问题,利用虚拟现实( virtual reality,VR )技术,以真实变电站工作现场为原型,开展基于3D Max的变电站虚拟实景建模,使用 C++语言编程,设计了一种基于 VR技术的变电站火灾安全培训系统,开发火灾、高空坠落、 违章作业等模拟关卡,使培训人员能够亲自体验常规情况下无法感受的真实作业现场。通过试验数据对比分析,结果表明95%的培训人员采用VR技术可以有效提高施工人员的安全意识、火灾处置能力和现场熟悉程度,培训效果提升明显。     

智能变电站二次系统综合仿真培训平台设计和研制

针对智能变电站二次系统各专业培训的新需求,设计并研制了面向变电站二次系统多专业的智能变电站二次系统综合仿真培训平台。采用数字仿真和物理仿真相结合的混合仿真模式,并通过将数字仿真平台上产生的录波文件在物理仿真平台中进行数字化回放,实现了2套不同形式的仿真培训模式的有机结合。提出一种基于通用平台的继电保护数字仿真技术,构建了智能变电站数字化实时仿真培训环境。基于多态技术,在实时态和培训态环境下同时实现了智能变电站变电运行操作和二次检修维护操作的仿真培训。基于SCD智能装置输出数据集的分层次的图形化二次虚回路设计和虚端子连接及比较技术,实现了智能变电站二次虚回路和虚端子连接的可视化的设计培训。满足智能变电站设计专业的培训需求。