基于虚拟现实技术的智能变电站运维培训系统的实现与应用北大核心

为解决智能变电站传统运维培训效率低、体验性弱和交互性差等问题,设计实现了基于虚拟现实的变电站运维培训系统。首先,利用虚拟显示技术构建了变电站的三维运行场景,并对其进行贴图处理以减少内存、提高模型真实度;充分考虑变电站可能出现的电力故障及应对处理手段,设计了标准化、功能化的虚拟现实互动功能设备模块库,以提高三维变电站的建模效率;其次利用人机交互引擎和虚拟现实设备完成了虚拟变电站整体运维培训系统的构建;最后,设备操作、设备定检和故障分析等均可在逼真的虚拟场景中模拟操作。现场培训结果表明,培训过程生动形象、交互性强,可规避各种作业环境中存在的危险和不规范操作带来的后果,弥补传统作业不足的同时也大幅提高了学员的培训效果。     

沉浸式变电站设备监控培训仿真系统关键技术研究

在已建三维变电站监控培训系统基础上,基于沉浸式虚拟现实技术设计了基于VR技术的变电站设备监控仿真系统,重点介绍了所采用的三维场景引擎转换技术和设备监控案例流程仿真技术。实践证明,该系统通过沉浸式视觉体验和自然操作交互方式实现了高效的变电站设备监控仿真,使学员在逼真的虚拟培训环境中深刻体验变电站现场操作流程,提高培训效果。     

基于虚拟现实头盔的沉浸式变电站仿真培训系统设计与实现

针对传统变电站安全教育培训工作存在交互欠缺和体验性弱的问题,基于虚拟现实技术设计一种沉浸式变电站仿真培训系统方案,详细介绍系统的软硬件设计,重点介绍采用的沉浸式立体显示、自然人机交互和变电站多人协同操作等技术。现场应用证明,该系统以逼真的三维场景和高度的沉浸感使培训人员完全沉浸于变电站一、二次设备虚拟场景,使培训方式更加生动形象,从而提高培训的效果。     

基于增强现实技术的智能变电站设备运维仿真

为解决智能变电站运维培训效果不佳等问题,本文介绍并实现了一种基于增强现实技术的运行维护仿真系统。首先,比较了增强现实技术与虚拟现实技术的差异,并提出了基于增强现实技术在运维仿真系统中的设计架构。随后,通过数据预处理、分层模式识别以及图像形状检索等方式建立变电站内各设备场景的3D模型库;进一步介绍了三维注册跟踪技术、虚实融合技术以及人机交互等关键技术在智能变电站中的实现。最后,设计并实现了智能变电站的运维仿真平台。实际示例表明,基于增强现实技术并辅以虚拟现实场景来模拟智能变电站的操作、维护和检修,从视觉、触觉等方面为变电站运行维护人员构建了更加逼真的沉浸式虚拟训练环境、体感系统和互动模式,使仿真效果更加真实有效,且操作实用性更强。     

220kV变电站三维仿真系统的应用

介绍220kV变电站三维仿真系统的应用,借助虚拟现实(VR)技术和仿真技术,对变电站虚拟场景及设备进行3D建模,模拟设备操作,结合变电站操作票系统、生产系统,构建可供各级人员使用的变电站三维系统。     

基于CAVE的配电仿真培训系统的实现

针对传统配电仿真培训时场景沉浸感差、操作体验不理想的不足,设计了一种基于CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)的配电仿真培训系统。系统采用虚拟建模技术构建仿真的配电三维虚拟场景,并通过高分辨率的三维立体显示方式输出,同时使用虚拟现实互动设备,实现学员与虚拟场景的交互。现场测试结果表明,系统能够使学员产生身临其境的沉浸感受和现场真实操作的体验。     

基于虚拟现实技术的风电仿真培训系统

目前风电场工作人员的培训仍存在培训内容单一、培训形式单调等问题,为了提高培训效率和质量,研究开发了基于虚拟现实技术的风电仿真培训系统。该系统采用三维建模、摄像机分层距离剔除等技术搭建了风电虚拟场景;通过虚拟现实技术实现了风电设备的虚拟拆装;采用三维交互技术实现了虚拟场景漫游及图片大小的控制。最后对系统功能进行了简要的介绍。利用该培训系统,受培训人员能在虚拟场景中直观地了解风电设备的构造和工作原理,有助于增强培训效果,同时能大大缩短企业的培训周期,有效节约公司培训成本。     

变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统开发与应用

通过搭建变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统,以典型变电站开关设备为原型,利用虚拟现实技术对作业场景、检修流程和安全要点进行模拟仿真,实现设备巡检、结构拆装、操作考核等培训功能。实际应用效果表明,该系统可有效提升运检人员的实操技能水平。     

变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统开发与应用

:通过搭建变电站开关设备检修虚拟仿真培训系统,以典型变电站开关设备为原型,利用虚拟现实技术对作业场景、检修流程和安全要点进行模拟仿真,实现设备巡检、结构拆装、操作考核等培训功能.实际应用效果表明,该系统可有效提升运检人员的实操技能水平。     

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。     

虚拟现实电力培训系统场景渲染方法改进与实现

结合虚拟现实技术、三维建模技术、计算机仿真技术的电力培训仿真系统以其高交互性、高沉浸感、低成本、安全高效的优势在电力培训领域得到了广泛的应用。从视觉和行为交互上为学员构建一个接近现实的作业环境是虚拟现实电力培训系统的最根本特征,但是电力作业培训高频率的人机交互操作会导致高质量的作业环境模型产生渲染困难,影响培训效果。为提升系统运行流畅性和实时性,提出了一种改进的四叉树场景渲染方法,利用迭代构造方法改进了传统递归遍历四叉树的过程。实际应用效果表明采用改进的场景渲染方法会使得培训系统渲染流畅,三维效果逼真,增强了系统的实时性和学员的使用体验,提升了培训效果。     

变电站二次回路仿真实训系统建设与应用

基于虚拟现实技术变电站二次回路仿真实训系统可模拟电气设备和二次回路各种正常、异常现象及相互之间的影响,为技能实训提供一个完整的虚拟变电站工作场景,是传统真实设备培训的有效补充,提高了培训效率,对于保障电网安全稳定运行具有重要的意义。     

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.     

基于VR技术的变电站设备监控仿真系统设计与实现

传统变电站设备监控工作存在交互欠缺和体验性弱的问题,本文基于沉浸式虚拟现实技术设计了一种基于VR技术的变电站设备监控仿真系统。介绍了系统的软硬件设计,以及关键技术的实现。实践证明,该系统通过沉浸式视觉体验和自然操作交互方式实现了高效的变电站设备监控仿真,使学员在逼真的虚拟培训环境中,深刻体验违反变电站现场操作流程的效果,提高了培训效果。     

基于行为仿真的变电站仿真系统

为了降低变电站培训成本与提高培训的真实感,对变电站中人的行为进行了研究与仿真,结合虚拟现实技术、虚拟人行为仿真技术设计并实现了一套变电站仿真系统。利用三维建模技术构建了变电站中的主要虚拟人模型和主要的场景模型;利用行为建模技术为变电站中的虚拟人建立了行为动画;利用开源场景图形库(OSG)平台与骨骼动画引擎(Cal3D)平台实现了变电站的漫游仿真与虚拟人行为控制仿真,提出并实现了基于属性与碰撞检测的虚拟人行为生成算法,设计并实现了一套辅助子系统用于辅助用户完成变电站中的仿真与设备查询。实验结果显示,设计实现的仿真系统仿真效果较好,具有一定的实用性和现实意义。     

智能变电站培训仿真系统的研究与开发

为有效提升智能变电站运行人员的培训质效,研究和开发了智能变电站培训仿真系统。将真实监控系统引入变电站仿真培训系统,开发基于SCD文件解析的网络通信仿真模块,采用定值与逻辑结合的方法仿真二次设备,利用三维虚拟场景模拟设备外观、主设备内部结构和原理,可实现智能变电站设备巡检、设备操作、异常及事故处理等培训。     

探讨基于虚拟现实技术的变电站三维仿真技术

为了提高变电站仿真培训的水平,采用虚拟现实建模语言(VRML)建立了三维虚拟电气设备及虚拟变电站,并且通过VRML的Script节点调用Java程序实现了交互功能。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,同时,将电力系统仿真软件与虚拟变电站结合起来模拟变电站的各种运行状态,为变电站仿真培训工作带来了技术飞跃。     

变电站仿真培训系统三维实操教案设计与实现

为提高当前变电站运维操作技能培训与考核的规范性和易用性,设计并开发了变电站仿真培训系统的三维实操教案功能。该功能基于变电站三维仿真培训平台开发,以变电站运维的典型操作和作业指导书为依据,提供包含案例生成、管理和运行的实操教案管理,可依据变电站实际运维操作规范生成教案,提高实操教案的规范性和可维护性,可基于案例给予学习引导,提高实操培训与考核的易用性。对本系统与现有的几种实操培训方式进行比较性论述,无论在教案维护方便性、教案规范性、教案定制能力和实际培训效果上,都有明显优势。     

海底电缆敷设三维交互式仿真培训平台设计与实现

针对海底电缆敷设施工业务培训的迫切需求,提出了一种海底电缆敷设三维交互式仿真培训系统方案,充分利用Unity3D引擎优势,搭建了海缆敷设三维动态仿真平台,建立了海缆敷设仿真培训所需的工具模型库、人物模型库及三维场景库,实现了仿真教学、操作训练与考核评价等培训功能。基于HTC虚拟现实设备,开发实现了设备仿真操作、漫游行走等人机交互功能,增强了用户体验。应用结果表明,该系统不仅能规范海底电缆敷设施工流程,还有效指导海缆敷设施工现场标准化作业,为海缆线路管理及运维人员全维度掌握海底电缆运维技术提供理论与作业培训平台。     

电力安全规程仿真系统技术研究与应用

因非技术技能因素引发的电力安全事故越来越受到电力相关企业的高度重视,如何更好地提高工作人员的安全意识,是安全培训的重要课题。电力安全工作规程是电力系统安全工作的经验总结,对预防和避免电力事故至关重要。应用计算机虚拟现实、三维建模、渲染优化、区域检测、网络数据同步等关键技术开发了电力安全工作规程仿真系统,设计了与变电站现场环境相一致、生动逼真的作业虚拟三维场景。经系统应用,提高了作业人员安全生产意识,为电力作业安全培训提供了良好的技术手段。