基于维护检修的电力线路仿真培训系统的设计与开发

新疆生产建设兵团兴新职业技术学院　毛新红



基于维护检修的电力线路仿真培训系统的设计与开发

新疆生产建设兵团兴新职业技术学院毛新红

【摘要】随着人们对物质生活的需求增多，对电力的使用也愈发普及，电力线路的维修成为国家电力部门最为重视的部分。文章是针对电力线路的检修和维护所进行的仿真培训系统的设计与研究，从其基本释义着手，深入研究仿真培训系统的应用对电力线路的检修和维护带来的便利，期待通过对该系统的认识，能为国家电力的检修做出贡献，使人们都能顺利的运用电力。

【关键词】维护检修；电力线路；仿真培训系统；设计与开发；应用

0　前言

随着人们用电量的增加，安全用电问题也逐渐被重点关注。电力线路的可靠性保证是国家电力部门为广大用户提供电力的安全保障。为了更好的保障电力线路的安全性能，电力部分需要不断的对电力线路进行检查和维护，保证线路的稳定性。在电力线路的维修当中常遇的问题是电路的老化、线路遭遇高空坠落的打击，该类问题会造成用电安全隐患，要求维护检修的电力工人对此作出系统的盘查并加以维护。

1　仿真培训系统释义

电力仿真培训系统是计算机技术时代的产物，依据着电力系统与电子计算机技术的结合从而形成对电力工人进行的培训和教学系统。该系统主要是针对电力工作人员的各个方面的培训，并依据计算机技术所设计的三维立体画面，帮助受训的电力工人给予其最真实的画面感，为其增加了虚拟实践的精力。该仿真系统的设置主要从画面的动态感觉与操作界面的仿真两方面着手，为电力工人的培训增加了现场的感觉和培训效果[1]。

电力仿真培训系统主要是由国外的专家学者研发的，早在上个世纪60年代，国外的学者为了更好的使国家电力维护工作得到完善，开发了该培训系统，以此来帮助电力部门培训员工。最初的电力仿真培训系统只能简单的对电站进行控制和培训，到后期人们开发了对核电站的仿真仪，并将之应用到电站当中，根据该系统与仿真仪的结合从而形成了最终的电力仿真培训系统。我国对于电力仿真培训系统的研发经历了40年度，经过了专家学者的无数次实验，在1990年终于研制出来东北电网的仿真系统。随着时代的发展，科学技术也在不断的革新当中，人们对于电力仿真系统的研发还在继续，仿真培训系统也将追随着社会发展的脚步不断的前进[2]。

2　电力线路检修仿真培训系统的相关技术

电力线路的检修仿真培训系统是与电子计算机技术相结合而产生的，其中包含了众多的技术。整个仿真系统当中最为重要的技术就是与虚拟现实技术的结合，使得仿真培训系统能够针对室内的设计、工业以及医学等多方面都能有效的培训。而虚拟现实技术的特点是能通过其开放性且针对性强的特点，帮助部门组织有目标的培训工作人员，并且虚拟现实技术还能对所需要检修的位置进行仿真模拟，通过针对性的实践能使工人在面对现实工作时不怯场。虚拟现实技术还能保证缺乏经验的检修工人的安全性，及时在培训过程当中操作失误，依然不会有生命危险，也能通过强烈的画面感为培训工人提醒[3]。

要想实现画面的虚拟现实感自然少不了三维技术的支撑。三维技术是虚拟现实技术的基础性技术，正是通过对三维技术的应用，虚拟现实技术才能实现对培训工人的三维场景。技术研发人员在建设电力线路检修仿真培训系统时，将现实当中的各个电力设备以及线路场景利用三维技术设计到培训系统当中，参加培训的工人通过对虚拟工人的操控对电力线路实施检修和维护，通过虚拟场景的实践，不仅能培养工人的应变能力，也能训练其对检修设备的熟练程度。

除了三维技术以外，电力线路检修维护仿真培训系统还包含了交互技术，就是通过受训工人对虚拟场景的操作，能使整个三维虚拟场景发生变化，并有针对性的帮助受训员工掌握在电力线路维护检修工作当中的操作流程，进而为受训工人提供合理的针对不同程度的线路检修维护的方案，使受训工人对该类科学解决措施进行预演，使其在真正的工作当中能更好的处理线路维护检修问题[4]。

3　电力线路检修仿真培训系统的设计与开发

针对电力线路维护检修仿真培训系统的设计首先要对其功能框架有所了解。设计者在设计该系统时要对其设置成不同功能的服务器端，使之能针对不同的情景为受训工人提供不同的服务。在对其服务端功能设置时，要为系统设计培训的项目以及受训人员可以支配和操作的虚拟人物[5]。除了这些项目的设定还要设计一个驱动训练的程序，使该程序能驱动受训人员进行虚拟训练。该终端设计人员还在其中加入了对受训人员操作的评分，通过对各个环节操作的评分使受训的工人清楚知道哪个环节的操作还需要改进，哪个环节的操作已经训练的很好不需要再花费时间训练。在客户端的设计当中，设计者加入了九个大致的功能。首先是登陆终端，帮助受训人员登陆到培训界面，并使其能选择、适合自己受训项目的角色进而参加到训练当中。还要设置角色扮演功能，为受训的工作人员提供不同岗位的训练，使受训人员既能自己接触训练任务，也可以从旁协助，观察别人是怎样操作的。设计者还在系统当中加入了多人协作的模块，使受训工人不仅能自己独立完成对电力线路的检修维护训练，也可以与多个同事相互配合，进而完成训练任务。在对缺乏实践经验的受训人员培训时，设计者加入了脚本训练模块，脚本模块当中的训练步骤都是经过科学合理的分析所形成的检修预案，受训者根据脚本流程进行训练，从而积累更多的虚拟实践经验。在进行虚拟实践培训的过程中，设计者还加入了文字答题、时间控制、即时通讯以及使

用工具等模块。通过该类辅助模块的配合，为受训人员提供训练的过程，帮助其针对自身的弱势更好的训练[6]。

在对电力线路维护检修仿真培训系统的开发方面，某个电力公司已经完成了对该系统的安装和实践，并对该系统进行了最新的开发。该公司依据系统所需要的技术选定了三维物体以及虚拟人物，并由技术人员利用三维技术帮助受训员工搭建了具有真实画面感的三维立体场景，还在角色设定上设置了工人以及管理人员等多个角色，最后依据各个服务终端将整个系统建立起来，完成了对该系统的建设。该公司通过技术人员对电力线路检修维护仿真培训系统的了解，再借鉴国内外的先进技术，对该系统进行了积极的开发与研究，从而形成了完整的培训系统，为电力部门员工的培训提供了重要的学习训练平台。

4　仿真培训系统在电力线路检修维护应用的意义

仿真培训系统的建立为电力线路检修维护工作提供非常大的便利条件，也推动了电力线路检修维护工作的进步。从安全性能上考虑，仿真培训系统的建立为受训的工人提供了安全的培训空间，使其在不了解电力线路的情况下，接触的是虚拟的场景，可以大胆的对线路进行检修和维护，不用担心线路漏电所造成的安全事故发生。从技术层面上讲，仿真培训系统的建立帮助电力线路的工人训练了检修技术，使之在针对电力线路坏损的各个情景都能及时的想出解决的方案，并及时的检修线路[7]。从工作效率上考虑，电力线路检修维护工人通过仿真培训系统的培训，已经对检修工作进行了多次的虚拟操作，在现实当中工作时，更加熟悉对检修工具的使用，从而很大程度的提高了工作效率。

5　结论

从总体上来说，电力线路检修维护仿真培训系统的设计与研发很大程度的帮助了国家电力部门的培训工作，使其能更好的保证电力线路的安全性能和可靠性，也从侧面保障了电力线路检修工人的生命安全。人民大众需要顺利的使用电力，电力部门也需要更好的为人们的日常生活服务。仿真培训系统的建立实现了电力技术的有效性，其开发以及设计不仅具有广泛的应用前景，对国家电力来说也具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]张锐,胡毅.高压输电线路防污闪仿真培训系统的设计和实现[J].电气技术,2012,01(01):25-29.

[2]马骁旭,江全才,魏飞翔,等.输电线路运检三维仿真培训系统的设计与开发探讨[J].中国电力教育,2013,05(11):141-142.

[3]陈雅萍.基于虚拟现实技术的输配电仿真培训系统的教学[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2015,06(03):229-230.

[4]杨中亚,赵勇,刘娟鹏,等.基于虚拟现实的输电线路巡视仿真培训系统设计与实现[J].电子测量技术,2015,09(04):92-97.

[5]罗俊豪.基于VR技术的电缆故障检测仿真培训系统研究与实现[J].电气应用,2013,03(S2):586-591.

[6]张文金.HXD3型电力机车电气线路多媒体仿真培训系统开发与应用[J].兰州文理学院学报(自然科学版),2014,07(03):70-73.

[7]陈建明,曹文思,邱道尹.应用无线传感网络的分布式电力系统接地状态监测[J].高电压技术,2011,08(09):2266-2271.