CN104318483A - 一种虚拟电力应急抢修预案演练系统 - Google Patents

Abstract

一种虚拟电力应急抢修预案演练系统，包括三维模型库构件、模型组建构件、知识规则库构件、推理机构件、脚本驱动构件、预案库构件、试题库构件、评分系统构件。三维模型库构件是模型组建构件和知识规则库构件的基础，推理机构件需要根据知识规则库构件、预案库构件和进行推理，相应的控制执行需要脚本驱动构件来完成，评分系统也要根据预案库中的预案流程和试题库中的试题进行评分，试题库构件中的试题与预案库中构件中的预案也存在着对应关系。本发明以三维模型、推理机、预案库、脚本驱动为基础，结合其他构件，简单、快速建立电力系统应急抢修的各种预案演练项目，达到了培训目的，节省了大量的人力物力。

Description

一种虚拟电力应急抢修预案演练系统

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，主要是涉及一种虚拟电力应急抢修预案演练系统。

背景技术

电网会因为各种原因造成停电，故障和事故时有发生，针对这种情况制定了应对各种重大事故的应急预案。但是各种应急预案内容繁杂，况且重大事故都是发生几率很小，相应的处置方法练习机会更少，想牢固掌握非常困难。一旦发生损失重大，就需要快速正确的处理，这对于抢修人员是一个难题。如何学习和掌握应急预案，做到常备不懈，临危不乱，就是我们要解决的问题。 

传统的学习方式主要是以书面学习为主，通过会议或学习班学习文件，用试卷考试检查学习效果，形式刻板枯燥，缺乏吸引力。实际演练的花费很高，能够演练的内容也有限。

虚拟现实技术也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，可以任意观察三度空间内的事物。虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维技术，立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。近年来虚拟现实技术高速发展，应用在景物仿真、城市规划、地理信息、机械制造、军事模拟、教育培训等方方面面。

推理机是专家系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，主要包括推理和控制两个方面。主要由执行器、调度器和一致性协调器等组成。调度器依据控制策略（用知识和算法描述）和黑板记录的信息从议程中选择一个动作供系统下一步执行。执行器应用知识库中的知识和黑板记录的信息，执行调度器选定的动作。一致性协调器的主要作用是当得到新数据或新假设时，对已得到的相关结果进行似然修正，以保证结果的前后一致性。

将虚拟现实技术应用在电力应急抢修的培训是一个必然趋势。人们也进行了很多这方面的探索，通常把事故的处理过程录制下来，然后通过三维技术制作整个过程，让学习人员在更加真实的三维场景内接受培训。但是电力事故的多种多样，想要达到培训目的，需要大量的工作，而且这种固定的处理流程不能满足变化的需要，新的预案需要重新制作，从而浪费大量的人力物力。

发明内容

本发明主要是针对以上问题提出的一种虚拟电力应急抢修预案演练系统，以三维模型、推理机、预案库、脚本驱动为基础，结合其他构件，简单、快速建立电力系统应急抢修的各种预案演练项目。

为实现上述目的，本发明提供一种虚拟电力应急抢修预案演练系统，其特征在于包括以下构件：

三维模型库构件，其中包括模拟现实建筑、街道三维场景、各类人员、装置、设备、线路、工具整体及拆分三维模型，还包括装置、设备和线路的故障状态模型，所有这些三维模型都是根据现实世界中的电力系统通过三维技术建立的；

模型组建构件，将建立好的三维模型根据现实情况搭建模拟真实世界的三维场景，或者根据训练需要建立虚拟的三维场景；

知识规则库构件，用于存放设备、装置及线路连接后，根据真实的规则模拟现实电力系统的运行状态，根据电力系统的特点，各种电力设备会显示出其特性，同时根据设备的连接情况，当操作某些设备和装置的时候，连接此设备的设备和装置会出现相应的反应，同时规则库也包含故障、事故发生后，相应的装置、设备和线路出现的状态，主要为了是模拟事故发生后的情况；

推理机构件，用于根据事件的推进、装置、设备和线路所产生的状态改变的推演，当学习人员扮演虚拟人物在三维场景中进行操作的时候，系统根据知识规则和人员行动、操作推理出状态变化情况，使得事件得以触发，推动进程的执行；

脚本驱动构件，用程序实现每一个具体步骤的执行情况，将所有的步骤编辑存储，实现各种操作、人物动作、设备和装置的变化；

预案库构件，根据预案的类型分类存储各种应急预案资料，每一个预案都是根据事故的处理流程由一系列的操作和步骤所构成的，都需要按照正确的顺序进行存储；

试题库构件，用于存储需要考核的内容，根据情况为各类人员设计试题，存储题目、选项及答案；

所述的评分系统构件，用于根据操作和答题情况进行评分。演练系统主要用于相关人员的培训，为了考核人员对预案的掌握情况，需要对演练人员的行动、操作和答题情况进行评分。

三维模型库构件是模型组建构件和知识规则库构件的基础，推理机构件需要根据知识规则库构件、预案库构件和进行推理，相应的控制执行需要脚本驱动构件来完成，评分系统也要根据预案库中的预案流程和试题库中的试题进行评分，试题库构件中的试题与预案库中构件中的预案也存在着对应关系。 

本发明以三维模型、推理机、预案库、脚本驱动为基础，结合其他构件，简单、快速建立电力系统应急抢修的各种预案演练项目，达到了培训目的，节省了大量的人力物力。

附图说明

图1为构件关系图。

具体实施方式

本发明是针对电力应急抢修设计的一种虚拟预案演练系统的构建方法。下面对本发明的实施方式和步骤进行说明：

1、根据需要开发系统，由于涉及到三维技术，主要采用C/S模式。服务器端主要实现演练预案的选择、流程的推演、评分的汇总，客户端主要实现人员的登陆、三维场景的显示、变换、人员操作、推理、通讯、信息传递等功能。

2、建立三维模型库：包括现实建筑、街道、各类人员、装置、设备、线路、工具整体及拆分三维模型，还包括装置、设备和线路的故障状态模型。

3、通过模型组建构件，搭建模拟真实世界的三维场景或者根据训练需要建立虚拟的三维场景。组建的三维场景可以是一体的，也可以分成多个场景。

4、建立知识规则库，根据现实世界的规则填写基本规则，根据电力系统特性填写设备、线路特性规则，根据事故和设备、线路故障填写故障规则，包括设备、线路的连带影响规则，根据人员动作、操作填写操作规则。

5、编写脚本驱动构件，脚本驱动是人员动作、操作，事件产生、状态转变的程序实现，还包括视角变换、声音播放、进程推动的程序实现。

6、建立预案库，根据事故的种类，分类建立预案表，预案的过程步骤可以以记录方式存储。预案是演练的基础内容之一，也是推理和评分的基础。

7、建立推理机构件，推理机的逻辑推理是根据知识规则和预案步骤进行推理的，并通过人员行动、操作触发事件的产生、变化。其中的推理一些是根据确定的数据进行判断，也有一些由于不确定性要进行模糊推理。

8、建立试题库，根据每个预案所涉及的步骤和人员，设置相应的题目，给出选项和答案，要与预案进行匹配。

9、建立评分系统，根据步骤、人员和题目设置分数，根据操作和答题情况计算分数。

10、根据具体情况增加功能，如：协同演练、步骤信息、文字信息、声音提醒、即时通讯，演练观摩、分析评估等功能。

11、系统开发后，可以在一台计算机上安装服务端，另外一些机器上安装客户端。先开启服务端，学习人员通过客户端登陆到服务端。选择预案进行演练，结束后进行评分、分析。

Claims (1)

1.一种虚拟电力应急抢修预案演练系统，其特征在于包括以下构件：

三维模型库构件，其中包括模拟现实建筑、街道三维场景、各类人员、装置、设备、线路、工具整体及拆分三维模型，还包括装置、设备和线路的故障状态模型，所有这些三维模型都是根据现实世界中的电力系统通过三维技术建立的；

模型组建构件，将建立好的三维模型根据现实情况搭建模拟真实世界的三维场景，或者根据训练需要建立虚拟的三维场景；

知识规则库构件，用于存放设备、装置及线路连接后，根据真实的规则模拟现实电力系统的运行状态，根据电力系统的特点，各种电力设备会显示出其特性，同时根据设备的连接情况，当操作某些设备和装置的时候，连接此设备的设备和装置会出现相应的反应，同时规则库也包含故障、事故发生后，相应的装置、设备和线路出现的状态，主要为了是模拟事故发生后的情况；

推理机构件，用于根据事件的推进、装置、设备和线路所产生的状态改变的推演，当学习人员扮演虚拟人物在三维场景中进行操作的时候，系统根据知识规则和人员行动、操作推理出状态变化情况，使得事件得以触发，推动进程的执行；

脚本驱动构件，用程序实现每一个具体步骤的执行情况，将所有的步骤编辑存储，实现各种操作、人物动作、设备和装置的变化；

预案库构件，根据预案的类型分类存储各种应急预案资料，每一个预案都是根据事故的处理流程由一系列的操作和步骤所构成的，都需要按照正确的顺序进行存储；

试题库构件，用于存储需要考核的内容，根据情况为各类人员设计试题，存储题目、选项及答案；

所述的评分系统构件，用于根据操作和答题情况进行评分，演练系统主要用于相关人员的培训，为了考核人员对预案的掌握情况，需要对演练人员的行动、操作和答题情况进行评分；

三维模型库构件是模型组建构件和知识规则库构件的基础，推理机构件需要根据知识规则库构件、预案库构件和进行推理，相应的控制执行需要脚本驱动构件来完成，评分系统也要根据预案库中的预案流程和试题库中的试题进行评分。