CN107610552A - 一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统 - Google Patents

Abstract

一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统，采用仿真编程技术实现电气图纸的动态绘制，并在支持交互式仿真操作的场景中显示，系统用于电气图纸动作原理演示。该系统支持用户通过触摸屏或鼠标点击操作仿真电气元件，并改变所述元件的状态；同时也可通过触摸屏或鼠标点击触发预设故障信息，改变相关仿真元件状态；系统中其他仿真电气元件会根据上述改变自动判定自身状态并做出对应变化，从而实现整张图纸的动态变化。该系统还配有关联元件快速查找、元件的动作条件查找、典型故障案例互动分析以及现场实景展示等功能，是一套自主性高、互动性强的电气图纸原理动态演示系统。

Description

一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统

技术领域

本发明属于电气图纸原理培训技术，尤其涉及可交互式仿真操作的动态图纸演示系统技术。

背景技术

电气图纸是用来指导电力系统工作人员现场工作的重要技术文件，是变电站运行、保护人员的核心技能，电气图纸识图技能水平直接影响变电站设备故障判断、处理速度，关系电网的安全稳定运行。因此，变电站二次原理培训是运行、保护班组的年度重点培训任务之一，是判定运行、保护人员业务技能水平的依据。

然而，当前变电站二次原理培训手段普遍停留在理论授课讲解的阶段，采用阅读传统纸质图纸培训的方式，学员被动接收，存在理论与实际结合性差、文字描述生涩抽象、阅图效率低、不直观等缺点，培训效果全靠学员想象力。而且，目前采用的数字化保护装置，采用逻辑框图的形式描述保护动作原理，更加抽象，不易理解。导致变电站电气图纸识图能力培训工作耗时长、效果差、提升慢等问题，电气原理图纸识图能力的培训学习已成为新、老员工技能提升的壁垒。

因此，开发可交互式仿真操作的动态图纸演示系统十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种支持用户通过触摸屏或鼠标点击操作电气图纸元件，并实现交互式响应的动态图纸演示系统，该系统能适应电力行业的发展，满足班组员工的培训需要，提供一套电气图纸动作原理可视化、互动性强、自由度高、携带方便的电气图纸原理动态演示工具。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统。

一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统，本发明特征在于，采用仿真编程技术开发实现，该系统包括动态图纸演示子系统、交互式仿真操作子系统、典型案例互动分析子系统，其中：

(1.)动态图纸演示子系统用于建立电气图纸仿真元件模型，仿真元件综合管理，绘制动态演示图纸；1)所述建立电气图纸仿真元件模型，采用仿真编程技术，构建电气图纸仿真元件模型，所述仿真元件模型包括仿真元件图像、仿真元件参数及仿真元件操作方法；所述仿真元件图像是一套模型数据库，用于存储预先设计完成的模型素材，每类仿真元件具有多种颜色的模型，根据所述仿真元件参数自动匹配；所述仿真元件操作方法，包括修改所述仿真元件参数的方法、显示或清除仿真元件图像的方法；2)所述仿真元件综合管理，搜集当前创建的所有仿真元件，整理各仿真元件的功能及方法，据此实现状态相互影响的关联元件状态同步、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件查阅、预设故障响应、操作提示引导的响应；3)所述绘制动态演示图纸，包括图纸新建时的首次绘制，元件状态变更后的图纸刷新；

(2.)交互式仿真操作子系统用于支持用户通过触摸屏或鼠标操作电气图纸仿真元件及其他系统功能，以实现元件功能描述查阅、元件现场实物图查阅、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件查阅、元件状态改变、预设故障触发及操作提示引导功能；

(3.)典型案例互动分析子系统用于综合展示动态图纸在实际工作中的应用实例，通过操作提示引导用户逐步操作每个环节受影响的仿真元件，再将用户操作结果与预设的故障案例动作过程进行比对，比对结果正确则进入下一环节，错误则进行提示，实现电气图纸动作原理互动分析。

本发明的有益效果是，通过可交互式仿真操作的动态图纸演示系统，构造了一种全新的电气图纸动作原理演示工具，通过动态图纸演示系统将传统静态的电气原理图纸转化成可视化的动态图形，并为每个仿真元件添加了元件功能描述查阅、元件现场实物图查阅、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件查阅等功能，消除了传统图纸培训时需要查阅文字说明、人工查找关联元件、现场实物核实等耗时环节，提高读图的精益化水平。同时，系统还具有自由度极高的交互式仿真操作功能，用户可以根据需要点击改变每个元件的状态，可以测试不同条件的下的动作效果，且自由度极高。典型案例互动分析功能更是提供了一种创新的互动教学功能，将动态电气图纸演示与典型案例分析相结合，验证了动态图纸演示系统的实用性。

本发明是对传统电气图纸原理培训手段的革新，提供了一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统，该系统是一套精益化水平高的培训工具，可视化演示效果更好，更容易被用户接受。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定；在附图中：

图1为本发明的组成结构图；

图2为本发明的动态图纸演示子系统的实现方法流程图；

图3为本发明的交互式仿真操作子系统的实现方法流程图；

图4为本发明的典型案例互动分析子系统的实现方法流程图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明及上述动态图纸演示子系统的实现方法、交互式仿真操作子系统的实现方法、典型案例互动分析子系统的实现方法，下面结合说明书附图进行详细描述。

【实施例1】

请参阅图1，上述一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统包括动态图纸演示子系统、交互式仿真操作子系统、典型案例互动分析子系统。

动态图纸演示子系统作为基础功能模块，本质是对电气图纸元件进行仿真建模，并为模型关联图像、赋予模型参数信息及操作响应方法，使用户可以通过鼠标或触摸屏改变仿真元件的参数，并实时刷新参数对应的仿真元件图像，实现图纸的动态演示，将传统静态的电气图纸改造成动态的电气图纸，以提高图纸的表现力。其核心功能为电气图纸元件仿真建模、搜集并管理创建的仿真元件对象及绘制动态演示图纸。

交互式仿真操作子系统本质是在动态图纸演示子系统基础上增加支持用户通过触摸屏或鼠标操作的功能，操作对象主要为电气图纸仿真元件及其他系统功能，目的是实现元件功能描述快速查阅、元件现场实物图快速查阅、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件快速查阅、元件状态改变、预设故障触发及操作提示引导功能，使动态图纸更加灵活、实用。

典型案例互动分析子系统是对动态图纸演示子系统及交互式仿真操作子系统的综合应用，其本质是将图纸刷新方式由自动刷新改为触发式刷新，更便于用户观察、理解；并使用交互式仿真操作子系统的操作提示引导功能，引导用户点击每个阶段受影响的仿真元件，再将用户操作结果与预设的故障案例动作过程进行比对，比对结果正确则触发下一环节，错误则进行提示，实现电气图纸动作原理互动分析。其核心功能为典型案例库管理及互动操作流程控制。

【实施例2】

请参阅图2，上述动态图纸演示子系统用于构建与现场传统图纸一致的动态图纸，其实现方法包括如下步骤。

步骤S01，采用仿真编程技术，构建电气图纸仿真元件模型，所述仿真元件模型包括仿真元件图像、仿真元件参数及仿真元件操作方法；所述仿真元件图像是一套模型数据库，用于存储预先设计完成的模型素材，每类仿真元件具有多种颜色的模型，根据所述仿真元件参数自动匹配；所述仿真元件操作方法，包括修改所述仿真元件参数的方法、显示或清除仿真元件图纸的方法；

步骤S02，根据现场纸质图纸，创建模型的具体对象时，即备收纳入指定容器中，以便于动态图纸的整体管理，实现状态相互影响的关联元件状态同步、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件查阅、预设故障响应、操作提示引导的响应等功能；

步骤S03，按预定的规则，将创建的所有元件进行合理布置，并绘制出来，元件间的连线通过自动匹配实现，即为初始化生成的动态图纸；

步骤S04，动态图纸生成后，即按一定频率监听所有仿真元件状态，任何元件状态变化后，重新判定并调用相关方法刷新所有元件状态；

步骤S05，元件状态变更后，系统会清除所有状态变更的图像，并按最新元件状态重新绘制动态图纸，以实现图纸的动态演示效果。

【实施例3】

请参阅图3，交互式仿真操作子系统在动态图纸演示子系统基础上增加支持用户通过触摸屏或鼠标操作的功能，提供人机交互的接口。

步骤S11，添加触摸屏或鼠标操作响应方法分为两种情况，一是为系统功能图标添加操作响应方法；一是在电气图纸仿真元件模型创建时，为元件添加操作响应方法；

步骤S12，实时监听用户的操作，检测到操作输入时进入判定；

步奏S13，若用户点击的是退出系统或切换图纸的系统功能则清除当前图纸并退出，否则记录用户的选择；当用户操作的是仿真元件时，结合所记录的用户选择的当前系统功能，调用对应仿真元件的方法，实现元件功能描述快速查阅、元件现场实物图快速查阅、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件快速查阅、元件状态改变、预设故障触发及操作提示引导功能。

【实施例4】

请参阅图4，典型案例互动分析子系统是对动态图纸演示子系统及交互式仿真操作子系统的综合应用，其核心功能为典型案例库管理及互动操作流程控制。

步骤S21，进入典型案例互动分析功能后，系统会自动调用典型案例库，用户选择需要学习的具体案例；

步骤S22，用户选择具体学习案例后，系统自动获取当前互动分析案例信息，进入相应页面并绘制对应的动态图纸，并将图纸刷新方式由自动刷新改为触发式刷新，以实现分阶段显示的效果；同时获取案例正确动作原理过程，并生成预设操作步骤；

步骤S23，实时监听用户操作内容，并与预设操作步骤对比，当用户操作正确则触发相应仿真元件改变状态的办法；若用户操作错误，做出提示；

步骤S24，典型案例分析流程控制方法会自动判定分析进程，当案例分析到最后一项时，则出现本案例已分析完成页面，并时提醒点击返回目录，否则继续执行步骤S23；

步骤S25，用户可以在案例分析过程中或分析结束后点击完成，立即结束案例分析流程返回目录。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种可交互式仿真操作的动态图纸演示系统，其特征在于，采用仿真编程技术开发实现，包括动态图纸演示子系统、交互式仿真操作子系统、典型案例互动分析子系统，其中：

(1.)动态图纸演示子系统用于建立电气图纸仿真元件模型，仿真元件综合管理，绘制动态演示图纸；1)所述建立电气图纸仿真元件模型，采用仿真编程技术，构建电气图纸仿真元件模型，所述仿真元件模型包括仿真元件图像、仿真元件参数及仿真元件操作方法；所述仿真元件图像是一套模型数据库，用于存储预先设计完成的模型素材，每类仿真元件具有多种颜色的模型，根据所述仿真元件参数自动匹配；所述仿真元件操作方法，包括修改所述仿真元件参数的方法、显示或清除仿真元件图像的方法；2)所述仿真元件综合管理，搜集当前创建的所有仿真元件，整理各仿真元件的功能及方法，据此实现状态相互影响的关联元件状态同步、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件查阅、预设故障响应、操作提示引导的响应；3)所述绘制动态演示图纸，包括图纸新建绘制，元件状态变更后的图纸刷新；

(2.)交互式仿真操作子系统用于支持用户通过触摸屏或鼠标操作电气图纸仿真元件及其他系统功能，以实现元件功能描述查阅、元件现场实物图查阅、状态相互影响的关联元件快速查阅、元件动作条件查阅、元件状态改变、预设故障触发及操作提示引导功能；

(3.)典型案例互动分析子系统用于综合展示动态图纸在实际工作中的应用实例，通过操作提示引导用户逐步操作每个环节受影响的仿真元件，再将用户操作结果与预设的故障案例动作过程进行比对，比对结果正确则进入下一环节，错误则进行提示，据此实现电气图纸动作原理互动分析。