CN112331004A - 核电厂全运行值培训考核系统 - Google Patents
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Abstract
本公开属于核电维修技术领域，具体涉及一种核电厂全运行值培训考核系统。本公开中模拟服务器、虚拟现实服务器之间通过数据共享和数据传递，使得模拟服务器的数据可以同步至虚拟现实服务器的虚拟现实场景中的各虚拟设备；此外，学员还可以通过虚拟现实硬件与虚拟现实场景进行交互，实现对虚拟现实场景中虚拟设备的操作，这样，本公开既能够使受训学员在更逼真的三维环境中接受培训，又能够确保虚拟设备相应于操作的就地位置、状态以及工艺参数改变的准确性，从而有效提高学员的培训质量和学习效率。
Description
技术领域
本发明属于核电运维技术领域，具体涉及一种核电厂全运行值培训考核系统。
背景技术
相关技术中，核电厂的仿真平台采用全仿的方式，实现核电厂机组各工艺系统和DCS(集散控制系统，Distributed Control System)控制系统的仿真建模，能够模拟核电厂不同工况、不同瞬态机组的运行，并准确的计算出核电厂各个环节和设备的参数，为现场操作员操纵核电厂各系统提供信息和参数。
但是核电厂仿真平台界面较为单一，无法为现场操作员提供核电厂各元件设备的操作场景，因此，需要对学员提供更为逼真有效的培训。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，提供了一种核电厂全运行值培训考核系统。
根据本公开实施例的一方面，提供一种核电厂全运行值培训考核系统，所述核电厂全运行值培训考核系统包括：模型服务器、虚拟现实服务器、培训管理工作站以及虚拟现实硬件；
所述模型服务器用于运行核电厂仿真平台，所述核电厂仿真平台能够产生运行数据，所述运行数据用于表示核电厂中设备或仪器仪表的工艺参数及仿真工况；
所述虚拟现实服务器与所述模型服务器连接，用于运行并展示虚拟现实场景，所述虚拟现实场景能够模拟核电厂的实际运行环境，所述虚拟现实场景中包含的每个虚拟设备能够对应的模拟核电厂的一个设备或仪器仪表；
所述虚拟现实服务器还与所述虚拟现实硬件连接，所述虚拟现实硬件的操作动作与所述虚拟现实场景中的虚拟角色动作相对应，所述虚拟现实硬件被操作形成交互数据，所述虚拟现实服务器从所述虚拟现实硬件获取交互数据；
所述虚拟现实服务器在判断获取的交互数据针对虚拟角色时，根据获取的交互数据确定操作数据，并根据确定的操作数据更新所述虚拟现实场景；
所述虚拟现实服务器在判断获取的交互数据针对所述虚拟现实场景中的虚拟设备时，根据获取的交互数据确定操作数据，并将确定的操作数据发送至所述模型服务器，所述模型服务器根据接收到的操作数据生成该操作数据对应的运行数据，并将所述运行数据发送至所述虚拟现实服务器，所述虚拟现实服务器根据接收到的运行数据更新所述虚拟现实场景；
所述培训管理工作站与所述虚拟现实服务器连接，用于获取并展示所述虚拟现实场景。
在一种可能的实现方式中，所述核电厂全运行值培训考核系统包括多组虚拟现实硬件，每组虚拟现实硬件与所述虚拟现实场景中的一个虚拟角色相对应。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实场景能够同时显示多个虚拟角色，所述多个虚拟角色之间能够互动。
在一种可能的实现方式中，所述多个虚拟角色之间的互动包括以下任意一种或多种；
每个虚拟角色可以显示在其他虚拟角色对应的显示设备中；
各虚拟角色之间可以通信；
所述多个虚拟角色可以同时对所述虚拟现实场景中的同一虚拟设备进行操作；
各虚拟角色之间可以相互传递所述虚拟场景中的虚拟工具。
在一种可能的实现方式中，虚拟现实硬件包括虚拟现实显示设备和/或虚拟现实交互设备。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实显示设备包括虚拟现实眼镜；
所述虚拟现实交互设备包括数据手套、数据手柄、动态捕捉设备中的一项或多项。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实硬件包括第一定位装置和第二定位装置，所述第一定位装置用于固定在受训人员的一只脚上，所述第二定位装置用于固定在该受训人员另一只脚上；
所述虚拟现实服务器根据所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离，确定所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中的移动速度。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实服务器根据所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离，确定所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中的移动速度，包括：
所述虚拟现实服务器确定所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离；
所述虚拟现实服务器根据确定的距离，以及距离与移动速度的对应关系，确定目标移动速度；
所述虚拟现实服务器控制所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色以所述目标移动速度在所述虚拟现实场景中移动。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实服务器根据所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离，确定所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中的移动速度，还包括：
所述虚拟现实服务器确定所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离；
所述虚拟现实服务器在确定的距离小于预设阈值的情况下，控制所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中停止移动。
在一种可能的实现方式中，根据获取的交互数据确定操作数据，包括：
所述虚拟现实服务器根据获取的交互数据，确定所述交互数据的特征集合；
所述虚拟现实服务器确定所述特征集合与多个预设特征模板之间的相似程度；
所述虚拟现实服务器将与所述特征集合相似程度符合预设条件的特征模板所对应的操作指令作为操作数据。
本公开的有益效果在于：本公开中，模型服务器、虚拟现实服务器之间通过数据共享和数据传递，使得模型服务器的数据可以同步至虚拟现实服务器的虚拟现实场景中的各虚拟设备；此外，学员还可以通过虚拟现实硬件与虚拟现实场景进行交互，实现对虚拟现实场景中虚拟设备的操作，这样，本公开既能够使受训学员在更逼真的三维环境中接受培训，又能够确保虚拟设备相应于操作的就地位置、状态以及工艺参数改变的准确性，从而有效提高学员的培训质量和学习效率。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂全运行值培训考核系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种核电厂全运行值培训考核系统的框图。如图1所示，该核电厂全运行值培训考核系统可以包括：模型服务器、虚拟现实服务器、培训管理工作站以及虚拟现实硬件；
本公开实施例中，服务器可以表示为客户机(如个人电脑、智能手机、ATM等终端甚至是其他服务器等大型设备)提供计算或者应用服务的计算机设备。服务器可以例如为IA架构服务器或RISC架构服务器，本公开实施例对服务器的类型不做限定。
模型服务器可以用于运行核电厂仿真平台，核电厂仿真平台能够产生运行数据，运行数据用于表示核电厂中设备或仪器仪表的工艺参数及仿真工况；
虚拟现实服务器可以与模型服务器连接(例如，虚拟现实服务器与模型服务器连接可以采用TCP/IP协议进行通信，本公开实施例对此不做限定)，虚拟现实服务器可以用于运行并展示虚拟现实场景，虚拟现实场景能够模拟核电厂的实际运行环境，虚拟现实场景中包含的每个虚拟设备能够对应的模拟核电厂的一个设备或仪器仪表。
虚拟现实服务器还与虚拟现实硬件连接，其中，虚拟现实硬件可以包括虚拟现实显示设备和/或虚拟现实交互设备。例如，虚拟现实显示设备可以包括虚拟现实眼镜或头戴式立体显示镜。虚拟现实交互设备可以包括数据手套、数据手柄、动态捕捉设备中的一项或多项。
虚拟现实硬件的操作动作可以与虚拟现实场景中的虚拟角色动作相对应，用户在进行培训时，可以佩戴虚拟现实硬件设备做出各类动作，形成交互数据，虚拟现实服务器从虚拟现实硬件获取交互数据；
虚拟现实服务器根据获取的交互数据，确定交互数据的特征集合；虚拟现实服务器确定特征集合与多个预设特征模板之间的相似程度；虚拟现实服务器将与特征集合相似程度符合预设条件(例如，相似度最高，或相似度大于预设阈值)的特征模板所对应的操作指令作为操作数据。
虚拟现实服务器在判断获取的交互数据针对虚拟角色时(例如，用户通过手柄选择某一虚拟角色，并进行操作，则可以确定该操作产生的交互数据针对虚拟角色)，虚拟现实服务器可以根据获取的交互数据确定操作数据，并根据确定的操作数据更新虚拟现实场景；
在一种可能的实现方式中，根据获取的交互数据确定操作数据，可以包括：
虚拟现实服务器在判断获取的交互数据针对虚拟现实场景中的虚拟设备时(例如，用户通过手柄选择某一虚拟设备，并进行操作，则可以确定该操作产生的交互数据针对虚拟设备)，虚拟现实服务器可以根据获取的交互数据确定操作数据，并将确定的操作数据发送至模型服务器，模型服务器可以预设操作数据与运行数据的对应关系，模型服务器可以根据该对应关系，确定接收到的操作数据所对应的运行数据，并将运行数据发送至虚拟现实服务器，虚拟现实服务器根据接收到的运行数据更新虚拟现实场景。
举例来讲，用户可以在虚拟现实场景中通过虚拟手柄与虚拟阀门交互，虚拟现实服务器可以根据用户的开关阀门的操作手势(交互数据的示例)，确定该操作手势对应的阀门的开度值(操作数据的示例)，并将虚拟阀门的被操作的开度值通过通讯程序实时传输给模型服务器，模型服务器根据接收到的开度值可以确定该阀门就地的位置和状态的参数(运行数据的示例)并将该参数发送至虚拟现实服务器，虚拟现实服务器可以根据接收到的参数更新虚拟现实场景中阀门的位置和状态，这样，本公开既能够使受训学员在更逼真的三维环境中接受培训，又能够确保虚拟设备相应于操作的就地位置、状态以及工艺参数改变的准确性，从而有效提高学员的培训质量和学习效率。
在本公开实施例中，虚拟设备可以为核电厂内的各类设备，例如虚拟设备可以包括各种盘柜、电气开关、厂房内的固定电话，电梯等。
虚拟现实场景还可以提供地图，导航，工具包等辅助工具，帮助受训人员完成培训项目。
培训管理工作站与虚拟现实服务器连接，用于获取并展示虚拟现实场景。教员可以通过培训管理工作站实施观察学员在虚拟现实场景中的行为，并可以根据各种行为与培训行为规范的匹配程度对学员进行考核。例如，培训行为规范可以包括：进入高噪音区域，需要佩戴耳塞；如通过常闭式防火门之后，需要返回检查防火门是否关好；厂房状态控制，清理异物(例如遗留的工器具、废物、废料等)；三向交流(包括主控与运行值班员的交流、教练员与运行值班员的交流)；遵守现场标示(现场标示的位置应准确，内容清晰)；PPE的使用(例如高处作业安全带的使用)。此外，虚拟现实服务器可以对学员培训的过程进行录制，并将录制的视频发送至培训管理工作站，教员可以通过培训管理工作站查看培训视频。
此外，培训管理工作站还可以与虚拟现实服务器数据同步，教员可以通过培训管理工作站在虚拟现实场景中设置培训项目所需的虚拟设备，培训管理工作站可以将用于设置虚拟设备的数据同步至虚拟现实服务器，这样可以根据培训的需要设置不同的虚拟现实场景，使得培训工作更加灵活。
在一种可能的实现方式中，核电厂全运行值培训考核系统还可以包括数据服务器，培训管理工作站、虚拟现实服务器以及模型服务器可以分别与该数据服务连接，培训管理工作站可以通过数据服务器与虚拟现实服务器进行数据传输，培训管理工作站还可以通过数据服务器与模型服务器进行数据传输，此外，模型服务器还可以通过数据服务器与虚拟现实服务器进行数据传输。需要说明的是，该数据服务器还可以集成在培训管理工作站、虚拟现实服务器或模型服务器中的任意一个服务器之中，由此减少系统设备的冗余。
在一种可能的实现方式中，核电厂全运行值培训考核系统包括多组虚拟现实硬件，每组虚拟现实硬件与虚拟现实场景中的一个虚拟角色相对应。虚拟现实场景能够同时显示多个虚拟角色，多个虚拟角色之间能够互动。
多个虚拟角色之间的互动包括以下任意一种或多种；
每个虚拟角色可以显示在其他虚拟角色对应的显示设备中；
各虚拟角色之间可以通信；
多个虚拟角色可以同时对虚拟现实场景中的同一虚拟设备进行操作；
各虚拟角色之间可以相互传递虚拟场景中的虚拟工具。
这样，可以实现受训学员之间的协作，使得培训项目更加近似于实际操作场景，有利于学员快速掌握业务。
在一种可能的实现方式中，虚拟现实硬件包括第一定位装置和第二定位装置，第一定位装置用于固定在受训人员的一只脚上，第二定位装置用于固定在该受训人员另一只脚上；
虚拟现实服务器根据第一定位装置与第二定位装置之间的距离，确定虚拟现实硬件对应的虚拟角色在虚拟现实场景中的移动速度。
举例来讲，虚拟现实服务器根据第一定位装置与第二定位装置之间的距离，确定虚拟现实硬件对应的虚拟角色在虚拟现实场景中的移动速度，包括：
虚拟现实服务器确定第一定位装置与第二定位装置之间的距离；
虚拟现实服务器根据确定的距离，以及距离与移动速度的对应关系，确定目标移动速度；
虚拟现实服务器控制虚拟现实硬件对应的虚拟角色以目标移动速度在虚拟现实场景中移动。
举例来讲，虚拟现实服务器根据第一定位装置与第二定位装置之间的距离，确定虚拟现实硬件对应的虚拟角色在虚拟现实场景中的移动速度，还包括：
虚拟现实服务器确定第一定位装置与第二定位装置之间的距离；
虚拟现实服务器在确定的距离小于预设阈值的情况下，控制虚拟现实硬件对应的虚拟角色在虚拟现实场景中停止移动。
通常来讲，虚拟现实设备很容易引起使用者眩晕，例如，虚拟现实设备的使用者使用按键或者手柄上的按钮实现移动。由于使用者的身体并未移动，而虚拟世界中自己的化身却在移动(类似于漂浮，平移)，造成大脑认知的错位，很容易引起眩晕。本公开通过用户双脚上定位器之间的距离来确定用户在虚拟现实场景中的移动速度，可以确保用户身体的移动与用户所对应的虚拟角色的移动向同步，有效防止用户大脑认知错位，从而有效减少用户眩晕。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述核电厂全运行值培训考核系统包括：模型服务器、虚拟现实服务器、培训管理工作站以及虚拟现实硬件；
所述模型服务器用于运行核电厂仿真平台，所述核电厂仿真平台能够产生运行数据，所述运行数据用于表示核电厂中设备或仪器仪表的工艺参数及仿真工况；
所述虚拟现实服务器与所述模型服务器连接，用于运行并展示虚拟现实场景，所述虚拟现实场景能够模拟核电厂的实际运行环境，所述虚拟现实场景中包含的每个虚拟设备能够对应的模拟核电厂的一个设备或仪器仪表；
所述虚拟现实服务器还与所述虚拟现实硬件连接，所述虚拟现实硬件的操作动作与所述虚拟现实场景中的虚拟角色动作相对应，所述虚拟现实硬件被操作形成交互数据，所述虚拟现实服务器从所述虚拟现实硬件获取交互数据；
所述虚拟现实服务器在判断获取的交互数据针对虚拟角色时，根据获取的交互数据确定操作数据，并根据确定的操作数据更新所述虚拟现实场景；
所述虚拟现实服务器在判断获取的交互数据针对所述虚拟现实场景中的虚拟设备时，根据获取的交互数据确定操作数据，并将确定的操作数据发送至所述模型服务器，所述模型服务器根据接收到的操作数据生成该操作数据对应的运行数据，并将所述运行数据发送至所述虚拟现实服务器，所述虚拟现实服务器根据接收到的运行数据更新所述虚拟现实场景；
所述培训管理工作站与所述虚拟现实服务器连接，用于获取并展示所述虚拟现实场景。
2.根据权利要求1所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述核电厂全运行值培训考核系统包括多组虚拟现实硬件，每组虚拟现实硬件与所述虚拟现实场景中的一个虚拟角色相对应。
3.根据权利要求2所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述虚拟现实场景能够同时显示多个虚拟角色，所述多个虚拟角色之间能够互动。
4.根据权利要求3所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述多个虚拟角色之间的互动包括以下任意一种或多种；
每个虚拟角色可以显示在其他虚拟角色对应的显示设备中；
各虚拟角色之间可以通信；
所述多个虚拟角色可以同时对所述虚拟现实场景中的同一虚拟设备进行操作；
各虚拟角色之间可以相互传递所述虚拟场景中的虚拟工具。
5.根据权利要求1所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，虚拟现实硬件包括虚拟现实显示设备和/或虚拟现实交互设备。
6.根据权利要求5所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述虚拟现实显示设备包括虚拟现实眼镜；
所述虚拟现实交互设备包括数据手套、数据手柄、动态捕捉设备中的一项或多项。
7.根据权利要求1所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述虚拟现实硬件包括第一定位装置和第二定位装置，所述第一定位装置用于固定在受训人员的一只脚上，所述第二定位装置用于固定在该受训人员另一只脚上；
所述虚拟现实服务器根据所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离，确定所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中的移动速度。
8.根据权利要求7所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述虚拟现实服务器根据所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离，确定所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中的移动速度，包括：
所述虚拟现实服务器确定所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离；
所述虚拟现实服务器根据确定的距离，以及距离与移动速度的对应关系，确定目标移动速度；
所述虚拟现实服务器控制所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色以所述目标移动速度在所述虚拟现实场景中移动。
9.根据权利要求7所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，所述虚拟现实服务器根据所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离，确定所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中的移动速度，还包括：
所述虚拟现实服务器确定所述第一定位装置与所述第二定位装置之间的距离；
所述虚拟现实服务器在确定的距离小于预设阈值的情况下，控制所述虚拟现实硬件对应的虚拟角色在所述虚拟现实场景中停止移动。
10.根据权利要求1所述的核电厂全运行值培训考核系统，其特征在于，根据获取的交互数据确定操作数据，包括：
所述虚拟现实服务器根据获取的交互数据，确定所述交互数据的特征集合；
所述虚拟现实服务器确定所述特征集合与多个预设特征模板之间的相似程度；
所述虚拟现实服务器将与所述特征集合相似程度符合预设条件的特征模板所对应的操作指令作为操作数据。
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