[发明专利]一种组件化的桌面演练虚拟培训系统及其培训方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力安全技术的培训系统及其培训方法，具体讲涉及一种组件化的桌面演练虚拟培训系统及其培训方法。

背景技术

我国地域辽阔，电网覆盖面积大，各地自然环境和条件迥异，各种自然灾害时有发生，电网大面积停电风险始终存在。电网的安全运行涉及各行各业，涉及千家万户居民的日常生活，关乎社会稳定和国家安全。近年来政府日益重视应急管理工作，国家电网公司也开展了以应急组织体系、应急物资储备等八项重点工作为主要内容的应急体系建设。应急演练和培训是应急管理工作的重要内容，当应急事件发生时，快速恢复供电能力，保障居民正常的生产生活，是供电企业和电力抢修部门的重要职责。为了提高应急抢修工作的效率，提高应急处置的能力，除了增加抢修人力与物资以外，还需要解决指挥方案的合理制定、应急资源的合理调度等方面的问题。应急演练及培训能够提高各级应急指挥及救援人员对应急职责及流程的熟练程度和反应能力、促进各部门之间的配合，从而有效的减少突发事件所造成的人员伤亡和财产损失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种组件化的桌面演练虚拟培训系统，另一目的是提供一种组件化的桌面演练虚拟培训方法，本发明增强危机管理意识，明确应急管理责任，提高应急决策、指挥和媒体沟通能力，丰富突发事件处置的经验和体验，提高沟通、协调、社会动员及善后恢复等应急能力。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种组件化的桌面演练虚拟培训系统，其改进之处在于，所述系统包括组件化架构，所述组件包括：

虚拟场景交互组件：用于模拟完整的交互式虚拟世界；

分布式组件：用于实现多人在线的分布式信息同步服务，包括数据库整合、多人联机及数据串流服务；

物理系统组件：用于实现虚拟场景物理元素的刚体碰撞解算和柔体效果解算；

粒子特效组件：将粒子图元集合在一起，通过其属性的变化表现物体的物理特性，用于模拟自然现象的构成元素；和

事件元模型组件：用于组织和管理电力设备、基础场景、电力应急案例。

进一步地，所述系统通过事件元模型组件生成演练场景及演练流程作为演练全部环节的主线，物理系统组件及粒子特效组件解算并更新演练场景虚拟设备及环境状态，根据虚拟场景交互组件同步传来的硬件设备交互指令更新场景内的设备状态；所述分布式组件将客户端信号同步传输至服务器端，由服务器端做出结算，并将同步信息实时发送至客户端。

进一步地，所述虚拟场景交互组件包括空间坐标传感器，头部追踪设备，控制手柄，裸眼立体显示器，PC客户端和服务器；所述空间坐标传感器分别与控制手柄和头部追踪设备连接；所述头部追踪设备与裸眼立体显示器连接；所述PC客户端分别与空间坐标传感器和裸眼立体显示器连接，并与服务器进行通信；所述服务器与PC客户端连接，同步客户端操作指令和物理、粒子效果。

进一步地，所述分布式组件下载模块、数据库模块、多人在线模块和下载管理模块；所述下载管理模块使用基于TCP/IP网络协议的客户端-服务器结构；

所述分布式组件提供两种多人联机服务模式：独立网络服务器和点对点局域网络服务器；

所述物理系统组件由拓扑结构接口、包围体层次、碰撞检测算法和约束模型构成；

所述粒子特效组件由材质库、特效单元和生命周期控制单元构成。

进一步地，所述事件元模型组件由电力设备元模型、外观损失特征元模型、气象状况元模型、基础场景元模型和处置流程元模型五组元模型构成。

进一步地，所述电力设备元模型包括发电部分、输电部分、变电部分、配电部分和用户部分；

所述发电部分包括火力发电、水力发电、核能发电和新能源发电；

所述输电部分包括架空输电线路和地下输电线路；

所述变电部分包括变电站的一次设备和变电站的二次设备；

所述配电部分包括配电线路导线和柱上隔离开关。

进一步地，所述外观损失特征元模型包括：一种是自身的电力系统运转故障，即看不到外观上的损失特征；另一种是电力系统形成外观上的损失特征，导致电力系统的运转故障，外观上的损失特征包括：

雨雪冰冻导致的覆冰：发电厂覆冰、输电线路覆冰、变电站覆冰和配电线路覆冰；

地震引发的倒塌：发电厂倒塌、输电线路倒塌、变电站倒塌和配电线路倒塌；

输电线路杆塔部分倒塌或倾斜以及导线断裂；配电线路杆塔部分倒塌或倾斜以及导线断裂；发电厂火灾和变电站火灾。