[发明专利]变电运维多人协作三维仿真一致性控制方法、系统及装置

说明书

本发明公开一种变电运维多人协作三维仿真一致性控制方法、系统及装置，包括如下过程：获取当前时刻本地节点的仿真对象的状态；根据当前时刻仿真对象的状态预测下一时刻仿真对象的预测位置；判断预测位置与实际位置是否一致，若不一致则转向向其它节点发送状态同步命令的步骤；判断下一时刻的本地节点是否收到其它节点发送的状态同步命令，若收到则转向根据接收到的同步数据对预测位置进行修正的步骤；向其它节点发送状态同步命令；根据接收到的同步数据对预测位置进行修正。本发明利用航位推测算法预测仿真对象的状态、位置，在所有节点都进行预测，减少节点之间的网络环境对仿真系统的影响，降低仿真系统对网络的要求。

技术领域

本发明属于建筑检测技术领域，具体涉及一种变电运维多人协作三维仿真一致性控制方法、系统及装置。

背景技术

随着国民经济的发展，电网运行的安全性越来越突出、越来越重要，电网事故可能造成的影响范围、社会和政治影响也愈来愈大。电网调度员和变电站运行人员承担的电网安全、稳定、经济运行的责任也愈来愈大，需要大大提高调度专业人员的素质和技能水平、变电站值班员的操作技能，以保证其掌握新型设备运行特性的能力和驾驭电网运行的能力。但在日益更新的现代电力系统技术面前，目前电力运行部门的人员则更新比较频繁、专业水平参差不齐、人为误操作事故仍不能杜绝,因此，加强日常培训和实操训练，提升生产运行人员的技能水平，已成为各级电力部门的一项重要工作。

变电站是电力系统重要的组成部分，数量多、设备复杂、从业人员数量庞大，运行和操作人员技术水平的高低，直接影响到电力系统运行可靠性、安全性等指标，变电站的安全可靠运行对维持电力系统的稳定运行具有十分重要的意义。但由于电力系统的特殊性，人员培训和实操训练不能在实际运行的变电站中进行，利用仿真技术建立仿真培训系统，构建人员培训的模拟环境，是当前变电人员培训的主要手段。

目前的变电仿真培训系统主要包括数字物理混合仿真实训系统和全数字变电仿真培训系统两种类型。数字物理混合仿真实训系统一般采用电磁暂态仿真实现电网仿真计算，通过智能接口装置驱动真实的变电站二次设备、真实或模拟的一次设备、真实的变电站综合自动化系统，形成一个与生产现场高度一致的培训环境，这种系统尽管培训效果好，但存在设备贵、投资大、占地广、维护困难、同时培训人员有限等诸多限制，难以满足大规模人员培训的需要。

全数字变电仿真培训系统利用虚拟现实技术实现变电设备的数字化，建立一个与实际变电站环境和运行情况一致的仿真培训场景，为接受培训的员工创造出一个具有较高“真实”性的培训和实操训练环境，学员可以在虚拟环境中进行实操训练，熟悉环境和设备，操作那些复杂且不能出错的设备，使受训员工进入每个部分进行深入了解，学到现实当中很少接触的东西。这种系统投资规模适中，培训灵活性大、效果好、效率高，因此成为了当前变电仿真培训系统的主流发展方向。

随着应用的普及，全数字变电仿真培训系统的不足逐渐显露，培训场景与实际现场差别较大，交互方式与实际操作差别较大，真实感欠缺，画面单一，过程枯燥，因此，迫切需要利用当前最新的虚拟现实技术研究成果，构建具有高度现场感的变电运维多人协作三维仿真系统，实现对变电站电气设备、辅助设备、环境场景以及虚拟人等的建模与仿真，进行倒闸操作、事故处理、日常巡视和运行维护工作的真实演示和互动操作。

在变电运维三维仿真培训系统中，采用虚拟现实技术构建逼真的三维仿真场景，同时在场景中植入人物、车辆等，根据培训作业任务不同，由多位学员扮演不同角色，实现多人协作。比如学员1和学员2通过各自的客户端，在同一个三维场景中协同操作，共同完成一个作业任务，学员1和学员2的客户端需要显示对方的状态，并和对方进行交互。一般是通过模型文件本地加载、网络传输设备状态的方式，实现多人协同作业过程中仿真对象状态和设备操作的同步。

在常规变电运维仿真系统中，各节点之间同步仿真对象状态的方法有以下几种：