[发明专利]基于沙盘模拟与AR的电力网络安全实训教学系统及方法

权利要求书

1.基于沙盘模拟与AR的电力网络安全实训教学系统，其特征在于，包括：

沙盘模拟系统，用于展示按比例缩小的实训场景实物模型，并根据实训科目执行步骤判定结果，展示实训科目步骤执行效果；

AR眼镜，用于实训场景建模数据的采集，并提供面向所述沙盘模拟系统的电力网络安全增强现实的实训界面；

实训场景模型库，用于为实训场景建模提供电力设施图像模型及其匹配的电力设施逻辑组件信息，以及电力设施逻辑组件之间的连接关系；

实训场景建模与管理模块，基于采集的实训场景建模数据和所述实训场景模型库，生成实训场景逻辑拓扑图，并提供逻辑拓扑图编辑修改功能；实训场景逻辑拓扑图由实训场景中的电力设施逻辑组件及其连接关系组成；

实训教学管理模块，用于设置实训教学科目的模式、目标、内容和要求，存储和管理实训教学过程数据和实训教学评价数据；

实训过程判定模块，根据完成实训科目过程的每一个操作步骤，判定操作步骤的结果，并将判定结果发送给所述实训场景建模与管理模块；

网络安全信息配置模块，用于根据实训科目要求，对实训场景逻辑拓扑图中的电力设施逻辑组件进行配置；

实训教学评价模块，用于根据实训科目执行过程数据，进行实训教学效果评价；

网络安全攻防工具库，提供实训科目执行过程中所需的网络安全攻防工具；

所述实训场景建模与管理模块分别与所述沙盘模拟系统、所述实训场景模型库、所述实训教学管理模块、所述实训过程判定模块、所述网络安全信息配置模块和所述实训教学评价模块连接；所述实训管理教学模块分别与所述网络安全信息配置模块和所述实训教学评价模块连接；所述AR眼镜分别与所述沙盘模拟系统和所述网络安全攻防工具库连接；

基于沙盘模拟与AR的电力网络安全实训教学方法，包括如下步骤：

步骤1、通过AR眼镜采集沙盘模拟系统中实物模型的图像及位置数据；第一次使用时，执行步骤1，否则执行步骤4；

步骤2、AR眼镜采集的实物模型图像及位置数据发送给实训场景建模与管理模块；

步骤3、实训场景建模与管理模块从实训场景模型库中读取模型数据进行匹配，生成实训场景逻辑拓扑图，逻辑拓扑图可进一步进行编辑修正；

步骤4、实训教学管理模块发起实训科目，并将实训科目配置数据发送给实训场景建模与管理模块，其中，实训科目配置数据包括实训科目任务模式、目标、内容和要求；

步骤5、实训教学管理模块发送实训科目要求数据给网络安全信息配置模块，其中，实训科目要求数据包括电力设施脆弱性信息和访问权限信息；

步骤6、网络安全信息配置模块从实训场景建模与管理模块读取实训场景逻辑拓扑图数据，根据实训科目要求对实训场景逻辑拓扑图中的电力设施逻辑组件进行配置，配置内容包括电力设施脆弱性和访问权限；

步骤7、实训场景建模与管理模块将已配置的实物场景逻辑拓扑图和实训科目的内容、目标数据下发给AR眼镜；

步骤8、利用AR眼镜面向沙盘模型执行实训科目；执行过程中，可通过AR眼镜从网络安全攻防工具库调用所需的网络安全攻防工具辅助完成实训科目；

步骤9、利用AR眼镜面向沙盘模型执行实训科目的一个步骤，AR眼镜将执行步骤数据发送给实训场景建模与管理模块，实训场景建模与管理模块转发给实训过程判定模块进行结果判定；

步骤10、实训过程判定模块将实训步骤执行判定结果发送给实训场景建模与管理模块；

步骤11、实训场景建模与管理模块将实训步骤执行判定结果分别发送给沙盘模拟系统和AR眼镜；沙盘模拟系统根据实训步骤执行判定结果，在沙盘模型中显示相应的状态结果，包括停电、电力设施故障、电力网络故障；可根据步骤执行判定结果，通过AR眼镜开展实训科目下一步骤执行；

步骤12、重复执行步骤8至步骤11，直至实训科目所有步骤执行结束；

步骤13、实训场景建模与管理模块将实训过程数据发送给实训教学评价模块，其中，实训过程数据包括实训科目的内容和目标、实训科目任务每个步骤执行情况及结果；

步骤14、实训教学评价模块进行实训科目过程评价后将实训执行过程及评价数据发送给实训教学管理模块进行归档，实训科目结束。

2.根据权利要求1所述的基于沙盘模拟与AR的电力网络安全实训教学系统，其特征在于，所述实训科目步骤执行效果包括停电、电力设备故障和电力网络故障。