專利名稱：電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電數字數據處理領域，特別是涉及電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法和系統。
背景技術：
變電站三維仿真培訓系統由于其沉浸式更接近現實的特點，是提高集控站運行人員職業素養、保證電力系統安全穩定運行的重要手段之一，各電網公司、培訓機構、設備供應商紛紛投入技術研究基于三維的變電站仿真。這些培訓系統為培訓對象提供各種模擬實際運行操作的案例，來實現針對具體作業項目的培訓和考核，提高和評估運行人員對各種安全作業的掌握水平。
不同的培訓系統提供案例方式也存在不同，有三維動畫演示，也有交互式實際操作，制作豐富的、與實際作業規范相符的培訓案例，是培訓系統實施的主要內容。通常都是采用編三維動畫制作、編寫配置文件(數據庫)、編程等方式針對具體變電站的作業規范制作案例，以適應不同變電站作業規范要求。這些方式制作案例工作量大、擴展案例困難的缺點，雖然不同案例有很多可以重用的素材和配置，但是工作量仍然不小，甚至影響程序穩定性。且這些方式幾乎不可能由培訓的教員自主進行案例的制作過程，必須有廠家技術人員協助，為案例的修改和擴展帶來很大不便。

發明內容
基于此，有必要針對現有技術的電網變電站三維仿真培訓系統制作培訓案例過程復雜的技術問題，提供一種電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法。一種電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，所述培訓案例用于電網變電站三維仿真培訓系統，包括生成包括變電站初始狀態和操作步驟列表的培訓案例；根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態；生成三維仿真場景，順序接收多個用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表；保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。在其中一個實施例中，所述變電站初始狀態包括變電站所有設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息。在其中一個實施例中，所述用戶操作步驟包括受令確認、選取工具、開工作票、設護欄、掛標牌、掛接地線、唱票、操作壓板和/或操作開關刀閘。在其中一個實施例中，所述培訓案例還包括行進路徑參數和工作間隔參數，所述行進路徑參數用于在三維仿真場景中顯示進入正確的工作位置的指示信息，所述工作間隔參數用于表示正確的工作位置所在的工作間隔。在其中一個實施例中，還包括對更新后的培訓案例進行測試，如果滿足測試通過條件，則保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。一種電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統，包括初始化模塊，用于生成包括變電站初始狀態和操作步驟列表的培訓案例；變電站初始狀態更新模塊，用于根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態；操作步驟更新模塊，用于生成三維仿真場景，順序接收多個用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表；
保存模塊，用于保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。在其中一個實施例中，所述變電站初始狀態包括變電站所有設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息。在其中一個實施例中，所述用戶操作步驟包括受令確認、選取工具、開工作票、設護欄、掛標牌、掛接地線、唱票、操作壓板和/或操作開關刀閘。在其中一個實施例中，所述培訓案例還包括行進路徑參數和工作間隔參數，所述行進路徑參數用于在三維仿真場景中顯示進入正確的工作位置的指示信息，所述工作間隔參數用于表示正確的工作位置所在的工作間隔。在其中一個實施例中，還包括測試模塊，用于對更新后的培訓案例進行測試，如果滿足測試通過條件，則把更新后的培訓案例發送到保存模塊。上述電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，根據培訓案例的要求，創建一個培訓案例，通過在變電站三維仿真系統中的狀態設置和示范操作，自動生成教案的案例數據，包括變電站初始狀態和操作步驟列表，并將案例數據發布存儲到培訓系統的案例庫中，供培訓和考核使用，實現了案例的自動生成，不需要再次進行三維動畫制作、手工編輯配置文件或修改培訓系統的程序，有效降低案例生成的工作量。通過本發明，培訓系統的案例庫將不再是一旦安裝部署就固化不變的，用戶可以根據不斷地增刪和修改案例，以豐富案例庫，適應作業規范的差異性和不斷更新，減少后期維護成本。


圖I為本發明的變電站三維仿真培訓系統的培訓案例生成方法的流程的示意圖。圖2為本發明的變電站三維仿真培訓系統的培訓案例生成系統的方框示意圖。圖3為本發明的培訓案例數據結構一個具體示例。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的說。如圖I示出了電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，所述培訓案例用于電網變電站三維仿真培訓系統，包括步驟S101，用戶根據作業規范要求，向系統發送新建一個培訓案例的請求，系統生成包括屬性、變電站初始狀態、行進路徑參數、工作間隔參數和操作步驟列表的培訓案例，執行步驟S102 ；步驟S102，所述變電站初始狀態包括變電站所有設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息，用戶針對當前培訓案例的前置條件，設置故障點、設備開關位置、設備狀態和設備缺陷來設置案例的用戶變電站初始狀態，系統根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態，執行步驟S103 ；步驟S103，系統生成三維仿真場景，用戶在三維仿真場景中按照作業規范要求的操作步驟依次做一遍，用戶操作步驟包括受令確認、選取工具、開工作票、設護欄、掛標牌、掛接地線、唱票、操作壓板、操作開關刀閘等，系統順序接收上述的用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表，每個接收到的用戶操作步驟都會在培訓案例的操作步驟列表中按執行的先后順序自動生成一個操作步驟，執行步驟S104 ；步驟S104 :用戶對培訓案例的內容進行修改和編輯，包括變電站初始狀態、行進路徑參數、工作間隔參數和操作步驟列表的步驟提示信息等，進入步驟S105 ；步驟S105 :針對更新后的培訓案例進行測試，測試是否達到預期的培訓和考核要
求，如果不能達到要求，則進入步驟S02，進行修改；如果已經達到要求，則進入步驟S106 ；步驟S106 :將測試正確的培訓案例保存到所述三維仿真培訓系統，并發布到案例數據庫中。其中，變電站初始狀態包括變電站所有設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息，操作步驟包括受令確認、選取工具、開工作票、設護欄、掛標牌、掛接地線、唱票、操作壓板、操作開關刀閘。應當指出的是，本領域的普通技術人員通過閱讀本發明，經過有限次實驗可以獲得其他的變電站初始狀態或者操作步驟。在不脫離本發明構思的前提下，對變電站初始狀態或者操作步驟所做的變形和改進，都屬于本發明的保護范圍。另外作為一種實施例，上述步驟中培訓案例還可以增加，并在步驟S104中對其進行修改和編輯。如圖2示出了本發明的電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統200，包括初始化模塊201，用于生成包括屬性、變電站初始狀態、行進路徑參數、工作間隔參數和操作步驟列表的培訓案例；變電站初始狀態更新模塊202，用于根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態；操作步驟更新模塊203，用于生成三維仿真場景，順序接收多個用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表；測試模塊204，用于對更新后的培訓案例進行測試，如果滿足測試通過條件，則把更新后的培訓案例發送到保存模塊保存模塊205，用于保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。本發明的所述培訓案例采用案例數據結構來記錄，案例數據結構是案例生成、修改和執行的基礎，它的組成結構與培訓案例生成方法的流程一一對應，包括案例管理類、案例結構類及其附屬數據結構類，結構如圖3所示。案例管理類300 CaseMgr按專業分層管理所有案例，實現案例的添加、刪除、修改和存儲，以及監視當前案例的執行狀態；案例結構類310 Case包括案例基本屬性(如名稱、專業、任務說明等)、操作步驟類311 St印Table、斷面數據類312 CaseData(變電站初始狀態數據)、行進路徑313 WorkPath和工作間隔314 WorkBay
操作步驟列表類311 StepTable案例結構類Case的子類，是一組按照執行先后順序排列的步驟表。操作步驟Step包括名稱、序號、類型、操作對象、結果、關鍵字、提示信息等內容，提示信息用于學習模式下給學員的提示信息，關鍵字是用于操作步驟比較，以判斷實際操作與案例的操作步驟是否吻合，由操作對象、操作輸入參數連接組成。斷面數據類312 CaseData為案例結構類310 Case的子類，包括變電站及其所有設備的斷面數據，包括設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息，用來保證案例執行時都具有正確的一致的環境。行進路徑類313 WorkPath案例結構類Case的子類，是培訓案例中引導學員進入正確工作位置的指示信息，將在仿真場景的地面上以箭頭方式顯示，包括出發位置、路徑線和終點，，使得學員獲得更加清楚的指示。工作間隔類314 WorkBay案例結構類Case的子類,是記錄工作必須在哪個間隔，以判斷是否誤入間隔。案例管理類和案例結構類組成了培訓系統案例庫的實體數據集。
如下為案例數據結構的一個具體示例
權利要求
1.一種電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，所述培訓案例用于電網變電站三維仿真培訓系統，其特征在于，包括 生成包括變電站初始狀態和操作步驟列表的培訓案例； 根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態； 生成三維仿真場景，順序接收多個用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表； 保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。
2.根據權利要求I所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，其特征在于，所述變電站初始狀態包括變電站所有設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息。
3.根據權利要求I所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，其特征在于，所述用戶操作步驟包括受令確認、選取工具、開工作票、設護欄、掛標牌、掛接地線、唱票、操作壓板和/或操作開關刀閘。
4.根據權利要求I所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，其特征在于，所述培訓案例還包括行進路徑參數和工作間隔參數，所述行進路徑參數用于在三維仿真場景中顯示進入正確的工作位置的指示信息，所述工作間隔參數用于表示正確的工作位置所在的工作間隔。
5.根據權利要求I所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，其特征在于，還包括對更新后的培訓案例進行測試，如果滿足測試通過條件，則保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。
6.—種電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統，其特征在于，包括 初始化模塊，用于生成包括變電站初始狀態和操作步驟列表的培訓案例； 變電站初始狀態更新模塊，用于根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態； 操作步驟更新模塊，用于生成三維仿真場景，順序接收多個用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表； 保存模塊，用于保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。
7.根據權利要求6所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統，其特征在于，所述變電站初始狀態包括變電站所有設備的分合位置、設備狀態、設備缺陷和故障信息。
8.根據權利要求6所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統，其特征在于，所述用戶操作步驟包括受令確認、選取工具、開工作票、設護欄、掛標牌、掛接地線、唱票、操作壓板和/或操作開關刀閘。
9.根據權利要求6所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統，其特征在于，所述培訓案例還包括行進路徑參數和工作間隔參數，所述行進路徑參數用于在三維仿真場景中顯示進入正確的工作位置的指示信息，所述工作間隔參數用于表示正確的工作位置所在的工作間隔。
10.根據權利要求6所述的電網變電站三維仿真培訓案例的生成系統，其特征在于，還包括 測試模塊，用于對更新后的培訓案例進行測試，如果滿足測試通過條件，則把更新后的培訓案例發送到保存模塊。
全文摘要
本發明涉及電數字數據處理領域，特別是涉及電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法和系統。生成方法包括生成包括變電站初始狀態和操作步驟列表的培訓案例；根據接收到的用戶變電站初始狀態更新培訓案例的變電站初始狀態；生成三維仿真場景，順序接收多個用戶操作步驟，并根據接收到的用戶操作步驟更新培訓案例的操作步驟列表；保存更新后的培訓案例到所述三維仿真培訓系統。上述電網變電站三維仿真培訓案例的生成方法，根據培訓案例的要求，創建一個培訓案例，通過在變電站三維仿真系統中的狀態設置和示范操作，自動生成教案的案例數據，不需要再次進行三維動畫制作、手工編輯配置文件或修改培訓系統的程序，有效降低案例生成的工作量。
文檔編號G09B9/00GK102945629SQ201210500708
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者曹麗娟, 黃曙, 陳炯聰, 余南華, 李波, 馬凱, 侯艾君, 喇元, 程文鋒, 楊穎安, 禤文健, 馮善強, 談樹峰, 顧全, 胡劍鋒, 李磊芳, 蔣波 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 南京南瑞繼保電氣有限公司