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电力安全应急处置虚拟培训VR项目方案

发布时间:电力安全应急处置虚拟培训VR项目方案

  电力安全应急处置虚拟培训VR项目方案_电力/水利_工程科技_专业资料。电力安全应急处置虚拟培训 VR 项目方案 1. 背景概述 虚拟现实(VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算 机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和

  电力安全应急处置虚拟培训 VR 项目方案 1. 背景概述 虚拟现实(VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算 机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统,仿 真使用户沉浸到该环境中。目前虚拟现实技术已经在教育、房产、军工、医疗、工业、电力、 煤炭以及航空航天等多个领域。 VR 在安全培训上的使用非常广泛,采用 VR 系统培训非常安全,可视性强,使学员身 临其境地去接触、认识和处理各种突发情况。随着技术的不断发展,在安全培训领域已经出 现了虚拟火灾应急、虚拟地震应急、虚拟地铁应急等一系列产品。 在电力系统之中,电本身便具有极大的危险性,在电力资源生产的每一个环节当中均有 可能存在有大量的安全隐患问题,同时也并不是每个现场都可进入;并且电力设备往往价值 不菲,一旦出现安全事故便会造成极大的经济财产损失。而运用虚拟现实技术来对相关的受 训人员开展培训工作,不但能够极大地降低资金花费,降低危险性因素,还可促使相关的各 个环节能够更加紧密的联系起来,促使接受电力系统培训的员工能够对电力系统有一个全面 性的了解,使其能够学习到在现实培训当中甚至都无法接触到的内容。针对电力培训工作的 实际情况,可设计出一套电力培训系统,在这一系统当中应当涵括有电力系统断路器、变压 器、开关等系统在正常工作之时的技术原理,同时针对电路系统在出现故障问题之后,对于 每一个系统的工作与维修等内容也应当予以相应的培训。 2. 硬件部分 硬件采购配合软件来使用,一套硬件可选择多款软件进行使用,包括安全培训类 VR 系 统、展览展示类 VR 系统、企业文化类 VR 系统等。整套硬件的使用周期可以达到 5-8 年, 后期制作新的培训系统或其他 VR 系统都可以使用同一套硬件。 硬件:6.5 万 设备名称 电脑主机 显示器 虚拟现实眼镜 虚拟眼镜无线套装 手势识别 其他配件 型号 Aurora ALWS-D2938S Dell U2417H HTC VIVE TPCAST VIVE 无线套件 Leap Motion+支架 数量 2 2 2 2 2 2 价格(万) 备注 4 用于程序运行 0.4 显示画面其他人观看 1.2 虚拟现实成像 0.4 无线 基站支架、电脑配件等 3. 软件系统结构 图 软件结构图 3.1. 架构设计原则 1.基本原则 系统遵循“性能稳定、功能完备、美观高效、经济实用”的基本建设原则,进行统一 规划、整体架构。开发过程以软件工程的理论为标准,设计模式的经验为基石,保证系统 的完整性及可靠性;以软件测试理论及方法为保障,保证系统质量;以先进技术、平台适 用性方案选择,以及系统应用前瞻性发展趋势分析为指导,保证系统的先进性; 以丰富的 三维建模、动画制作、程序开发技术和经验,保证三维系统视觉感官的美观性与高效性。 2.三维建模及动画制作原则 三维建模过程配合不同用户、场地、网络、以及计算机性能。模型分为高精度模型和 优化后模型两类建立,要求与实际场景物体 1:1 比例制作。高模布线精密、细节度高。 低模通过烘焙贴图等方法,降低模型数据量的同时保证模型细节度,做到兼顾模型效率和 效果。 三维动画制作配合用户需求,动画过程符合科学原理和标准技术操作要求,视角合 理,背景恰当,能够体现环境要求。动画效果流畅,采用每秒 30 帧画面以上的高帧率设 置,画面美观、人物动作细致逼真。充分考虑文件大小与动画效果的取舍,根据硬件设备 及网络的情况选择适当的压缩比。 3.三维应急演练培训系统设计原则 三维虚拟场景中设备的位置、摆放、连接、与现场一致,真实再现,采用不同场景、 不同自然环境、不同视角、不同角色分类对项目进行应急演练模拟培训。系统设置灵活, 所有项目支持练习和考核模式,允许单人练习和团队协作两种方式。 4. 软件系统详细方案设计 根据各种作业的不同工作内容可以结合虚拟现实头盔、手势识别器和定位器设置对应 的互动功能、例如虚拟人物与实体假人的结合、工具的拾取等。 4.1. 开始界面 4.1.1. 一二级界面选择 开始场景为仿真场地为背景,选择面板可以通过手柄选择培训的项目。点击项目进入 对应的培训环境选择。 4.2. 脱离电源 4.2.1. 触电事故发生 进入场景,培训员工第一视角目睹触电事故发生。根据 6 个不同场景、触电事故按照 中国电力出版社出版的事故相关案例进行仿线. 工具选择与使用 通过手部识别、直接抓取虚拟工具,进行救援工作。 4.2.3. 单人/双人协作 单人操作时由电脑 AI 自动配合培训人员; 双人协作采用 2 套电脑和虚拟现实设备实现局域网联机。 4.2.4. 游客视角 可以通过游客视角看到培训人员的虚拟人物操作过程。 4.2.5. 顺序流程规范 所有操作按照标准规范进行操作,当操作错误时候,执行对应的动画。 4.2.6. 操作报告 当操作结束后,根据操作打分,并将错误部分显示出来。 4.2.7. 帮助模式 帮助模式快速了解设备操作和系统操作。 4.3. 人员救护 人员救护需要将虚拟现实场景与现实假人进行结合,达到数据传输的目的。当对假人 进行按压以及人工呼吸后,假人将被救活的数据传递给虚拟现实程序中,虚拟现实程序中 的虚拟人物展现被就成功动画。 5. 用户价值 5.1. 节约成本 通常由于设备、场地、经费等硬件的限制,许多实验都无法进行。而利用虚拟现实系 统,学生就可以足不出户便可以做各种实验,获得与真实实验一样的机会。在保证教学效 果的前提下,极大地节省了成本。 5.2. 减少风险 真实实验或操作往往会带来各种风险,利用虚拟现实技术进行虚拟实验,学生在虚拟 实验环境中,可以放心地去做各种危险地实验。例如:虚拟的飞机驾驶教学系统,可以免 除学员操作失误而造成飞机坠毁的严重事故。 5.3. 打破空间、时间的限制 利用虚拟现实技术,可以彻底打破时间与空间的限制。大到宇宙天体,小至原子粒 子,学生都可以进入这些物体的内部进行观察。 6. 实现意义 虚拟现实对教育领域的全方位渗透,从根本上改变人们的思维习惯和对传统学习环境 的概念,逐渐走向由虚拟教师、虚拟学习软件、虚拟实验、虚拟图书馆、虚拟辅导、虚拟 测验等构成的虚拟学习环境,给人以身临其境之感,让学习者沉浸在虚拟世界里对学习目 标进行实时观察、交互、参与、实验等操作,给予学习者充分的体验和相像空间。 随着 计算机、信息、网络等相关技术的发展,计算机作为一种高效能的信息传播工具,在教育 教学过程中得到越来越广泛的应用,如果将虚拟现实技术作为一种新兴的教学媒体应用到 教育教学中,这种崭新的技术会带给我们崭新的教育思维,解决我们以前无法解决的问 题。