一种电气化铁路牵引变电所的可视化仿真培训系统及方法

摘要

本发明公开了一种电气化铁路牵引变电所的可视化仿真培训系统及方法，利用三维仿真建模软件、动画制作软件及辅助软件创建三维可视化仿真培训系统，能有效调动培训对象的视觉、听觉等多种感知器官参与感知活动，有助于对培训内容的理解和接受，学员可自主选择学内容和难易程度，为培训对象发挥积极性、获得有效认知创造良好条件，通用性强、培训周期短、交互界面友好、代入感强，具有良好的应用前景。

主权项

一种电气化铁路牵引变电所的可视化仿真培训系统，其特征在于：包括底层数据服务层，包括实时数据库、历史数据库和数据脚本，用于存储培训、调试、检修的实时和历史数据；存储学员成绩、成绩评测、成绩分析；中间调用层，包括消息总线单元、服务总线单元、数据库访问操作单元，用于建立底层数据服务层与应用层的数据调用；应用层，包括设备模型模块、检修仿真模块、教学影片模块、培训教学模块、考核系统模块、成绩管理模块、用户管理模块，所述设备模型模块，用于提供电气化铁路牵引变电所内各设备的三维模型结构以及剖视动画的结构，根据图纸或者实物对电力设备模型进行建模，并采用文字文本、三维交互模型、三维动画素材形式仿真展示主设备、辅助设备、金属结构设备的外观、组成、物理结构以及电气功能；所述检修仿真模块，用于调用设备模型模块内各设备模型，通过人机界面交互进行检修仿真教学及操作，演示电气化铁路牵引变电所内各设备的拆卸和检修工艺，设备调试方法、设备操作方式、设备参数设置，并采用三维动画、注解字幕以及配音素材形式对各设备的拆卸和检修工艺、工序、质量标准的内容进行可视化仿真；所述教学影片模块，用于演示电气化铁路牵引变电所内各设备的调试及运行检修内容，采用教学影片的形式对各设备的调试及检修过程和内容进行可视化仿真，采用动漫引擎方式对人物、设备、工具使用的动态控制，并采用焦距调整、人称定位、场景漫游经摄像机进行视频录制，录制完成以后再对视频进行剪辑、合成、板书添加、配音合成、特效，综合处理，完成教学影片制作，并利用lua、angelscript、python类脚本工具进行界面铺设；所述培训教学模块，用于培训学员的设备模型的调试、校核、拆卸、安装、检修及设备调试方法、操作方式、设备参数设置，采用三维动画、注解字幕以及配音、与三维设备模型实际互动，对设备模型的调试、校核、拆卸、安装、检修工艺、工序、质量标准的内容进行交互式学习培训；所述考核系统模块，用于对学员受训后评测、自主仿真练习的考核，采用文本、3D模型、交互动画的素材形式对受训学员进行培训评测，并提供交互式仿真练习；所述成绩管理模块，用于对受训学员的考试成绩进行统计分析，掌握每个学员的学习及知识掌握情况，包括统计并列出每个学员的考试及自主学习情况；以柱图、曲线和表格形式，表明试卷成绩各分数段人数及比例；并可导出考试信息，用于编辑、分析或保存；所述用户管理模块，用于受训学员的管理和登录；人机界面交互层，用于建立与应用层的人机交互界面，实现受训学员的仿真培训。