技术领域
[0001] 本发明涉及培训教学技术领域，尤其涉及一种用于电工培训的仿真系统及其培训方法。
相关背景技术
[0002] 电力安全生产在电力系统中，占有非常重要的地位。如果冒险作业，就会使原本处于安全状态的作业环境发生危险，不仅不能控制已存在的危险点，还会生成一些新的危险点，进而导致事故的发生。因此，对于电力行业的作业人员的专业培训就显得尤为重要。
[0003] 而随着互联网技术的普及，远程教育方式已被广泛地应用于个人和企业的各种培训和学习活动中，成为一种新的学习方式。远程教育不再拘泥于时间、空间的限制，随时随地可以进行交互式学习，实现了教学资源的共享，改良了传统教学模式的弊端，是一种应运而生的新型教学模式。
[0004] 然而现有的线上远程教育方式仅能提供视频形式的培训，无法给予受训者实际的操作体验，导致整体的培训效果不佳。
具体实施方式
[0029] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032] 在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0033] 实施例：
[0034] 一种用于电工培训的仿真系统，如图1所示，包括：
[0035] 服务器端1，所述服务器端1配置有培训管理系统，所述培训管理系统配置有用户管理模块2、培训课程管理模块4以及仿真作业管理模块3；
[0036] 仿真培训端8，所述仿真培训装置通过广域网与服务器连接；所述仿真培训端8配置有虚拟现实终端设备9，所述虚拟现实终端设备9用于培训人员使用佩戴，所述虚拟现实终端设备9配置有虚拟现实显示模块12；
[0037] 培训人员通过仿真培训端8向服务器端1发送培训请求，所述培训请求关联有培训项目，所述服务器端1根据培训请求关联的培训项目生成培训任务，所述培训管理系统根据培训任务从培训课程管理模块4调取相应的培训课程，并将培训课程载入虚拟现实终端设备9，虚拟现实显示模块12显示培训课程的培训内容；
[0038] 仿真作业管理模块3根据培训课程生成仿真作业任务，在虚拟现实终端设备9生成仿真作业场景、仿真作业器材以及仿真作业引导标识，培训人员根据仿真作业投影引导标识执行仿真作业任务。
[0039] 所述虚拟现实终端设备9包括头戴式装置10以及手戴式装置11，所述虚拟现实显示模块12配置于头戴式装置10内，所述手戴式装置11配置有定位模块，所述定位模块配置有第一定位单元13以及若干第二定位单元14，所述第一定位单元13位于手戴式装置11上对应于培训人员的手掌位置，各个第二定位单元14分别位于手戴式装置11上对应于培训人员的手指指端位置，且每一第二定位单元14分别配置有特定编号。
[0040] 所述仿真作业管理模块3配置有仿真作业记录单元5，所述仿真作业记录单元5连接于定位模块；
[0041] 培训人员根据仿真作业投影引导标识执行仿真作业任务，仿真作业记录单元5以第一定位单元13以及第二定位单元14为目标构建三维虚拟场景，并在三维虚拟场景中对第一定位单元13以及各个第二定位单元14进行定位追踪并记录。
[0042] 所述仿真作业管理模块3配置有仿真作业评价单元6，所述仿真作业评价单元6关联有基准数据库，所述基准数据库内存储有对应于每一仿真作业任务的第一定位单元13以及各个第二定位单元14的标准三维坐标数据；
[0043] 所述仿真作业评价单元6配置有数据分析策略，所述数据比对策略调取来自仿真作业记录单元5的第一定位单元13以及各个第二定位单元14的虚拟三维坐标数据，并根据仿真作业任务调取来自基准数据库的第一定位单元13以及各个第二定位单元14的标准三维坐标数据，根据预设的数据分析算法计算培训人员在执行仿真作业任务的各个时刻下，第一定位单元13以及各个第二定位单元14的虚拟三维坐标数据与标准三维坐标数据的偏差，并根据计算得到的偏差值生产仿真作业评分。
[0044] 所述仿真作业任务对应每一培训课程分别配置有连续的多个作业任务段，所述仿真作业评价单元6配置有仿真作业评价策略，所述仿真作业评价策略配置有仿真作业评价算法，所述仿真作业评价算法对应每一作业任务段分别配置有不同的预设权重参数；
[0045] 所述仿真作业评价算法的计算公式为：
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] Ai＝Bi+Ci
[0050] 其中，T表示仿真作业评分；
[0051] Ai表示第i个作业任务段的第一定位单元13以及各个第二定位单元14的虚拟三维坐标数据与标准三维坐标数据的偏差总值；Bi表示第i个作业任务段的第一定位单元13的虚拟三维坐标数据与标准三维坐标数据的偏差值,Ci表示第i个作业任务段的第二定位单元14的虚拟三维坐标数据与标准三维坐标数据的偏差值,
[0052] ki表示第i个作业任务段对应的预设权重参数；
[0053] gi、hi分别表示预设的配置系数；
[0054] Xa表示第一定位单元13的虚拟横坐标数据，Xb表示第一定位单元13的标准横坐标数据；Ya表示第一定位单元13的虚拟纵坐标数据，Yb表示第一定位单元13的标准纵坐标数据；Za表示第一定位单元13的虚拟垂直坐标数据，Zb表示第一定位单元13的标准垂直坐标数据；
[0055] Xe表示第二定位单元14的虚拟横坐标数据，Xf表示第二定位单元14的标准横坐标数据；Ye表示第二定位单元14的虚拟纵坐标数据，Yf表示第二定位单元14的标准纵坐标数据；Ze表示第二定位单元14的虚拟垂直坐标数据，Zf表示第二定位单元14的标准垂直坐标数据。
[0056] 所述仿真作业管理模块3配置有仿真作业警示单元7，所述仿真作业警示单元7对应每一仿真作业任务的各个作业任务段分别配置有警示阈值，且每一作业任务段对应的警示阈值不同，
[0057] 所述仿真作业警示单元7配置有仿真作业警示策略，当培训人员根据仿真作业投影引导标识执行仿真作业任务至任意一个作业任务段时，仿真作业警示策略比对在该作业任务段的各个时刻下，第一定位单元13以及各个第二定位单元14的虚拟三维坐标数据与标准三维坐标数据的偏差总值与警示阈值的大小，当偏差总值大于警示阈值时，所述仿真作业警示单元7在虚拟现实终端设备9载入警示信息。
[0058] 一种用于电工培训的培训方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
[0059] S1,培训人员穿戴虚拟现实终端设备9，并通过虚拟现实终端设备9向服务器端1发送培训请求；
[0060] S2,服务器端1根据培训请求关联的培训项目生成培训任务，培训管理系统根据培训任务从培训课程管理模块4调取相应的培训课程，并将培训课程载入虚拟现实终端设备9；
[0061] S3,培训人员通过虚拟现实终端设备9的虚拟现实显示模块12学习培训课程的培训内容；
[0062] S4,待培训课程的培训内容显示结束后，仿真作业管理模块3根据培训课程生成仿真作业任务，在虚拟现实终端设备9生成仿真作业场景、仿真作业器材以及仿真作业引导标识，培训人员根据仿真作业投影引导标识执行仿真作业任务。
[0063] 本方案具体实施方式如下：
[0064] 培训时，培训人员穿戴虚拟现实终端设备9，并通过虚拟现实终端设备9向服务器端1发送培训请求；服务器端1根据培训请求关联的培训项目生成培训任务，培训管理系统根据培训任务从培训课程管理模块4调取相应的培训课程，并将培训课程载入虚拟现实终端设备9；培训人员通过虚拟现实终端设备9的虚拟现实显示模块12学习培训课程的培训内容；
[0065] 待培训课程的培训内容显示结束后，仿真作业管理模块3根据培训课程生成仿真作业任务，在虚拟现实终端设备9生成仿真作业场景、仿真作业器材以及仿真作业引导标识，培训人员根据仿真作业投影引导标识执行仿真作业任务。
[0066] 仿真作业任务的执行步骤包括：
[0067] 作业场景勘查：虚拟现实终端设备9按照培训课程对应的实训场景载入仿真作业场景，培训人员通过虚拟现实终端设备9进入仿真作业场景，对仿真作业场景中的仿真作业器材进行勘察记录；
[0068] 选择工器具及材料：培训人员根据仿真作业引导标识选取对应的仿真作业器材；
[0069] 检查工器具：培训人员对仿真作业任务中使用的仿真作业器材进行检测；
[0070] 安全防护用具穿戴：培训人员戴好仿真作业器材中的防护服、安全帽、安全带及防坠落装置；
[0071] 带电作业：塔上作业电工登上杆塔进行仿真带电作业，作业内容依据所选择任务和相应的仿真带电作业标准进行；
[0072] 作业记录：仿真作业记录单元5对培训人员在仿真作业过程中的第一定位单元13以及各个第二定位单元14的虚拟三维坐标数据进行监测记录，当偏差总值大于警示阈值时，所述仿真作业警示单元7在虚拟现实终端设备9载入警示信息。
[0073] 作业评价：仿真作业评价单元6根据第一定位单元13以及各个第二定位单元14的虚拟三维坐标数据与标准三维坐标数据的偏差计算得到的偏差值生产仿真作业评分。
[0074] 本发明提供的电工培训仿真系统，在仿真培训端8提供了虚拟现实终端设备9，培训人员通过虚拟现实终端进行培训课程的学习，大大提升了电工培训的效果、增强了电工培训的真实性、降低了电工培训成本。
[0075] 依托互联网技术及虚拟现实技术，通过在服务器端1配置仿真作业管理模块3，可以使得每一次培训课程都对应生成仿真作业任务，在虚拟现实终端设备9生成仿真作业场景、仿真作业器材以及仿真作业引导标识，培训人员根据仿真作业投影引导标识执行仿真作业任务，使得培训不受时间及空间限制，模拟真实的电工操作场景，进一步提升电工培训的效果。
[0076] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
