全息投影交互式配网设备三维仿真培训系统开发
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完成单位:国家电网有限公司技术学院分公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
马梦朝、牛 林、徐志恒、高楠楠、王 磊、商玲玲
一、项目成果概述
本项目主要研究开发了一套基于全息投影交互技术的配网设备三维仿真培训系统,主要包括:
1.研发完成基于“全息投影触摸技术”的三维互动仿真培训系统。试制了一套三维互动仿真培训系统,实现无需佩戴立体眼镜全息课件的立体展示和触摸式人机交互。
2.开发1套包含分界开关柜、户外高压永磁真空断路器)、高压交流分界真空断路器、真空自动配电开关四种设备所有零部件的三维模型库。
3.完成了包含分界开关柜、户外高压永磁真空断路器、高压交流分界真空断路器、真空自动配电开关4套可交互、视觉冲击力强全息教学课件。将三维画面悬浮在镜面成像,达到全息投影的效果,实现设备结构认知,设备动作展示,设备日常维护及检修内容的培训。
4.根据开关柜、户外高压永磁真空断路器、高压交流分界真空断路器、真空自动配电开关常见故障,建立2套事故展示全息课件。
二、技术难度、先进性和创新性
全息投影技术是实现真实的三维图像的记录和再现。记录的难题早在1947 年就被攻克。但全息技术的第二步——再现,则在2001年才取得突破。纳米触摸技术是由一层X、Y轴纵横交错的纳米导线组成的防静电全透明的网格矩阵层,每个矩阵单元都能感应到人手的触摸,够实现鼠标的所有动作、并已实现多点触摸,是人机交互方法的革命性变革。
本项目首次将两者结合,融入了基于Unreal Engine 3的模拟演练技术、基于3D—MAX模型制作和VRay渲染技术,开发了“全息投影触摸技术”,同时,首次开发完成了开关柜(型号:VSR3-12/D630 (F))、户外高压永磁真空断路器(型号:ZW-12/D630-20)、高压交流分界真空断路器(型号:ZW20-12F)、真空自动配电开关(型号:FZW28 -12(VSP5))等四种配电自动化设备的三维立体精细化数字模型,实现设备结构认知,设备动作展示,设备日常维护及检修内容的培训和故障机理展示。
三、可推广性、经济社会效益
本项目开发的系统主要用于配电自动化运维人员培训教学,是一种更具感染力和震撼效果的培训方式。该系统在验收时得到专家组的高度评价,在应用过程中得到广大学员的好评,目前,该系统已应用于国家电网公司《配电网标准化建设改造培训班》等16期培训项目中,培训1073人次,同时,应用于国网公司新入职员工培训和河北技培中心,近三年来培训9000余人次。按照目前市场培训收费标准(300元/人天盈利)计算,该系统目前盈利约334万元。通过培训能够让学员掌握配电自动化开关设备原理、内部结构、操作演练和典型故障机理,假设每位学员能够利用所学防止1次开关故障导致的停电事故,按平均每次故障处理和经济损失10000元计算,该项目开发的系统可为电网挽回经济损失9100万元,同时,电网事故率降低,电网运行更加稳定,电网停电时间大大缩短,用户由于电网停电频次减少,用户的用电满意度大大提升,电网企业履行社会责任体现更充分,综合来说,具有很好的可推广性和经济社会效益。