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第十五届全国多媒体课件大赛高职理科组二等奖作品《高压电气设备虚拟仿真实训系统》

2016年05月27日 11:30  点击:[]

《高压电气设备虚拟仿真实训系统》基于高压电气试验标准化试验设计方案的内容和要求,采用基于虚拟现实的三维视景技术对试验操作过程进行交互模拟仿真,选择C/S架构,将三维交互实验环境以ActiveX插件的形式集成到网页中,或者选择B/S架构,直接生成客户端应用程序。学生可以通过该试验虚拟仿真平台进行高压电气试验的在线练习和考核,元件库均创建与现场实验仪器和设备1:1的3D模型,整个实验环境也是与牵引变电所高压室的环境一致,实现理论教学与现场教学的无缝对接,学生在试验仿真操作时,可以选择练习模式和考核模式,对于初学者一般先进入练习模式,根据电气试验的标准化作业流程进行一步一步地操作,如有不熟悉的地方可以点击提示,这样有助于学生更快更好地掌握试验安全事项及操作要领。等练习熟练后,学生可以进入考核模式,根据标准化作业流程进行实操考核。在网络环境下学习和模拟实验操作,这样可以提高高电压试验的安全性,避免初学者的不规范操作造成触电事故,保护人身和设备安全。

   

软件制作时,采用先进的虚拟现实仿真开发软件openscenegraph(简称osg),是一套基于c++平台的应用程序接口(api)。osg是一个开源系统,主要包括场景图形核心,producer库,openthread库以及用户插件四个部分。opengl技术为图形元素(多边形、线、点……)和状态(光照、材质、阴影……)的编程提供了标准化的接口。而osg开发的主要意义在于,将3d场景定义为空间中一系列连续的对象,以进行三维世界的管理。这套虚拟现实仿真开发软件对实验仪器及高压真空断路器及试验场景全部采用3D MAX软件制作,进行多次实物比对,仿真度达到100%。实验操作步骤采用VC++2.0软件进行程序的编写,以标准化作业指导书为蓝本设计出主程序。

用户安装插件后,可以在试验场景下,在元件库中选择实验仪器及设备,按照试验标准程序进行交互式操作,如接线、通电、按钮等的操作都可以在此环境下实现人机交互。仿真操作完后可以提交并查看成绩,教师在主站端可以浏览每一位学生的实操成绩,对于成绩优秀的学生可以进入高压实训中心进行真空断路器的带电测试。成绩不及格的继续在客户端进行在线练习,通过系统考核、成绩优秀者方可进入高压实训中心进行实际通电测试。这对于学生做高电压试验实训操作有非常大的帮助,既可提高学生的学习兴趣,又避免初学者在没有掌握全部安全要领的情况下造成任何意外,提高高电压试验的安全系数,同时又可以在仿真环境下让学生理解所从事的工作及其重要性,在技能考核时能够顺利地通过实操考核,取得优异成绩,走上工作岗位后能快速胜任本职工作。本软件制作完成后在电气化铁道技术专业几个班级里让学生使用,90%的学生通过使用该软件能快速掌握真空断路器实验的安全措施及实验步骤,并且在线考核时成绩都在95分以上,获得多数学生的喜爱。

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