【博奥案例】| 广东电网:交互协同式三维仿真培训课件

广东电网有限责任公司教育培训评价中心简称培评中心,是按广东电网有限责任公司分公司模式管理并实行独立核算的二级机构。是广东电网有限责任公司教育培训和人才评价工作的执行机构和实施主体,根据公司授权,在公司人力资源部指导下,主要负责公司教育培训、人才评价、职业技能鉴定、课程课件研发制作和学历教育教学工作,统筹公司各培训基地的使用与管理。中心同时挂有广东电网有限责任公司党校(2012年5月挂牌)、广东省电力工业职业技术学校、广东省电力技工学校的牌子。

今天【博奥案例】,小编就带大家一起回顾一下,广东电网的“交互协同式三维仿真培训课件”吧~~




课件开发背景

电力安全以及电力作业操作的培训中大都采用的是一种传统的灌输式的培训,仅仅是简单的文字与操作影片的一种结合。这使得整个培训缺少参加培训人员的参与。这种培训方式使得电力安全培训过程比较枯燥和乏味;另外由于电力操作的高危性,使得在整个培训过程中存在着一定的不安全因素。此外由于电力行业的特殊性,进行传统电力安全教育需要使用大量的场地及设备。这些都造成了培训成本极其高昂,从而因陋就简,顾此失彼,最终造成了安全教育培训的片面性。

在这种现实需求的推动下,使用三维虚拟仿真技术,把输电线路带电作业的操作规程和安全规程以一种交互的方式体现出来,并结合输电线路带电作业的特点,为公司提供一个三维虚拟仿真互动电力安全工作规程培训环境,以虚拟仿真训练为培训方式,把专业的操作规程和安全规程以一种交互的方式体现出来。通过完成每个任务,可以获得相关的操作要点、需要用到的知识、相关工具的检查与使用等方面的知识,从而牢固地掌握该任务对应知识点。
 

课件开发技术与工具

主要采用了Unity3D、Visual Studio、MySQL等开发工具,项目技术路线如下:

1、以三维建模技术和虚拟仿真技术为基础,采用游戏式培训思想,开发一批与实训基地相结合的“互动化、高仿真、沉浸式”的输电线路带电作业三维仿真培训课件,实现对技能作业的真实演示和模拟互动操作,达到安全警示教育与技能提高的目的,从而提高全体人员的安全意识与工作技能水平。

2、采用B/S+C/S多层系统体系架构,支持员工直接通过浏览器浏览学习课件,并且在网络链接速度不满足三维仿真培训课件学习的条件下学员可以下载客户端进行课件学习。体现易部署、易维护特性。此外,本项目课件要求提供单机版,学员可以直接拷贝安装到本机上进行离线学习。

3、基于SOA架构的分布式服务技术,通过服务总线与外部相关系统及其他课件进行应用集成。支持将开放的业务功能封装为Web Service的方式。

4、系统兼容性好。前端兼容不同种类、不同版本的浏览器;同时项目将输电线路带电作业各个知识点课件单独拆解出成为独立运行支持各种系统的手持终端的移动学习型课件;课件支持部署在Unix、Linux、Windows等主流操作系统;支持Oracle、MySQL、SQLServer、DB2等数据库;如有必要可以稳定运行在Weblogic、Websphere、Tomcat等多种中间件上。

5、课件既可以通过建立数据交换接口运行在公司网络教育培训系统,还可以独立使用;同时提供课件单机版,支持学员直接安装到本地电脑上脱离网络进行学习。
 

内容开发

本项目依据广东电网有限责任公司岗位培训规范,开发制作了41个输电线路带电作业三维仿真培训课件,包括10个带电作业基础知识培训课件,20个500kV输电线路带电作业培训课件,11个200kV输电线路带电作业培训课件。

具体如下:
带电作业基础知识

1、带电作业分类:地电位作业、中间电位作业、等电位作业

2、决定电击伤害程度的因素:通过人体的电流的大小、持续的时间、通过的途径、电流的频率及人体的健康状况

3、触电方式:人体与带电体直接接触触电;跨步电压触电;接触电压触电

4、人体在电场内运动,电场强度变化情况

5、等电位作业方式:立式绝缘硬梯等电位作业;挂梯等电位作业;软梯等电位作业;杆上水平梯等电位作业;绝缘斗臂车等电位作业;绝缘三角板等电位作业;吊篮进入强电场作业

6、等电位作业进入等电位过程中组合间隙原理及计算

7、带电作业安全要求

8、带电作业常用绝缘材料及工器具选择

9、带电作业工具试验、保管与使用

10、带电作业标准作业流程

 

 

500KV输电线路带电作业

等电位作业:

1、带电更换导线间隔棒(从直线塔进入电场)

2、带电更换导线间隔棒(从耐张塔进入电场)

3、带电更换导线防震锤(从直线塔进入电场)

4、带电更换导线防震锤(从耐张塔进入电场)

5、带电更换首片耐张绝缘子(横担侧第一片)

6、带电更换首片耐张绝缘子(导线端第一片)

7、带电更换单片耐张绝缘子(中间任意一片)

8、带电更换耐张绝缘子串

9、带电更换悬垂绝缘子串

10、带电更换单片悬垂绝缘子

11、跳线引流板发热带电处理

12、带电清除导线异物(从耐张塔进入电场)

13、带电清除导线异物(从直线塔进入电场)

14、带电修补导线(从耐张塔进入电场)

15、带电修补导线(从直线塔进入电场)

16、带电安装线路故障定位装置(从耐张塔进入电场)

17、带电安装线路故障定位装置(从直线塔进入电场)

地电位作业:

1、带电处理地线金具或放电间隔

2、带电处理地线异物

3、带电更换地线或OPGW光缆分流线

220KV输电线路带电作业

等电位作业

1、带电更换耐张绝缘子串

2、带电更换单片耐张绝缘子

3、带电更换悬垂绝缘子串

4、带电更换导线防震锤

5、带电安装线路故障定位装置

6、跳线引流板发热带电处理

7、带电清除导线异物

8、带电修补导线

地电位作业

1、带电处理地线金具
 

课件功能特点

MMO多人在线与局域网联机
不但能进行单人任务模式的操作且能进行多人协同模式。多人协同模式是指是多个培训人员为达到一个共同的目标进行合作完成一个任务模式。比如带电作业中需要多人同时在场,分工合作的场景;单人任务模式是某个培训学员为达到技能熟练程度,对一个任务进行全方位掌握,更好的深入到输电线路带电作业环境中,促进专业化水平提高。

课件任务管理
课件体系按照职业能力及岗位职责,设置不同的学习等级,操作员可根据不同等级及学习目标,选择不同的模块组合进行学习,配置不同的课件任务模式。根据课件学习的特点,课件任务模式中包含知识学习、技能训练及自测评价等。

体验式学习模块
通过三维和虚拟现实方式实现输电线路带电作业基本常识、基本动作、工具操作、带电作业的准备、现场操作、工作终结等的仿真模拟效果,使受训人员在不同工况和初始条件下能规范地进行现场判断和操作。
 

练习模块

支持学员将体验式仿真培训模块中学习到的知识应用到模拟的操作任务。包括学习任务、任务规则、任务工具、任务人员、任务反馈、任务评价、任务资源等设计,并能够对学员的练习水平进行统计分析与评估。

知识技能考核模块

包括技能实操测试与理论考核两个子模块。技能实操测试子模块能够记录受训人员的操作步骤,指出学员的错误操作步骤,并可以对学员的考试过程进行全过程分析与评价。理论考核子模块能够将输电线路带电作业相关理论知识核心点设置成各种题型供学员考核以评估其基础理论知识水平,其中这个子模块支持对测试题进行编辑和修改。

习惯性违章案例集锦
针对输电线路带电作业中各种误操作、习惯性违章案例进行管理,在课件设计中预制了种类丰富的违章案例,这些都是从现场实际中带电作业比较容易出现的违章,通过课件仿真培训,增强学员的安全意识。

学习帮助功能
课件在学员完成学习任务过程中能提供学习指南、学习建议、学习参考资料、及时的错误纠正等形式的帮助,以帮助学员完成学习任务,当学员完成学习任务后,该学习帮助功能消失。

移动学习知识点课件模块
将输电线路带电作业知识点课件转化为能够在移动智能终端播放的视频型课件或者其他互动动画,支持学员将其下载到个人手机等移动终端上进行学习,以方便员工随时进行学习,实现工作场所嵌入式学习。

二次开发与维护
本课件支持一定的后期定制开发与功能扩展。

其他功能
信息检索、多视角切换、多人机交互功能(漫游、飞行)等课件必要功能。

 
课件的教学设计特点
教学内容

科学性

课件内容所涉及的观点及内容正确,符合《广东电网公司带电作业管理办法》、《送电线路带电作业技术导则》(DL/T 966-2005)、《电力安全工作规程(电力线路部分)》(GB 26859-2011)等输电线路带电作业相关规定与标准,无文法、语法错误,无错别字,无学科性错误,没有不适当的内容。

适用性

课件内容覆盖输电线路带电作业员工培训的基本要求,满足教学活动以学员为中心的需要,使学员在学习过程中能充分发挥自己主动性、积极性。

教学设计

目标定位

学习目标清晰、定位准确,有助于学员明确学习的重难点,能引导学员开展有效的自主学习。

资源应用

文本、图像、音频、视频、二维动画、三维动画等多媒体资源运用恰当,媒体呈现形式多样,覆盖所有学习内容,有丰富的配套资料和学习辅助材料,能够有效支持学员自主学习。

组织结构

内容组织及其结构合理,知识关联清晰,知识体系结构完整。

实用有效

能够支持解决自主学习问题,对自主学习起正面促进作用,实际学习效果明显,易于使用与推广。

学习评价

提供不同层次的作业、习题、测验等学习评价,测验部分具有自动判卷和判别结业与否的功能,所有测验和习题能够在线查看正确答案。
 

技术规范

标准化

课件所采用的素材资源格式符合《广东电网公司电子课件开发技术标准》,适合网络传输要求,能够实现与广东电网公司网络教育培训系统的有效集成。

运行状况

链接准确,响应及时有效,稳定,容错性好。

交互设计

学习导航清晰明确,学员可自由控制学习进度、自主选择学习路径、自由检索学习内容,满足学员自主学习的需要。

对于虚拟现实部分,可以借助虚拟现实外设设备实现导航、位置重置等要求;能实现视线的高精度跟踪,且对学员产生的干扰较小。

学习跟踪

追踪记录学习过程,包括各单元的学习情况和掌握程度等,形成学员可以随时查看的报表。

开放性

具有易于补充和调整课件内容等开放性功能,具有较高的重复使用价值。

界面效果

课件的界面设计符合《广东电网公司电子课件设计标准》屏幕界面设计要求和《中国南方电网公司视觉识别系统管理手册(2012年修订版)》要求,视觉效果好,符合视觉心理。

此外,为了确保课件能够正常稳定运行,利用三维建模、Web 3D以及Web Service等技术构建基于Web的三维仿真培训课件支撑模块。主要功能包括:

(1)支持三维虚拟仿真培训课件的加载、运行、管理和维护,即加载、运行和管理本项目开发的输电线路带电作业三维仿真培训课件及其他课件。

(2)能够与公司网络教育培训系统实现数据交换,并能够记录和管理学员的学习行为数据,给绩效考核提供支撑,满足持证上岗培训要求。

(3)具备时间管理、用户&角色&权限管理、对象属性管理等功能,并具备通用学习工具支持。
 

自荐词

以输电线路带电作业培训仿真应用需求为背景,通过采用虚拟现实、多媒体、网络等先进计算机技术,开发一批与实训基地相结合的“互动化、高仿真、沉浸式”的输电线路带电作业培训课件,提供便捷、多元、开放、智能、协同高效,并可跨越时间与空间的三维仿真虚拟培训空间,使学习者可以在逼真的虚拟仿真环境中完成输电线路的技能学习与训练,并提升输电线路带电作业安全意识与技能,可以极大改善公司系统员工的输电线路带电作业培训效果,解决工学矛盾。

1、采用游戏式、活动驱动的培训开发理念

采用严肃游戏及活动驱动的培训开发理念,借助用户易于接受的方式和手段,开发具有“互动化、高仿真、沉浸式”的输电线路带电作业三维仿真培训课件,以游戏化、任务化的方式呈现培训内容,实现以学员为中心,学习任务的动态化以及不受时间和空间限制的学习空间的虚拟化,增强学员自主学习的主动性、灵活性和便利性,解决工学矛盾突出等问题。

2、采用Web3D虚拟现实技术实现输电线路虚拟场景及交互

采用基于Web3D的虚拟现实技术,开发了输电线路三维交互式虚拟场景系统,实现了对输电线路及其设备从外形到功能,从操作方式到工作流程与现场保持一致,将现实电力操作环境中的现场特征尽可能真实地体现在学习环境中,同时增强了人机交互行为,使系统具有可感知性和自然性,提高了培训工作的整体效果与效率。

3、采用多智能体技术实现虚拟电力系统场景多人联机协作

通过多智能体技术,以虚拟角色为基本组织单位,多个虚拟角色可以与虚拟主体协同工作来共同完成输电线路带电作业,使其更具有自治性、可移动性、自适应性和智能性。使用基于多智能体技术的多人联机协作功能,可实现多个学员在同一电力系统场景去完成同一个操作任务,学员在场景可以实时看到其他学员的操作动作并且学员之间可以进行简单的互动操作,较好地满足协作参与者之间的情感表达和协作群体的感知。

4、采用xAPI技术实现电力培训仿真系统跨平台数据交互

采用xAPI技术,捕捉并记录不同学习活动中的学习者行为,将不同平台不同设备间的培训数据实现共享,使其具有表述的弹性、历史纪录的弹性、设备的弹性和工作流的弹性,从而有效解决在电力仿真培训系统中针对同一学员的培训数据进行无缝交换的问题,为学员构建统一、全面、可跟踪的仿真培训档案,达到具有先进代表性的智慧学习。


上一条<<  【干货】| 游戏化学习+xAPI,助您移动学习... 下一条>>  【干货】| 没什么,我只是懂点儿“智能化...
其他资讯