[發明專利]一種特高壓電力虛擬實訓的體驗式交互過程設計方法

有效

• 申請號: 201810075497.1
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108364550B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 邵劍;劉偉;戴威;李群;趙新冬;唐錦;盧茜;王繼;陳健
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松;董建林

本發明公開了一種特高壓電力虛擬實訓的體驗式交互過程設計方法，包括步驟：完成特高壓虛擬實訓系統交互過程的總體邏輯設計；完成系統交互過程總體建模，確立系統功能模塊劃分；設計完成任務驅動管理模塊、數據模型管理模塊和交互過程控制模塊。本發明在沉浸式虛擬現實技術背景下，以用戶體驗設計為基本出發點，對特高壓變電站虛擬實訓系統交互過程進行優化設計建模，實現對系統交互過程的有效控制，實現用戶與系統的體驗式交互，提升用戶實訓學習體驗。

技術領域

本發明涉及一種特高壓電力虛擬實訓的體驗式交互過程設計方法，屬于變電站協同仿真技術領域。

背景技術

特高壓技術是電網領域最先進的技術前沿，也是支撐現代智能電網建設的關鍵。近年來，特高壓工程不斷建成投運，增加了電網安全穩定運行的壓力，相關電力員工的技能水平急需得到培訓加強。然而，電力培訓必須以防范安全事故風險為前提，特高壓培訓難以貼近現場實際開展，電力仿真培訓系統開發是解決這一問題的有效手段。同時，2016年是虛擬現實(Virtual Reality，VR)技術發展元年，沉浸式虛擬現實仿真技術發展勢頭迅猛，能為用戶提供身臨其境的沉浸感和更加貼近現實的交互體驗，對電力培訓具有良好適用性，研究基于虛擬現實的特高壓虛擬實訓系統具有重要價值。

與之相近的傳統電力仿真培訓系統的建模與研發過程主要包括兩個關鍵環節：一是構建計算機虛擬環境，建立逼近電力實際的三維模型，并在此基礎上合理組織三維數據；二是電力生產業務流程還原，開發與實際業務相匹配的功能模塊，并通過邏輯程序控制，讓用戶通過人機交互操作觸發相應功能應用，最終實現虛擬三維環境中進行實際生產業務流程模擬演練。然而，現有電力仿真培訓系統主要側重于利用增強仿真環境及仿真實體外觀和動作過程外在表現的真實性，并未深入分析用戶交互操作過程的邏輯流程，用戶交互體驗處理簡單，系統的交互體驗性較弱是其最大的不足。

隨著虛擬現實技術快速發展應用，基于虛擬現實的仿真培訓系統與傳統電力仿真培訓系統存在差異，它不僅具有高度沉浸感和真實感的虛擬環境，更關鍵是要讓用戶實現與真實情況一致的交互操作，應該具備更優質的交互體驗。當前技術背景下，以用戶體驗設計為基本出發點，對特高壓變電站虛擬實訓系統交互過程進行優化設計建模，使之既反映生產系統運行規律、工作環境和流程，實現對系統交互過程的有效控制，保證特高壓虛擬實訓系統的真實性和有效性。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的電力仿真培訓系統交互建模技術普遍存在的問題是對用戶交互體驗處理簡單，未能細致考慮用戶交互操作過程的邏輯流程，主要關注實現虛擬仿真環境、仿真原件實體和作業流程的外在表現真實性，對影響用戶體驗的關鍵因素考慮不足，導致系統的交互體驗性較弱的不足，本發明提供一種特高壓電力虛擬實訓的體驗式交互過程設計方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種特高壓電力虛擬實訓的體驗式交互過程設計方法，包括步驟如下：

步驟1：設計特高壓電力虛擬實訓的體驗式實訓交互過程總體邏輯，所述總體邏輯包括：用戶應用層、數據支撐層、任務驅動層、過程控制層；

步驟2：構建特高壓電力虛擬實訓的體驗式實訓交互過程總體模型，所述總體模型包括：基礎管理模塊、任務驅動管理模塊、模型數據管理模塊、交互過程控制模塊。

作為優選方案，所述用戶應用層是系統交互過程的目標對象，用戶通過與實訓系統之間的感知和反饋，獲得真實的視覺、聽覺和觸力覺反饋，開展不同類型的實訓作業操作，獲得逼近現實的學習體驗；

所述數據支撐層是系統交互過程的核心基礎，需要實現對各類虛擬現實數據有效組織管理，提供更具有真實性和完整性的虛擬現實環境；

所述任務驅動層提供系統交互過程的邏輯流程，需要在電力作業流程規范和電力安全規程約束下，把各項電力實訓作業步驟和相應電氣設備狀態變化，通過一系列操作邏輯函數進行描述；