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摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，人们生活质量在不断提高，我国对电力需求量与日俱增。输配电线路施工技术是一项危险性较大，技术含量较高的施工技术。输、配电线路施工的仿真培训系统，对于提高电力企业一线生产人员的操作素质、提高施工效率、减少事故的发生都具有十分重要的意义。分析了输配电线路施工技术仿真系统的概况，对仿真系统的设计与实现过程中的面向对象分析方法做了简单介绍，并分析了仿真系统设计和实现过程及其对培训一线工作人员操作水平的作用和意义。
关键词：输配电线路;施工技术;仿真系统;设计;应用
引言
当今社会发展日新月异，科技、经济等各方面的迅速发展离不开电力供应。电网的安全稳定也成为了重中之重。带电作业由于能够最大限度的保证电力持续供应，因而成为保障电网安全稳定运行，输配电线路正常运行及提高系统可靠性的重要方法与技术手段;同时，它也成为现代电网运行维护技术发展的方向。目前，世界上发达国家在电力生产中都已经普遍采用带电作业技术，我国电力企业的带电作业也从无到有，走过50多年的历程，带电作业技术已跻身世界先进水平行列。我国每年都会定期或非定期地开展相应的带电作业技术培训工作，包括带电作业理论学习班、培训班和研讨班等。然而这些培训方式存在组织时间长、成本高且效果不明显等问题，这些问题严重阻碍了我国带电作业技术发展。
1输配电线路施工技术仿真培训系统的特征
输配电线路施工技术的仿真培训系统就是要模拟500kV以下输、配电线路中的基础工程、杆塔工程、架线工程三大施工技术的操作环境，以实现基于计算机的仿真培训，从而达到提高施工人员操作的规范性，并使他们能熟悉和掌握输配电线路（架空线路）的典型工艺的要求。输配电线路施工仿真培训系统为学员提供了一个近似于真实环境的操作环境和操作工况，并可以模拟实际施工过程中不允许产生的各种故障。操作人员在模拟仿真机上训练几个星期就可以经历施工的各种环境和实施各种操作，反复训练，即可以在短时间内积累丰富的经验，迅速提高操作技能和对事故的应变能力。本文构建的基于Web的仿真培训系统，采用了面向对象的软件开发方法、Browser/Server的网络架构体系和基于Java语言的J2EE平台技术，系统具有以下显著特征[5，8-10]：1）易维护性：系统软件安装在服务器上，系统更新升级只需要在服务器端进行;2）可移动性：基于J2EE开发平台构建的仿真系统应用独立于平台，可以摆脱特定的操作系统和硬件平台的局限，支持利用Web浏览器，动态地下载仿真应用和执行操纵训练;3）高效性：系统运行时通过100M的局域网，加上J2EE的四层结构的应用，使大量的数据在网络中进行快速的交换;4）操作简单：由于系统采用了通用的WebHTML界面，对于大多数经常上网的人来说非常熟悉和容易操作，对于没有上过网的人来说，学习起来也非常的简单快捷。5）可扩展性：Web仿真培训系统很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以进行灵活多变的、功能更加强大的仿真训练，并且支持仿真应用最大限度的重用性。
2输配电线路施工仿真培训系统的设计与实现
2.1系统方法的选用
在輸配电线路施工技术仿真系统设计过程中采用面向对象的系统分析方法，明确问题内容及解决方案。面向对象系统分析的关键是确定问题的对象，分析对象之间的相互关系，并依此来建立实际问题的模型。它主要包括两个部分：分析问题陈述和建立对象模型。系统分析的基础就是问题域的陈述。由于用户提出的初始问题往往不够明确，开发人员需要和用户不断的沟通交流，对问题加深认识，通过讨论、修改和补充，对问题进行详细的陈述。建立对象模型，绘制功能模型和动态模型。功能模型主要是由数据流图组成，数据流图能够描绘系统的逻辑结构，有助于开发人员对问题域有更深的理解，改进和完善设计。动态模型描绘了系统的瞬时行为，它规定了对象合法的变化序列。动态模型中每个类的动态行为用一张状态图来描绘，而各类状态图通过共享事件合并起来。
2.2功能模块设计
（1）带电作业仿真培训系统底层平台设计基于Quest3D平台开发包开发的系统底层平台是整个带电作业仿真培训系统的核心，通过驻留程序驱动启动仿真训练器客户端，同时，它也是各个仿真应用交互操作的信息传递纽带。由于其源代码开放并且成熟，故层次清晰、性能稳定。并通过层与层之间的低耦合高内敛，保证了底层平台的扩展性。（2）带电作业仿真培训系统功能模块设计以单个带电作业项目流程为基本单元，开发所需的工器具库、资料库、考试题库、场景库和仿真操作脚本，实现仿真操作、资料查询、培训管理和在线考试等基本功能，可进行系统扩充，增加带电作业项目，带电作业仿真培训系统主要功能模块介绍如下。1）仿真操作模块。仿真操作模块基于标准化作业方法，借助多种仿真硬件平台，模拟带电作业典型项目中的真实环境、操作流程和作业方法，可对10～1000kV各电压等级典型带电作业项目进行仿真操作，对带电作业工况进行三维展示，并对重点操作环节进行细致演示，仿真效果真实直观。培训学员可以沉浸在虚拟的三维带电作业场景中，通过各种虚拟外设与虚拟环境发生交互，操作虚拟电工完成整个带电作业的各个环节，并可利用虚拟环境提供的视觉、听觉和触觉反馈，获得到几近真实的虚拟培训感受，从而让学员获得最佳培训效果。
2.3仿真培训系统支撑平台组件RTI
本系统中的RTI不同与高层体系结构（HighLevelArchitecture，HLA）中的RTI[14]，本系统的RTI是输配电施工仿真培训系统的基础，它为系统提供了透明、高效运行管理环境。作为整个系统的核心，RTI在每个仿真应用的主机都有驻留程序，是联系各个仿真应用交互操作的纽带。在仿真系统运行过程中，各个仿真应用软件只和其所在计算机中的RTI驻留软件进行接口，整个仿真系统内的相互交互任务由RTI完成。RTI为各个仿真应用之间的交互提供了通用服务，包括仿真应用管理、声明管理、所有权管理、时间管理、数据分布管理和应用程序接口。RTI也是输配电线路施工技术仿真培训系统协调工作的管理操作系统组件。它主要包括：管理组件、图形组件、数据通道处理程序、教练站和学员站的支撑系统组件以及各种功能的处理程序。
结语
输配电线路施工技术的仿真系统能自由安排培训项目，允许人员在培训过程中发生各种错误，并能演示出由于操作错误而造成的后果，不受其他客观条件的限制，而且操作人员处理操作中故障的能力还可以通过人为制造各种故障来综合培训。输配电线路施工技术仿真系统的投入运行，能极大地提高培训的质量，且能在短时间内提高施工技术人员的操作水平，大大推动了电力系统的建设。为了更好的提高输配电线路施工技术仿真系统的应用水平，还需要进一步的完善输配电线路施工技术仿真系统，争取能够创造更高的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]何华灿，魏宝刚，等.大型变电站仿真培训系统的设计和实现[J].计算机仿真，1996，13（2）：20-23.
[2]杜亚辉.计算机辅助培训系统的实现与分析[J].计算机仿真，1996，13（2）：16-19.
[3]周炎勋.虚拟现实技术综述[J].计算机仿真，1996，13（1）：P2-7.
[4]曾芬芳，虚拟现实技术，上海：上海交通大学出版社，1997.
[5]胡忠东，樊爱华.虚拟现实工具[J].计算机仿真，1997，14（3）：61-64.
关键词：输配电线路;施工技术;仿真系统;设计;应用
引言
当今社会发展日新月异，科技、经济等各方面的迅速发展离不开电力供应。电网的安全稳定也成为了重中之重。带电作业由于能够最大限度的保证电力持续供应，因而成为保障电网安全稳定运行，输配电线路正常运行及提高系统可靠性的重要方法与技术手段;同时，它也成为现代电网运行维护技术发展的方向。目前，世界上发达国家在电力生产中都已经普遍采用带电作业技术，我国电力企业的带电作业也从无到有，走过50多年的历程，带电作业技术已跻身世界先进水平行列。我国每年都会定期或非定期地开展相应的带电作业技术培训工作，包括带电作业理论学习班、培训班和研讨班等。然而这些培训方式存在组织时间长、成本高且效果不明显等问题，这些问题严重阻碍了我国带电作业技术发展。
1输配电线路施工技术仿真培训系统的特征
输配电线路施工技术的仿真培训系统就是要模拟500kV以下输、配电线路中的基础工程、杆塔工程、架线工程三大施工技术的操作环境，以实现基于计算机的仿真培训，从而达到提高施工人员操作的规范性，并使他们能熟悉和掌握输配电线路（架空线路）的典型工艺的要求。输配电线路施工仿真培训系统为学员提供了一个近似于真实环境的操作环境和操作工况，并可以模拟实际施工过程中不允许产生的各种故障。操作人员在模拟仿真机上训练几个星期就可以经历施工的各种环境和实施各种操作，反复训练，即可以在短时间内积累丰富的经验，迅速提高操作技能和对事故的应变能力。本文构建的基于Web的仿真培训系统，采用了面向对象的软件开发方法、Browser/Server的网络架构体系和基于Java语言的J2EE平台技术，系统具有以下显著特征[5，8-10]：1）易维护性：系统软件安装在服务器上，系统更新升级只需要在服务器端进行;2）可移动性：基于J2EE开发平台构建的仿真系统应用独立于平台，可以摆脱特定的操作系统和硬件平台的局限，支持利用Web浏览器，动态地下载仿真应用和执行操纵训练;3）高效性：系统运行时通过100M的局域网，加上J2EE的四层结构的应用，使大量的数据在网络中进行快速的交换;4）操作简单：由于系统采用了通用的WebHTML界面，对于大多数经常上网的人来说非常熟悉和容易操作，对于没有上过网的人来说，学习起来也非常的简单快捷。5）可扩展性：Web仿真培训系统很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以进行灵活多变的、功能更加强大的仿真训练，并且支持仿真应用最大限度的重用性。
2输配电线路施工仿真培训系统的设计与实现
2.1系统方法的选用
在輸配电线路施工技术仿真系统设计过程中采用面向对象的系统分析方法，明确问题内容及解决方案。面向对象系统分析的关键是确定问题的对象，分析对象之间的相互关系，并依此来建立实际问题的模型。它主要包括两个部分：分析问题陈述和建立对象模型。系统分析的基础就是问题域的陈述。由于用户提出的初始问题往往不够明确，开发人员需要和用户不断的沟通交流，对问题加深认识，通过讨论、修改和补充，对问题进行详细的陈述。建立对象模型，绘制功能模型和动态模型。功能模型主要是由数据流图组成，数据流图能够描绘系统的逻辑结构，有助于开发人员对问题域有更深的理解，改进和完善设计。动态模型描绘了系统的瞬时行为，它规定了对象合法的变化序列。动态模型中每个类的动态行为用一张状态图来描绘，而各类状态图通过共享事件合并起来。
2.2功能模块设计
（1）带电作业仿真培训系统底层平台设计基于Quest3D平台开发包开发的系统底层平台是整个带电作业仿真培训系统的核心，通过驻留程序驱动启动仿真训练器客户端，同时，它也是各个仿真应用交互操作的信息传递纽带。由于其源代码开放并且成熟，故层次清晰、性能稳定。并通过层与层之间的低耦合高内敛，保证了底层平台的扩展性。（2）带电作业仿真培训系统功能模块设计以单个带电作业项目流程为基本单元，开发所需的工器具库、资料库、考试题库、场景库和仿真操作脚本，实现仿真操作、资料查询、培训管理和在线考试等基本功能，可进行系统扩充，增加带电作业项目，带电作业仿真培训系统主要功能模块介绍如下。1）仿真操作模块。仿真操作模块基于标准化作业方法，借助多种仿真硬件平台，模拟带电作业典型项目中的真实环境、操作流程和作业方法，可对10～1000kV各电压等级典型带电作业项目进行仿真操作，对带电作业工况进行三维展示，并对重点操作环节进行细致演示，仿真效果真实直观。培训学员可以沉浸在虚拟的三维带电作业场景中，通过各种虚拟外设与虚拟环境发生交互，操作虚拟电工完成整个带电作业的各个环节，并可利用虚拟环境提供的视觉、听觉和触觉反馈，获得到几近真实的虚拟培训感受，从而让学员获得最佳培训效果。
2.3仿真培训系统支撑平台组件RTI
本系统中的RTI不同与高层体系结构（HighLevelArchitecture，HLA）中的RTI[14]，本系统的RTI是输配电施工仿真培训系统的基础，它为系统提供了透明、高效运行管理环境。作为整个系统的核心，RTI在每个仿真应用的主机都有驻留程序，是联系各个仿真应用交互操作的纽带。在仿真系统运行过程中，各个仿真应用软件只和其所在计算机中的RTI驻留软件进行接口，整个仿真系统内的相互交互任务由RTI完成。RTI为各个仿真应用之间的交互提供了通用服务，包括仿真应用管理、声明管理、所有权管理、时间管理、数据分布管理和应用程序接口。RTI也是输配电线路施工技术仿真培训系统协调工作的管理操作系统组件。它主要包括：管理组件、图形组件、数据通道处理程序、教练站和学员站的支撑系统组件以及各种功能的处理程序。
结语
输配电线路施工技术的仿真系统能自由安排培训项目，允许人员在培训过程中发生各种错误，并能演示出由于操作错误而造成的后果，不受其他客观条件的限制，而且操作人员处理操作中故障的能力还可以通过人为制造各种故障来综合培训。输配电线路施工技术仿真系统的投入运行，能极大地提高培训的质量，且能在短时间内提高施工技术人员的操作水平，大大推动了电力系统的建设。为了更好的提高输配电线路施工技术仿真系统的应用水平，还需要进一步的完善输配电线路施工技术仿真系统，争取能够创造更高的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]何华灿，魏宝刚，等.大型变电站仿真培训系统的设计和实现[J].计算机仿真，1996，13（2）：20-23.
[2]杜亚辉.计算机辅助培训系统的实现与分析[J].计算机仿真，1996，13（2）：16-19.
[3]周炎勋.虚拟现实技术综述[J].计算机仿真，1996，13（1）：P2-7.
[4]曾芬芳，虚拟现实技术，上海：上海交通大学出版社，1997.
[5]胡忠东，樊爱华.虚拟现实工具[J].计算机仿真，1997，14（3）：61-64.