一種輸電線路施工仿真培訓系統的設計

摘 要：分析和使用了面向對象的軟件設計和開發方法、Browser/Server網絡結構體系，基于C#語言的平臺技術，結合傳統的仿真數學建模，設計了輸電線路施工仿真培訓系統。介紹該系統的配置、功能、構成和特點，并且闡明該系統的設計思想和技術。該系統是集計算機、通信、多媒體的高新技術產物，系統采用Browser/Serve架構，符合當前計算機和網絡的發展趨勢。系統的設計突出了實用性、技術先進性和功能完備性，達到較高的應用水平。施工操作人員通過在該仿真培訓系統上的演練，有利于快速掌握輸配電線路施工的工藝流程，積累施工操作經驗，對保證輸配電線路施工的安全具有重要意義。

關鍵詞：仿真建模；輸電線路；施工

本文所討論的仿真培訓系統主要基于windows XP平臺，使用C#語言以及Microsoft access數據庫開發，主要采取面向對象以及數據庫技術，讓該培訓系統具備更高的實用性以及可維護性。

1 總體設計

1.1 設計構想

為了更加有利于進行模型調試以及構建三維畫面，培訓系統的主要設計構想采取了軟件與數據分離的思路。

1.2 系統結構

該仿真培訓系統主要包括教練機、學員機以及打印機和掃描儀構成。

1.3 軟件層次結構

該培訓系統主要使用C#語言進行編程，使用類程方式在源代碼中進行嵌入。為了最大限度的降低教練機的負擔，更加便于操作管理，施工系統的模型一般都在學員機上進心操作。其通信模式最大化的做到了經濟性和實時性，能夠更快的將學員成績以及操作記錄反映出來，并且通過固定的按鈕來進行傳遞。

1.4 數據庫架構

過去使用的仿真模擬技術存在一個非常普遍的缺點就是不具備科學的數據管理工具。在本文中所探討的仿真培訓系統內，各種數據是該系統正常運行的關鍵部分；其他的一些功能模塊通過對數據庫內部的數據進行存取或者處理來實現仿真培訓系統所傳達的指令，這是支持系統的主要技術。電力線路數據庫根據其實際作用可以劃分為模型庫、輸入輸出數據庫、歷史數據庫、故障庫和教練操作數據記錄庫。

1.5 網絡架構

隨著互聯網技術的不斷發展，很多計算機應用以及漸漸朝著網絡化發展，過去的C/S模式經過了多年的發展，在當前的網絡技術面前已經逐漸跟不上腳步了。它的主要缺陷有：安裝和后期的維護工作不便、使用起來操作復雜、培訓成本相對較高、擴平臺能力較弱、開放性過低、系統壽命周期較短等。隨著網絡技術以及客戶端瀏覽器的發展，電子技術領域正在逐漸普及“瘦”客戶機模式。而B/S模式恰好能夠符合這一趨勢，本文中所探討的仿真培訓系統就采取了B/S模式來進行網絡的架構[3]。

2 教練機與學員機的功能設計

2.1 教練機功能設計

2.1.1 教練機通?？梢詫W員機進行單獨或者多臺控制，一般可以控制學員機的啟動、關閉、暫停、設置標記等。在教練機的啟動對話框中還可以對學員的考試題目、時間以及考試規則進行規定。

2.1.2 教練機可以通過流程圖的形式來對學員機的實際情況進行實時的監督，能夠在多臺學員機之間進行畫面切換，可以實現隨意查看任意學員機操作情況的功能。

2.2 學員機功能設計

2.2.1 學員機必須要能夠處于教練機的監控之下，學員機的運行狀態、操作設置、啟動停止等功能都必須要受到教練機的控制，以便于更好的對學員進行評價。學員能夠看到的實際畫面主要是一些流程圖、控制組以及操作記錄數據等。另外學員機還應該帶有存儲的功能，學員在考試開始之后進行計時，當測試結束之后按下相關按鍵進行結束。為了最大限度的降低教練機的承載量，輸電線路施工的模型以及平分規則要能夠在任意一臺學員機上運行。

2.2.2 換一種角度來說，當學員機處在訓練模式之下的時候，它的屬性應該是考試模式下教練指令發布臺與學員機的組合，這時候學員機能夠獨立開來運作。學員可以利用學員機所提供的一部分控制功能來自行選擇實際操作環境以及需要培訓的各種內容，檢驗自身的技術水平。學員機需要提供流程圖、操作數據以及控制組等界面。

3 考試管理軟件功能設計

3.1 考試管理功能

考試管理軟件要能夠具備對已經注冊的受訓人員的考試全過程以及考試結果展開分層次的管理功能，考試管理軟件的功能通常必須要有：在學員信息表中隨機點擊一名學員之后能夠看到學員每次考試的摘要信息；在這些顯示出來的考試信息中隨機選擇一次能夠清晰的回饋這次考試的詳細信息；必須具備查看學員考試操作記錄的功能；必須具備查看某一學員在某次考試中的報警記錄等等。

3.2 操作評分

3.2.1 其一是操作環節得分，這項分數主要是根據相關操作規范中要求的操作規程所設置的，其中的部分關鍵性操作都設置了對應的分值。操作重要與否直接決定了評分的高低。在實際計分過程中，還應該考慮到兩點，一方面是操作流程的強聯系性，主要指的是操作環節的順序，避免引起相關事故發生；另一方面是操作環節的弱聯系性，主要指的是操作環節順序顛倒之后都不會引發事故。

3.2.2 其二是操作質量得分，這項分數的主要依據是相關手冊中的部分參與是否和學員的操作一致，二者之間的差距越少，該項分數越高。

為了讓考試管理軟件的操作評分系統更加科學，該系統必須要能夠同時加載不同的平分規定。學員的考試得分應該是多個分數的平均值，從某些程度上來說，平分規則是形式化的知識。

4 結束語

仿真技術從被研發出來到如今已經歷經了20多年的發展歷程，在軍事、航天、電力等領域都得到了廣泛的運用。仿真技術在培訓系統中的運用已經得到了各界的認可。結合電力施工技術人員的實際培訓要求所研發的輸電線路仿真培訓系統具備了以下優點：一是該系統能夠自由組織培訓科目而不受到其他客觀因素的制約；二是當學院操作失誤之后系統可以模擬該錯誤所導致的后果；三是該系統能夠模擬常見故障來對學員進行培訓；四是能夠開展重復訓練，可以在較短的時間內進行大量培訓；五是可以極大的節省培訓成本。目前為止，該仿真模擬系統已經得到了一定的應用，事實證明它能夠在很大程度上增強電力施工培訓質量，在較短的培訓時間內提高相關人員的工作水平，對于促進電力系統穩定發展具有非常重要的現實意義。

參考文獻

[1]姜芳芳，來文青，龔慶武，等.虛擬現實在變電站仿真培訓系統中的應用[J].高電壓技術，2005，31（7）：68-70.

[2]屈小勇，陳輝.基于WindowsNT下實時仿真支撐系統研究[J].計算機應用，2002，22（4）：64-66.

[3]權義寧，王寶樹，李風華.WWW訪問數據庫技術[J].西安電子科技大學學報（自然科學版），2001，28（2）：264-267.

[4]FISHWICKPA，HILLDRC.IntroductiontospecialissueonWeb-basedsim

ulation[J].Simulation，1999，41（6）.