目前高壓電氣設備的操作培訓是基于實物進行的，由于高壓導致一定的危險性存在，且無法記錄操作者的每一步操作是否都符合規范，交互式虛擬操作技術與電路仿真技術相結合可以建立虛擬的電氣設備和各種儀表，操作者可以交互地選擇不同的儀表來，通過動態連線來進行各類試驗，前臺的虛擬仿真將操作者的連接反饋給后臺的電路計算仿真，計算結果數據實時傳輸到前臺，前臺根據計算結果顯示操作者的操作應該引起的結果，包括指針儀表、數字式儀表等儀表顯示數據、由于電流電壓過大導致的過熱、電火花等現象，從而實現高壓試驗的實時交互式操作仿真。同時操作者的每一步操作動作均可以以數據和視頻的方式保存下來，供隨后的考核和評估，也可以用于其他學員學習。 

 

隨著單元發電機組容量越來越大，系統越來越復雜，對它的經濟運行、安全生產提出了更高的要求，仿真系統是實現這個目的的最佳途徑。通過仿真系統可以優化運行過程，可以培訓操作人員。電力培訓仿真系統己成為電站建設與運行中必須配套的裝備。早期培訓用仿真機大都包含對DCS系統的仿真，但往往比較簡單，基本都是“黑盒子”模型，與實際系統有著很大的差別。其主要作用是對機組運行人員的培訓?，F代的仿真系統，不但可用于對運行人員培訓，而且可對熱控人員進行DCS組態與培訓。 

 

電力培訓仿真系統，是將仿真技術應用于電站所構建的仿真系統，目前主要用于人員培訓。其稱呼還有很多，比如電廠仿真系統，電站仿真培訓系統，電廠仿真培訓系統，電站模擬培訓器，電廠模擬培訓器，電站仿真機，電廠仿真機，等等。 

 

系統集成：

 

整套系統可以細分為三個部分，即虛擬現實軟件系統部分、立體顯示部分、3D實時交互部分三個部分，下面分別介紹。

 

一、虛擬現實支撐平臺

 

虛擬現實軟件系統是通過專門的虛擬現實系統開發平臺，開發出來一套軟件系統，是虛擬現實電力培訓仿真系統的靈魂部分，負責整個系統中的數據運算，同時連接和協調整個系統的其他各個子系統的工作和運轉，并與他們共同組成一個完整的虛擬現實系統。目前世界上常用的虛擬現實系統開發平臺有Unity3D、Virtools等，如今國內也有一些虛擬現實開發平臺涌現出來，但是與國外的相比還是有很大的差距。下面簡單介紹兩款虛擬現實系統開發平臺。

 

1、Unity3D

 

Unity3D是由Unity Technologies開發的一個讓你輕松創建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內容的多平臺的綜合型開發工具，是一款跨平臺的虛擬現實系統開發平臺，其開發的內容可發布至Windows、Mac、Wii、iPhone和Android平臺等。

 

2、Virtools

 

Virtools是一套整合軟件，可以將現有常用的檔案格式整合在一起，如3D的模型、2D圖形或是音效等。Virtools是一套具備豐富的互動行為模塊的實時3D環境虛擬實境編輯軟件，可以制作出許多不同用途的3D產品，如網際網絡、計算機游戲、多媒體、建筑設計、交互式電視、教育訓練、仿真與產品展示等 。

 

二、立體顯示部分

 

立體顯示部分為虛擬現實電力培訓仿真系統的顯示端，為用戶提供高度逼真、高度清晰、高度沉浸的虛擬環境，使用戶直接置身于三維信息空間中，可以自由地使用各種信息，并由此控制計算機。在立體顯示部分，常用的立體顯示部分有：多通道立體顯示系統、桌面型立體顯示系統、頭戴式立體系統，不同類型的顯示系統適合不同的應用領域，下面分別簡單介紹這幾種不同類型的顯示系統。 

 

1、多通道立體顯示系統

 

多通道立體顯示系統是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統，它比普通的標準投影系統具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。該系統可以應用于虛擬仿真、數字城市規劃、三維地理信息系統等大型場景仿真環境。系統按屏幕分類可分為環幕立體顯示系統、平板幕立體顯示系統、沉浸式CAVE系統；按投影機的分類可分為主動式和被動式立體顯示系統，搭建不同類別的多通道立體顯示系統其費用及顯示效果也不相同，用戶可根據自己的預算及需求自行選擇。

 

推薦：多通道環幕投影、沉浸式CAVE系統

 

2、桌面型立體顯示系統

 

桌面型立體顯示系統通常指3D立體顯示器，3D立體顯示器常用的有裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器兩類，裸眼立體顯示器不需要佩戴3D眼鏡即可看到立體效果，偏振立體顯示器需要佩戴偏振眼鏡才可以看到立體效果，兩種類型各有優缺點，用戶需要根據自己的實際需要選擇合適自己的類型。

 

推薦品牌：推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器、Miracube偏振立體顯示器。

 

3、頭戴式立體顯示系統

 

頭戴式立體顯示系統即數字頭盔，是虛擬現實應用中3DVR圖形顯示與觀察設備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3DVR圖形信號。使用方式為頭戴式，輔以三個自由度的空間跟蹤定位器可進行VR輸出效果觀察，同時觀察者可做空間上的自由移動，如；自由行走、旋轉等，沉浸感極強，在VR效果的觀察設備中，頭戴式立體顯示器的沉浸感優于3D立體顯示器的虛擬現實觀察效果，遜于多通道立體展示系統的觀察效果，在投影式虛擬現實系統中，頭戴式立體顯示器可以作為系統功能和設備的一種補充和輔助。

 

推薦產品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器、Virtual Research VR1280 虛擬現實頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現實頭戴式顯示器。 

 

三、3D實時交互部分

 

互動系統是基于傳統的顯示設備及功能，結合實時動作捕捉系統（參考：A.R.T.系統解決方案）、數據手套（參考：Cyberglove II - 22 Sensors）、位置追蹤器（參考：Polhemus PATRIOT Wireless 電磁式無線追蹤系統）、力反饋設備（參考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等設備，通過對目標影像（如參與者）進行捕捉拍攝并由影像分析系統分析，從而產生被捕捉物體的動作數據，再結合實時影像互動系統使參與者與屏幕之間產生互動效果的一種新型系統。下面將分別介紹3D實時交互系統中涉及的各個各種交互設備，用戶可根據需求選擇。

 

1、實時動作捕捉系統

 

實時動作捕捉技術涉及尺寸測量、物理空間里物體的定位及方位測定等方面可以由計算機直接理解處理的數據。在運動物體的關鍵部位設置跟蹤器，由動作捕捉系統捕捉跟蹤器位置，再經過計算機處理后向系統提交交互數據，實現人機交互。

 

推薦產品：A.R.T.系統解決方案、Xsens Moven慣性運動捕捉系統、新版3DSuit慣性動作捕捉系統。 

 

2、數據手套

 

數據手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數據手套設有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成，通過導線連接至信號處理電路；在柔性電路板上設有至少兩根導線，以力敏材料包覆于柔性電路板大部，再在力敏材料上包覆一層彈性封裝材料，柔性電路板留一端在外，以導線與外電路連接。把人手姿態準確實時地傳遞給虛擬環境。

 

推薦品牌：Cyberglove數據手套、DGTech數據數據手套、5DT數據手套。

 

3、位置追蹤器

 

位置追蹤器又稱位置跟蹤器，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置，一般與其他VR設備結合使用，如：數據頭盔、立體眼鏡、數據手套等，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉，不局限于固定的空間位置。操作更加靈活、自如、隨意。產品有六個自由度和三個自由度之分，當接收傳感器在空間移動時，能夠精確地計算出其位置和方位。該設備 消除了延遲帶來的問題，因為它提供了動態的、實時的六自由度的測量位置(X, Y, 和 Z 笛卡爾坐標) 和方位（俯仰角、偏行角、滾動角），無論在虛擬現實應用領域，還是在控制模擬器的投影機運動時，還是在生物醫學的研究中，它是測量運動范圍和肢體旋轉的理想選擇。它是快速、精確、而且容易使用。

 

推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統、Xsens慣性位置追蹤器、Ascension電磁式位置追蹤器。

 

4、力反饋設備

 

所謂力反饋（Force Feedback），本來是應用于軍事上的一種虛擬現實技術，它利用機械表現出的反作用力，將游戲數據通過力反饋設備表現出來，可以讓用戶身臨其境地體驗游戲中的各種效果。 力反饋技術能將游戲中的數據轉化成用戶可以感覺到的效果，例如道路上的顛簸或者轉動方向盤感受到的反作用力，這些效果都是力反饋控制芯片“播放”出來的，

 

推薦品牌：HAPTION力反饋設備、Sensable力反饋設備。

 

應用領域：

 

適用于電廠建設、電力教學培訓及應急演練等。