李勇群 张明
国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司 江苏淮安 223000
摘要：通过多媒体技术和网络技术构建出虚拟实验室，模拟主要的电气试验工作，便于实现考试模拟、网络教学、功能识别与评价。真实环境模拟与网络教育系统采用三维（3D）技术、多媒体技术、虚拟现实技术和互联网技术组成的远程虚拟教育与功能识别系统，集成了初试的所有教育和培训工作，并将其模拟使用，主要运用于在电气实验行业的教育工作。本文研究了系统的软硬件方案和主要功能的设计与实现。
关键词：多媒体技术；三维技术；虚拟教育
随着电力系统的快速发展和发展，对电力设备的故障诊断的要求也随着增加，特别对有关的电力系统技术人员的综合素质提出更苛刻的要求，电力企业会定期向实验人员进行培训，其中主要分为理论教育和技能教育。由于实验仪器和方法的多样性和复杂性，对电力实验提出了许多要求。另外，由于实验环境的不同，实验结果也会受到影响。转学实训基地水平不高，能满足电工实验专业教育需求的教育基地不多，也没有能满足相关要求的电工实验室，其建设价格昂贵。从这个角度看，不完善的教育体制是制约电工实验教育和功能鉴定产业发展的一个因素。
1 系统软件和硬件组成方案
通过相关技术建立了10Mbit s-1/100Mbit s-1系统，其具有足够传输容量的光纤与基层单位和变电站相连，并且还创建有基于Intranet的数模网络教育系统，该系统是建立在企业内部网络的基础上，可以通过网络广泛应用于辐射周围电力系统。
1.1 硬件系统
系统的硬件部分不需要过度投资，只需在现有的多媒体远程教育系统上附加教育管理工作站和系统维护工作站。目前我国的互联网中可以使用云盘存储技术，最大化地降低了系统建设成本。系统硬件是由负责执行数据处理的计算机设备组成的，作用是保障信息系统的功能更加可靠，生命周期更长。硬件设备很多是国外进口的具备先进科技的产品，符合国际化标准。我们通常所说的ISO标准是广泛应用于端口和网络连接的IEC标准，采用ITU标准和TCP/IP协议，系统可以与其他系统和网络充分交换信息，并与开放系统（也称OSI）连接，方便信息交换，有效信息的快速更新、系统的升级、通信协议的规范化对系统的可靠性和可扩展性起着重要的作用。
1.2 软件系统
软件系统的设计考虑到不同软件的兼容程度，开发了多种多样的备用功能，使得系统上的软件在后期更新系统时可以把之前的信息数据安全转移，更新的效率更高。综合国内外相关标准，选择目标技术。因为它能更好的维护和避免过度依赖，只有符合电测数字仿真和网络教育系统的要求，具有良好的可操作性，才能有效地发挥教育功能。操作系统由三个模块组成。服务器系统通过mswindows2000高级服务器版本完成简体中文版本，传输性能良好，便于操作和维护。同时，学生系统还可以广泛使用windowsxp系统，数据库是信息存储和交换的重要领域，在培训系统中有大量的数据交换，数据库必须具有足够的功能。例如，SQLServer2000专业版等具有良好口碑和性能的产品可以在市场上使用。此外，系统还需要安装相应的支持软件。需要音频软件、视频软件、网络服务和数据库服务软件。
电力测试数字化教学系统、异步交互、WBT教学服务软件、交互式3D操作教育软件等软件都包含了电气实验教学的内容。同时，充分发挥数字网络教育系统的功能，开展电话实验。各种仿真应用程序是实现仿真功能的基本条件之一。需要安装的应用软件包括各种电气设备、故障检测、仪器仪表和实验实际操作等相应的仿真软件操作系统界面符合便携式UNIX操作系统（POSIX）和操作系统功能（OSS）标准，数据库采用结构化查询语言（SQL）标准，接口基于windows2000和windowsxp，计算机通信基于ISO/OSI和ICP/IP协议支持。
2 电气试验数字仿真与网络培训系统功能
该系统的真正意义是通过各种仿真软件的仿真，以动态设备、仪器和操作的形式模拟电气实验的各个步骤，再现电气实验的全过程。
2.1 仪器仪表和高压设备仿真
电气实验中相应的设备和仪器中的仿真软件详细介绍了电工实验中常用的仪器，并对其原理和使用方法进行了说明。在数据库中，对20多台仪器和辅助设备进行了多次三维仿真实验，可以满足一般电气实验的需要。在电学实验教学过程中，该系统可以直接实现常用仪器设备的定量标准、性能等各种信息，使用方便。同时，系统在电气实验中实现了高压设备的高仿真三维模型，使学生能够清晰地观察到元件和端口，并进行结构组装和分解的过程是的，对学习者掌握高压设备的结构非常重要。
2.2 理论学习培训仿真
电力理论学习教育是由数字仿真和网络教学系统组成，与传统的教育方式相比，我们可以利用互联网、区域网、网络资源和丰富的教育手段和方法。在这一部分，我们可以用声音和图像从二维的角度介绍电学实验的理论、方法、常识和过程，这样更灵活、直观，理论教育的效果更好。
2.3 实际操作和考评仿真
实际操作模拟是指用教育软件对电气设备的测试过程进行全面的显示。其表现形式再现了高压电气试验的全过程，涉及三维动画，分布范围广，包括电力系统的各种主要设备和相关设备，包括变压器等电气实验，全面展示了整个试验过程。此外系统还设计了仿真软件和较为完善的评价体系，有利于教育效果的验证和职业技能鉴定。该评价系统可以判断学习者的学习水平，为用户制定漫游测试任务，并可以自由选择，可以进行。三维场景评价软件的智能化程度较高。除了功能教育，还可以设置游戏，自动计算分数，提高教育的趣味性。
2.4 电缆故障检测仿真
电缆站故障检测是电气实验的重要内容之一，为了更好地掌握这一功能，测试人员在培训系统中专门安装了电缆故障检测仿真软件，实现了对常用有效的电缆故障检测方法的仿真，并采用了全教学法等检测方法，全面展示了闪光烙铁法和步进电压法，使实验者通过虚拟操作过程和直观动态的学习信息来实现相应的功能。
3 结语
从上文的论述中可知，我们已经开发了专业电工实验数字仿真与网络教学、功能识别系统、虚拟现实技术和三维（3D）技术，并且通过多媒体技术和网络技术，构建远程虚拟实验室，模拟主要电气试验工作，便于实现考试模拟、网络教学、功能识别与评价。电气实验数字仿真与网络培训系统的设计需要综合许多相关的技术人员进行研究分析，排查各个设备实际的运作情况，并且做许多仿真模拟实验，才可使该系统在实际应用中发挥预定设计的功能。
参考文献
[1]徐洁.多电飞机分布式智能配电技术研究[D].成都:电子科技大学,2013.