基于MR的电力安全作业培训系统的制作方法

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种基于mr的电力安全作业培训系统。

背景技术：

1、随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。

2、电力系统装置的维护，是保证电力系统安全稳定运行的重要基础。因此，对于电力系统装置的维护及维护人员的培训，就显得尤为重要。

3、目前，传统的电力系统装置的维护培训，由于受限于现有的场地等因素，仍然是以图片或者视频的形式进行展示和培训，而对于真实的电力系统装置的结构、原理、操作等的培训项目，则是以理论讲解和老师操作为主。因此，可以看到，在现有的电力安全作业的培训方式中，被培训人员的主动性和可操作性均较差，而且被培训人员在实操过程中，可能还存在安全性和实时性的矛盾以及安全性和真实性之间的矛盾。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可靠性高、安全性好且效果较好的基于mr的电力安全作业培训系统。

2、本发明提供的这种基于mr的电力安全作业培训系统，包括电力安全作业mr系统和电力安全作业操作系统；电力安全作业mr系统和电力安全作业操作系统相连；电力安全作业操作系统用于模拟电力安全作业过程中的硬件环境，提供硬件平台用于电力安全作业的实际操作，以及采集培训人员在电力安全作业的实际操作过程中产生的数据信息并上传电力安全作业mr系统；电力安全作业mr系统用于接收电力安全作业操作系统上传的数据信息并对数据信息进行存储，以及根据数据信息，对培训人员在电力安全作业的实际操作过程中产生的数据和效果，以mr的形式进行实时展示。

3、所述的电力安全作业mr系统包括数据通道模块、权限管理模块、数据处理模块、数据采集模块、数据展示模块、数据缓存模块和数据库模块；数据通道模块、权限管理模块、数据采集模块、数据展示模块、数据缓存模块和数据库模块均与数据处理模块连接；权限管理模块与数据通道模块、数据采集模块连接；数据缓存模块与数据库模块、数据展示模块连接；数据通道模块和数据采集模块均与电力安全作业操作系统连接；数据通道模块用于接收数据请求，通过不同的类别请求进行订阅和发布，并将通道中的数据进行实时转发、接收和分类；权限管理模块用于根据权限操作指令，进行账号、密码和权限的相关操作；数据处理模块用于将接收到的数据信息通过数据通道模块写入通道中，供其他模块进行数据拉取操作，并接收权限管理模块中产出的数据指令进行执行并转发；数据采集模块用于获取电力安全作业操作系统的数据信息，并将获取的数据信息上传数据处理模块；数据展示模块用于从数据通道中获取数据，接收数据处理模块处理后的数据，并对接收到的数据进行展示，同时也用于从数据缓存模块中拉取数据，并进行数据的统计展示、数据评估以及整体数据的统计展示和数据评估；数据缓存模块用于获取数据库模块中的数据，并进行数据分类和数据缓存；数据库模块用于存储所述基于mr的电力安全作业培训系统的数据信息。

4、所述的数据通道模块，用于生成数据通道，接收数据请求，通过生成的数据通道将不同的类别请求进行订阅和发布，并将通道中的数据进行实时转发、接收和分类；所述的数据通道包括mainchanel通道、backchanel通道和requestchanel通道；mainchanel通道用于实时数据的订阅和发布；backchanel通道用于接收返回召测的实时数据；requestchanel通道用于接收实时数据请求。

5、所述的权限管理模块，用于根据权限操作指令，进行账号、密码和权限的相关操作；所述的账号、密码和权限的相关操作，包括账号的创建、密码的修改、账号权限的管理和权限时效的管理。

6、所述的数据处理模块，用于从数据缓存模块中读取设备信息，将读取的设备信息以数据信息id为唯一标识写入数据通道模块；同时也接收权限管理模块中产出的数据指令进行执行并转发。

7、所述的数据展示模块，用于从数据通道中获取数据，实时向数据处理模块进行数据更新的请求，从而驱动数据缓存模块进行数据推送，并将接收到的数据处理模块处理后的数据进行展示；同时，数据展示模块也用于通过设定的周期，从数据库模块获取最新的实时数据，并进行数据展示。

8、所述的数据缓存模块采用分布式redis缓存系统，采用key/value键值模式；数据缓存模块通过将数据处理模块的批量数据请求加载到缓存中，并将数据处理模块定期请求更新数据库模块中的数据缓存到分布式redis缓存系统中，从而保证数据缓存模块中数据的时效性和准确性。

9、所述的电力安全作业操作系统，包括测试电源模块、开关电源模块、断路器测试模块、电流测量模块、端子操作模块、电能表表尾模块、开关量采集模块、工业串口服务器模块和上位机；测试电源模块、断路器测试模块、电流测量模块、端子操作模块和电能表表尾模块依次串接；开关量采集模块连接断路器测试模块；工业串口服务器模块连接开关量采集模块、电流测量模块和电能表表尾模块；工业串口服务器模块和上位机连接；测试电源模块用于模拟电力系统输电线路，并输出三相电压和电流信号，同时将自身的工作数据通过总线上传工业串口服务器模块；开关电源模块用于给所述电力安全作业操作系统提供直流电源信号；断路器测试模块用于模拟电力系统的断路器，并连接开关量采集模块并上传自身的状态信息；电流测量模块用于测量测试电源模块输出的若干路电流信号，并将电流信号通过总线上传工业串口服务器模块；端子操作模块用于模拟电力系统的接线端子；电能表表尾模块用于模拟电力系统的电能表表尾，并通过总线将自身的数据上传工业串口服务器模块；开关量采集模块用于采集断路器测试模块的开关量信号，并通过总线将采集的开关量信号上传工业串口服务器模块；工业串口服务器模块用于接收上传的总线信号，并将获取的数据信息上传上位机；上位机用于获取所述电力安全作业操作系统的数据信息，并与电力安全作业mr系统进行数据交互。

10、所述的测试电源模块为型号为jh3060的电源模块。

11、所述的断路器测试模块为型号为nxb-63的断路器。

12、所述的电流测量模块包括若干个电流表，每一路电流表均为型号为df3-d的电流表。

13、所述的端子操作模块为型号为rct6的接线端子。

14、所述的电能表表尾模块包括了型号为dtz71的三相四线制电能表表尾。

15、所述的开关量采集模块为型号为daqm-4303的开关量采集模块。

16、所述的工业串口服务器模块为型号为gw1ff0nm的串口服务器模块。

17、本发明提供的这种基于mr的电力安全作业培训系统，结合mr混合现实技术与电力安全作业操作硬件，不仅基于电力安全作业操作硬件实现了电力安全作业的培训，而且基于mr混合现实技术实现了电力安全作业操作过程中的mr实时展示，可靠性更高，安全性更好，培训效果更好。

技术特征：

1.一种基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于包括电力安全作业mr系统和电力安全作业操作系统；电力安全作业mr系统和电力安全作业操作系统相连；电力安全作业操作系统用于模拟电力安全作业过程中的硬件环境，提供硬件平台用于电力安全作业的实际操作，以及采集培训人员在电力安全作业的实际操作过程中产生的数据信息并上传电力安全作业mr系统；电力安全作业mr系统用于接收电力安全作业操作系统上传的数据信息并对数据信息进行存储，以及根据数据信息，对培训人员在电力安全作业的实际操作过程中产生的数据和效果，以mr的形式进行实时展示。

2.根据权利要求1所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的电力安全作业mr系统包括数据通道模块、权限管理模块、数据处理模块、数据采集模块、数据展示模块、数据缓存模块和数据库模块；数据通道模块、权限管理模块、数据采集模块、数据展示模块、数据缓存模块和数据库模块均与数据处理模块连接；权限管理模块与数据通道模块、数据采集模块连接；数据缓存模块与数据库模块、数据展示模块连接；数据通道模块和数据采集模块均与电力安全作业操作系统连接；数据通道模块用于接收数据请求，通过不同的类别请求进行订阅和发布，并将通道中的数据进行实时转发、接收和分类；权限管理模块用于根据权限操作指令，进行账号、密码和权限的相关操作；数据处理模块用于将接收到的数据信息通过数据通道模块写入通道中，供其他模块进行数据拉取操作，并接收权限管理模块中产出的数据指令进行执行并转发；数据采集模块用于获取电力安全作业操作系统的数据信息，并将获取的数据信息上传数据处理模块；数据展示模块用于从数据通道中获取数据，接收数据处理模块处理后的数据，并对接收到的数据进行展示，同时也用于从数据缓存模块中拉取数据，并进行数据的统计展示、数据评估以及整体数据的统计展示和数据评估；数据缓存模块用于获取数据库模块中的数据，并进行数据分类和数据缓存；数据库模块用于存储所述基于mr的电力安全作业培训系统的数据信息。

3.根据权利要求2所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的数据通道模块，用于生成数据通道，接收数据请求，通过生成的数据通道将不同的类别请求进行订阅和发布，并将通道中的数据进行实时转发、接收和分类；所述的数据通道包括mainchanel通道、backchanel通道和requestchanel通道；mainchanel通道用于实时数据的订阅和发布；backchanel通道用于接收返回召测的实时数据；requestchanel通道用于接收实时数据请求。

4.根据权利要求3所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的权限管理模块，用于根据权限操作指令，进行账号、密码和权限的相关操作；所述的账号、密码和权限的相关操作，包括账号的创建、密码的修改、账号权限的管理和权限时效的管理。

5.根据权利要求4所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的数据处理模块，用于从数据缓存模块中读取设备信息，将读取的设备信息以数据信息id为唯一标识写入数据通道模块；同时也接收权限管理模块中产出的数据指令进行执行并转发。

6.根据权利要求5所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的数据展示模块，用于从数据通道中获取数据，实时向数据处理模块进行数据更新的请求，从而驱动数据缓存模块进行数据推送，并将接收到的数据处理模块处理后的数据进行展示；同时，数据展示模块也用于通过设定的周期，从数据库模块获取最新的实时数据，并进行数据展示。

7.根据权利要求6所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的数据缓存模块采用分布式redis缓存系统，采用key/value键值模式；数据缓存模块通过将数据处理模块的批量数据请求加载到缓存中，并将数据处理模块定期请求更新数据库模块中的数据缓存到分布式redis缓存系统中，从而保证数据缓存模块中数据的时效性和准确性。

8.根据权利要求7所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的电力安全作业操作系统，包括测试电源模块、开关电源模块、断路器测试模块、电流测量模块、端子操作模块、电能表表尾模块、开关量采集模块、工业串口服务器模块和上位机；测试电源模块、断路器测试模块、电流测量模块、端子操作模块和电能表表尾模块依次串接；开关量采集模块连接断路器测试模块；工业串口服务器模块连接开关量采集模块、电流测量模块和电能表表尾模块；工业串口服务器模块和上位机连接；测试电源模块用于模拟电力系统输电线路，并输出三相电压和电流信号，同时将自身的工作数据通过总线上传工业串口服务器模块；开关电源模块用于给所述电力安全作业操作系统提供直流电源信号；断路器测试模块用于模拟电力系统的断路器，并连接开关量采集模块并上传自身的状态信息；电流测量模块用于测量测试电源模块输出的若干路电流信号，并将电流信号通过总线上传工业串口服务器模块；端子操作模块用于模拟电力系统的接线端子；电能表表尾模块用于模拟电力系统的电能表表尾，并通过总线将自身的数据上传工业串口服务器模块；开关量采集模块用于采集断路器测试模块的开关量信号，并通过总线将采集的开关量信号上传工业串口服务器模块；工业串口服务器模块用于接收上传的总线信号，并将获取的数据信息上传上位机；上位机用于获取所述电力安全作业操作系统的数据信息，并与电力安全作业mr系统进行数据交互。

9.根据权利要求8所述的基于mr的电力安全作业培训系统，其特征在于所述的测试电源模块为型号为jh3060的电源模块；所述的断路器测试模块为型号为nxb-63的断路器；所述的电流测量模块包括若干个电流表，每一路电流表均为型号为df3-d的电流表；所述的端子操作模块为型号为rct6的接线端子；所述的电能表表尾模块包括了型号为dtz71的三相四线制电能表表尾；所述的开关量采集模块为型号为daqm-4303的开关量采集模块；所述的工业串口服务器模块为型号为gw1ff0nm的串口服务器模块。

技术总结本发明公开了一种基于MR的电力安全作业培训系统，包括电力安全作业MR系统和电力安全作业操作系统；电力安全作业操作系统模拟电力安全作业过程中的硬件环境，提供硬件平台用于电力安全作业的实际操作，以及采集实际操作过程中产生的数据信息并上传电力安全作业MR系统；电力安全作业MR系统接收电力安全作业操作系统上传的数据信息并对存储，对实际操作过程中产生的数据和效果以MR形式进行实时展示。本发明结合MR混合现实技术与电力安全作业操作硬件，不仅基于电力安全作业操作硬件实现了电力安全作业的培训，而且基于MR混合现实技术实现了电力安全作业操作过程中的MR实时展示，可靠性更高，安全性更好，培训效果更好。技术研发人员：张成林,杨茂涛,徐振宇,陈石东,彭亮,黄红桥,张惺,陈翔,向东,阳隋,朱勇杰,阳斌,谢柯,杨爱文,李睿,肖阳,吴春,尹东阳,孙飞,孙文彬,张晓龙,彭文,龙妍,郭肖知受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27