一种基于大数据的调度发受令资格 AR虚拟现实培训平台

一种基于大数据的调度发受令资格 AR虚拟现实培训平台

吴燕燕 1 陈恭宇 2

1. 广西电网责任有限公司来宾武宣供电局 545900 2. 广西电网责任有限公司来宾武宣供电局 546100

摘要: 本方案通过设计一种基于大数据的调度发受令资格AR虚拟现实培训平台，实现电网企业调度系统的培训效果改善，起到降低事故风险、强化员工技能，提高工作质量的效果。

关键词:大数据；虚拟现实；培训平台

项目背景

随着电力行业对工程项目安全管理、施工水平要求日益提高，如何充分利用先进实用的科技手段，进一步降低事故风险，提高工程质量，已成为电力企业在经营管理中日益关注的课题。近几年AR、VR技术（即增强现实与虚拟现实技术)日益受到国内的重视，并已在航空航天、军事、科研、工业、医学、教育、娱乐等许多领域得到了应用。同时,也为技能培训、质量安全管理开辟了新的天地，提供了崭新的方式。

意义与目的

培训作为提高安全生产的意识，降低事故风险、强化员工技能，提高工作质量有着重要意义，因此对员工进行行之有效的培训就显得格外重要。特别是电力行业中有着诸多操作工序具有操作繁琐、流程长，对操作的标准化、规范化程度要求高，工作结果安全性要求高等特点。

目前，培训多采用以下方式：

1.讲授法：传统的普遍的培训方式。多用于一些理论性知识的培训。优点：运用方便，便于培训者控制整个过程。缺点：学习效易受培训师讲授的水平影响、单向信息传递，反馈效果差，教学过程中互动较少。

2.视听技术法：通过现代视听技术（如投影仪、DVD、录像机等工具），对员工进行培训。多用于概念性知识的培训、传授技能等内容，也可用于概念性知识的培训。优点是运用视觉与听觉的感知方式，直观鲜明。但学员的反馈与实践较差，且制作和购买的成本高，内容易过时。

3. 工作教学法：在教师的指导下亲自处理一个项工作的全过程，在这一过程中学习掌握教教学内容。员工全部或部分独立组织、安排学习行为，解决在处理项目中遇到的困难。多用于技能传授等培训内容。这种方式能有效提高员工的兴趣，调动学习的积极性。但也存在着重复训练的机会较少、对教师水平要求高的问题、教学设备，用品移动不便，不利于培训场所的变更等问题。

本平台将传统培训优势通过利用增强现实、虚拟现实技术进行有机结合，实现从书本纸张文字加讲授，到声音视频结合的多媒体教学，再到增强现实、虚拟现实培训的跨越，为传统培训痛点提供了一个综合型解决方案。为培训提供了新的维度。作为新的科技创新驱动模式，该培训系统将极大地提升企业培训领域的科技创新水平，实现培训的程序化、标准化与规范化。提高培训管理效率、节省培训成本、降低安全风险，提高工程质量。

平台概要设计

平台组成

本平台在设计上是以增强现实技术与虚拟现实技术为基础，综合讲授法、视听技术法、工作教学法等传统培训模式优势的培训系统软件为核心，采用AR头戴式显示器、VR头戴式显示器、传统显示器、台式计算机等硬件相配合的一整套系统。可对工作过程中涉及的重要内容进行进行分门别类地可视化、虚实结合地模拟、培训、考核。

平台主要功能

演示讲解培训

利用计算机三维图像技术对工作中涉及的工作环境、设备设施、工具物料、工序工法等进行模拟、演示、讲解，为受训者提供培训，同时利用三维图像技术特点，使用者可以从自主选择视角，全方位查看培训内容。

操作指导

以实际工序（或作业指导书）为例，利用AR/VR技术对其中操作程序进行模拟，可以以“分步指导”的方式为受训者提供“手把手的、逐步骤的”操作程序模拟演练。同时也可以提供“操作任务列表”的方式，由受训人员根据“操作任务列表”中提示的内容，自主完成模拟操作过程。并在以上过程中对错误操作进行提示、对错误后果进行演示、并展示正确做法，以达到强化培训效果。从而满足不同的培训、学习需求。

培训考核

除了培训功能外，考核也是培训的重要环节。其形式有以下两种设计：一，先培训后考核：首先对受训者进行培训内容演示讲解，讲解结束后根据培训知识点，给出相应的题目由受训者作答，统计其答题情况给出分数。二，直接考核：在此模式中，培训组织者直接给出题目由受训者作答，统计其答题情况给出分数。

三，培训组织者可根据题库中预制的实操模拟题目，组织受训者进行实操考核，系统根据受训者操作情况，统计受训者的正确操作给出分数。考核结束后可对受训者错误操作给出提示，并演示正确操作过程。

培训组织者可根据不同的培训需要选择不同的考核方式。

培训组织者在选择考核题目时可根据需要自主由题库选择题目，也可由系统随机抽取题目。

培训管理

培训管理功能可提供对系统内综合管理功能，如：对培训内容、课件进行增加、删除、调整。对培训信息、考核情况进行统计、导出。对系统用户的角色、权限进行、登录退出等进行控制。

人员身份认证与管理

该功能可对平台使用者，包括培训组织者、参训人员、其他使用者等的信息进行录入、查询、删除等功能。并可通过利用声纹、指纹、人脸等生物识别技术，以及证件识别技术等实现使用者身份认证、使用者间的身份互验等。可有效提高平台安全性。

人员资料库

用于加密存储平台用户的身份信息、使用记录、培训记录、考核记录、资格认证记录等信息。

通信系统与安全

平台可提供通信功能，同时当使用者通话时，平台会采集受令人的语音信息，并与数据库中已有的语音信息进行对比，若数据库中存在与此人相符合的语音信息，则使用者界面会显示出此人的基本信息（姓名、性别、编号、工作单位、岗位等），否则显示无此人资料。

当受令人员因身体健康等原因出现语音无法正常识别时，可采用人脸识别或指纹识别。人脸识别或指纹识别作为备用识别手段，其工作原理与语音识别大致相同，将对方受令人的人脸、指纹信息与数据库中已有信息进行对比，以此验证对方的身份信息。

资质认证管理

平台使用者通过本平台执行完调度命令时，调度员可在对此次操作进行评价并打分，若受令人此次操作出现失误，会相应地进行扣分。平台中每个受令人有一定的个人基础分做为初始分值，在一个周期内，若分值大于等于某分值时，基础分在下一周期开时重新自动恢复为初始分值。若积分扣减至小于某分值时，平台自动取消调度受令资格，至少间隔一定时间后，方可重新参加调度受令资格培训和认定考试。

交互设计

本平台的交互方式设计有以下几种方案：

手持控制器交互方案

此方案中，受训者使用类似遥控器的手持控制器代替鼠标与键盘，可实现远距离完成交互。适合使用大尺寸显示、投影仪，等多人同时培训等场景。（图1）

图
1

触摸屏交互方案

此方案中，受训者直接通过触摸屏进行交互。此方案操作方式更加简单直观。（图2）

图2

鼠标及键盘交互方案

此方案中，受训者使用传统的鼠标与键盘进行交互，此方式兼容性强，开发难度低，可适应复杂交互。

4 结束语

近些年来AR/VR技术在国内日益受到重视，并已在航空航天、军事、工业、医学、教育培训、娱乐等诸多领域得到了应用。在职业技能培训领域，随着计算机技术和仿真技术的发展，以及教学培训新理念和新方法研究成果的取得。如何采用AR/VR技术使技能培训的效果得到改善，便成为一项颇具学术意义和应用前景的研究课题。同时，也为职业技能培训开辟了新的天地。。

作者简介：吴燕燕，女，1980-广西武宣，汉族，本科，工程师.

陈恭宇，男，1985-广西博白，汉族，本科，工程师.