电能量采集终端调试运维模拟仿真方法

1.一种电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，实现步骤如下：
1）建模，建立数据库：
根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，每个电气设备对应一个独立的模型；
2）调用模型，进行调试运维模拟仿真：
根据实际电力系统操作场景，调用步骤1）建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景；
利用3DMAX技术进行三维建模，通过C#和JavaScript语言编程控制模型的状态，实现三维系统与学员的动态交互：
1）在UNITY3D开发环境中，通过C#和JavaScript语言控制模型的旋转显示相应状态，编程实现用户对电气设备的操作面板按钮点击、拆卸、设置标签操作事件，输出相应的状态；
2）在鼠标事件中，在有效接线端子上绘制3D连线，建立各设备对象及接线端子对象，对接线端子的类型和属性进行设置，并根据实际连线，建立拓扑库保存导线的连接，根据电气设备及接线端子的特征，验证接线端子间连线的准确性及信息的流通性，并根据模型间的逻辑关系显示其相对应的模型状态；
该电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，包括学员教学模块，所述学员教学模块通过演示模块、操作实训模块和终端测试模块实现教学模拟仿真，其中：
演示模块：演示不同的设备类型的介绍信息和提示信息；
操作实训模块：使用鼠标实现电能量采集终端与电能表的导线连接，通过鼠标点击终端模型上的各种按钮实现参数的设置和查询；
终端测试模块：学员根据教师对培训系统设置的各种故障情况分析故障，并通过实际操作排除故障；
所述演示模块实现不同的设备类型的介绍信息和提示信息的步骤是：
1）用户进入场景后，点击不同的电气设备，判断点击的设备对象；
2）从数据库中查询不同的设备类型的介绍信息和提示信息；
3）以小文本窗口形式在设备附近位置显示出来；
不同的设备类型的介绍信息和提示信息包括：
（1）演示从10KV变压器出线到断路器、各种类型的电能量采集终端以及电能表各电气、测量设备的外观、功能、连接关系；
（2）介绍各种类型的负荷控制管理终端的区别，适用范围、上行通讯方式、下行通讯方式；
（3）介绍不同类型负荷控制管理终端与不同外接设备之间的接线过程、通讯参数设置过程；
（4）演示场景中电能量采集终端的各种按键操作；
（5）演示终端与电能表各种通讯参数的设置，介绍电能量采集终端与主站软件通讯不上所导致的故障，介绍查找及排除故障的步骤；
所述操作实训模块实现学员模拟实训操作的过程如下：
1）判断用户点击的接线端子动态绘制连线，连线采用3D对象拼接形成；判断用户鼠标点击的连线或者端子，对已有的连线从3D对象链表中删除；
2）建立设备及其连接导线的拓扑关系图，对于已经连接的导线进行拓扑分析，判断导线连接是否正确，不正确的连线，提示学员错误信息；
3）通过鼠标和快捷键打开配电柜、点击电能量采集终端上按钮查询终端数据或者设置终端参数；
4）用鼠标点击断路器“合”或“开”，程序控制断路器模型状态，合上电源或者关闭电源；
5）如果通信参数以及连线正确，上电后能够在终端上显示各种电量数据；
6）或者，学员使用鼠标和快捷键移动摄像机的位置，调整与被观察对象的距离远近；
所述终端测试模块，实现如下的操作：
1）场景对于已经设置的模型对象信息实时反映，包括上电状态、通信状态、设置状态和显示状态；
2）终端及电能表上电后，通过键盘或者鼠标对终端的各个按键及组合键进行各种操作，包括各种参数查询，参数设置；
3）场景对学员的操作结果根据设备及其接线端子的逻辑特征展现相对应的状态；
4）对学员连接的导线，通过建立的设备及其连接导线的拓扑关系库判断学员的导线连接是否正确；学员对状态判断后进行连线、参数设置操作，在数据库中保存操作信息；
5）终端设置完成后不能抄取电能表数据，如果原因是终端接线端子标签与终端接线盒端子标示不一致，导致RS485线接错位置，按照终端接线盒端子标示正确连接；如果是RS485线接反，按照端子排上的定义进行接线；如果是电能表外壳标识的表地址与电能表内部的真实表地址不一致，按照电能表内部真实的表地址进行设置；如果是采集终端与主站通讯不上，可能原因是SIM卡欠费或者终端地址和终端行政区码与主站软件设置不一致或者天线接入不牢靠；
6）学员对各种故障的排除步骤保存到数据库中，教员可以对不同学员的操作进行查询。
2.根据权利要求1所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于：包括教员管理模块，教员通过操作步骤查询模块、故障状态设置模块、电能量采集终端及电能表参数设置模块、终端方案设置模块和用户管理模块实现与学员教学模块的互动和管理；其中，
用户管理模块，实现对教员、学员用户的添加、编辑、删除和用户类别管理；
故障状态设置模块，对仿真系统中的不同学员设置各种故障，并且在仿真场景中实时显示设置的故障状态。
3.根据权利要求2所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于：所述故障状态设置模块实现的步骤是：
1）对各种故障状态分类显示，根据教员选择，弹出相应的故障设置信息；
2）对故障信息保存到数据库中，同时通过网络发送故障信息到对应的学员机，学员机收到故障消息后根据故障状态，更新场景和模型显示；
故障状态设置模块用以设置如下故障：
（1）设置RS485线接反故障；
（2）终端接线端子标签与终端接线盒端子标示不一致故障；
（3）设置电能表外壳标识的表地址与电能表内部的真实表地址不一致故障；
（4）设置终端地址和终端行政区码与主站软件设置不一致故障；
（5）设置天线接入不牢靠故障；
（6）设置电能表规约不一致故障；
（7）设置终端与主站软件设置的行政区码不一致故障；
（8）设置终端端口号和主站软件上设置的端口号不一致故障；
（9）设置终端设置的主站IP与主站软件上的IP地址不一致故障；
（10）设置终端网关与主站软件设置的网关不一致故障。
4.根据权利要求2所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，其特征在于：操作步骤查询模块实现的步骤是：
1）对终端测试中学员的操作，按照学员名称和时间到数据库中进行查询；2）把查询结果按照名称、时间、相关设备信息以列表的形式显示出来；
电能量采集终端及电能表参数设置模块实现的步骤是：
1）对电能量采集终端通信参数进行设置；
2）对电能表通信参数进行设置；
3）对电能表当前采集电量信息进行设置；
终端方案设置模块实现的步骤是：
1）系统预设多种方案，每种方案具有不同的场景及不同的终端数量和终端的类型；
2）教员可以为学员设置终端方案，根据教员设置，学员机上将按照相应方案打开相应的场景。

电能量采集终端调试运维模拟仿真方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于一种三维仿真系统，尤其是涉及一种基于虚拟现实的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，用于各种负荷控制管理终端的安装，调试，接线、运维等电力设备检修操作的三维交互模拟仿真。\n背景技术\n[0002] 由于电能量采集系统的现场采集终端类型较多，使电能量采集终端安装、调试、接线、运维等培训受培训场地和培训设施的限制和影响，这给培训工作带来了非常大的压力。\n加之各个厂家所配发的终端说明书一般比较简单，学员查看和学习都比较的困难，而且离开实际应用环境，仅通过看产品说明书，学习效果也比较差，而在实验室配置齐备的现场采集终端也不现实，需要的设备投入资金较大，另外设备的存储和查找都非常麻烦。\n发明内容\n[0003] 本发明针对现有技术不足，提出了一种电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，解决了实物仿真培训投资大，效果差的情况，为采集技能人员培训提供了新的方法和资源。\n[0004] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：\n[0005] 一种电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，实现步骤如下：\n[0006] 1）建模，建立数据库：根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，每个电气设备对应一个独立的模型；\n[0007] 2）调用模型，进行调试运维模拟仿真：根据实际电力系统操作场景，调用步骤1）建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景。\n[0008] 所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，利用3DMAX技术进行三维建模，通过C#和JavaScript语言编程控制模型的状态，实现三维系统与学员的动态交互：\n[0009] 1）在UNITY3D开发环境中，通过C#和JavaScript语言控制模型的旋转显示相应状态，编程实现用户对电气设备的操作面板按钮点击、拆卸、设置标签等操作事件，输出相应的状态；\n[0010] 2）在鼠标事件中，在有效接线端子上绘制3D连线，建立各设备对象及接线端子对象，对接线端子的类型和属性进行设置，并根据实际连线，建立拓扑库保存导线的连接，根据电气设备及接线端子的特征，验证接线端子间连线的准确性及信息的流通性，并根据模型间的逻辑关系显示其相对应的模型状态。\n[0011] 所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，包括学员教学模块，所述学员教学模块通过演示模块、操作实训模块和终端测试模块实现教学模拟仿真，其中：演示模块：\n演示不同的设备类型的介绍信息和提示信息；操作实训模块：使用鼠标实现电能量采集终端与电能表的导线连接，通过鼠标点击终端模型上的各种按钮实现参数的设置和查询；终端测试模块：学员根据教师对培训系统设置的各种故障情况分析故障，并通过实际操作排除故障。\n[0012] 所述的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，包括教员管理模块，教员通过操作步骤查询模块、故障状态设置模块、电能量采集终端及电能表参数设置模块、终端方案设置模块和用户管理模块实现与学员教学模块的互动和管理；其中，用户管理模块，实现对教员、学员等用户的添加、编辑、删除和用户类别管理；故障状态设置模块，对仿真系统中的不同学员设置各种故障，并且在仿真场景中实时显示设置的故障状态。\n[0013] 发明有益效果：\n[0014] 1、本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，采用UNITY3D三维虚拟现实技术实现电能量采集终端的防真培训，为采集技能人员培训提供了新的方法和资源，解决了实物仿真培训投资大，效果差的情况。\n[0015] 2、本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，能满足各种负荷控制管理终端的安装、调试、运维的模拟仿真，高效、全面、系统性能强。不需要在实验室配置各种电能采集终端，使用方便，安全，克服了实验室实际培训操作的各种缺陷和不足。\n[0016] 3、本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供了一种实时的、三维的虚拟环境(Virtual Environment)，学员完全可以进入逼真的虚拟环境中，观看计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，在虚拟环境中交互操作，有真实感。\n附图说明\n[0017] 图1是本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法的系统总体层次结构。\n[0018] 图2是电能量采集终端调试运维模拟仿真方法操作流程图。\n[0019] 图3是本发明调试运维模拟仿真方法演示模块流程图。\n[0020] 图4是本发明调试运维模拟仿真方法操作实训模块流程图。\n[0021] 图5是本发明调试运维模拟仿真方法实现原理图。\n具体实施方式\n[0022] 下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。\n[0023] 实施例1\n[0024] 参见图1，本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，通过下述过程实现电能量采集终端的模拟运维调试仿真：\n[0025] 1）根据各种电气设备的外形、操作面板的实际界面以及接线端子，利用三维建模技术，对包括各种不同类型的电能量采集终端、断路器、变压器、配电柜以及导线在内的电气设备进行三维建模，建立电能量采集终端各种电气设备模型数据库：每个电气设备对应一个独立的模型；\n[0026] 2）调用模型，进行调试运维模拟仿真：根据实际电力系统操作场景，调用步骤1）建好的各种电气设备模型，通过控制模型的状态，对各个电气设备的三维模型进行装配和连线，生成电能量采集终端调试运维模拟仿真场景，模拟运维、调试的实际情况。\n[0027] 实施例2\n[0028] 参见图1，本实施例的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，与实施例1进一步不同的是：利用3DMAX技术进行三维建模，通过C#和JavaScript语言编程控制模型的状态，实现三维系统与学员的动态交互：\n[0029] 1）在UNITY3D开发环境中，通过C#和JavaScript语言控制模型的旋转显示相应状态，编程实现用户对电气设备的操作面板按钮点击、拆卸、设置标签等操作事件，输出相应的状态；\n[0030] 2）在鼠标事件中，在有效接线端子上绘制3D连线，建立各设备对象及接线端子对象，对接线端子的类型和属性进行设置，并根据实际连线，建立拓扑库保存导线的连接，根据电气设备及接线端子的特征，验证接线端子间连线的准确性及信息的流通性，并根据模型间的逻辑关系显示其相对应的模型状态。\n[0031] 实施例3\n[0032] 参见图1～图5，本实施例的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，与实施例\n1或实施例2进一步不同的是：系统包括学员教学模块，所述学员教学模块通过演示模块、操作实训模块和终端测试模块实现教学模拟仿真，其中：演示模块：演示不同的设备类型的介绍信息和提示信息；操作实训模块：使用鼠标实现电能量采集终端与电能表的导线连接，通过鼠标点击终端模型上的各种按钮实现参数的设置和查询；终端测试模块：学员根据教师对培训系统设置的各种故障情况分析故障，并通过实际操作排除故障。\n[0033] 参见图3，为本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法的演示模块，通过演示模块实现不同的设备类型的介绍信息和提示信息，其步骤是：\n[0034] 1）用户进入场景后，点击不同的电气设备，判断点击的设备对象；\n[0035] 2）从数据库中查询不同的设备类型的介绍信息和提示信息；\n[0036] 3）以小文本窗口等形式在设备附近位置显示出来；\n[0037] 不同的设备类型的介绍信息和提示信息包括：\n[0038] （1）演示从10KV变压器出线到断路器、各种类型的电能量采集终端以及电能表各电气、测量设备的外观、功能、连接关系；\n[0039] （2）介绍各种类型的负荷控制管理终端的区别，适用范围、上行通讯方式、下行通讯方式；\n[0040] （3）介绍不同类型负荷控制管理终端与不同外接设备之间的接线过程、通讯参数设置过程；\n[0041] （4）演示场景中电能量采集终端的各种按键操作；\n[0042] （5）演示终端与电能表各种通讯参数的设置，介绍电能量采集终端与主站软件通讯不上所导致的故障，介绍查找及排除故障的步骤。\n[0043] 图4为本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法的操作实训模块，操作实训模块实现学员模拟实训操作，其过程如下：\n[0044] 1）判断用户点击的接线端子动态绘制连线，连线采用3D对象拼接形成；判断用户鼠标点击的连线或者端子，对已有的连线从3D对象链表中删除；\n[0045] 2）建立设备及其连接导线的拓扑关系图，对于已经连接的导线进行拓扑分析，判断导线连接是否正确，不正确的连线，提示学员错误信息；\n[0046] 3）通过鼠标和快捷键打开配电柜、点击电能量采集终端上按钮查询终端数据或者设置终端参数；\n[0047] 4）用鼠标点击断路器“合”或“开”，程序控制断路器模型状态，合上电源或者关闭电源；\n[0048] 5）如果通信参数以及连线正确，上电后能够在终端上显示各种电量数据；\n[0049] 6）或者，学员使用鼠标和快捷键移动摄像机的位置，调整与被观察对象的距离远近。\n[0050] 根据教师方案选择终端和电表，选择电能表时可以更改电能表的表地址和表的有功、无功电量。\n[0051] 本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，含有终端测试模块，所述终端测试模块实现如下的操作：\n[0052] 1）场景对于已经设置的模型对象信息实时反映，包括上电状态、通信状态、设置状态和显示状态；\n[0053] 2）终端及电能表上电后，通过键盘或者鼠标对终端的各个按键及组合键进行各种操作，包括各种参数查询，参数设置；\n[0054] 3）场景对学员的操作结果根据设备及其接线端子的逻辑特征展现相对应的状态；\n[0055] 4）对学员连接的导线，通过建立的设备及其连接导线的拓扑关系库判断学员的导线连接是否正确；学员对状态判断后进行连线、参数设置操作，在数据库中保存操作信息；\n[0056] 5）终端设置完成后不能抄取电能表数据，如果原因是终端接线端子标签与终端接线盒端子标示不一致，导致RS485线接错位置，按照终端接线盒端子标示正确连接；如果是RS485线接反，按照端子排上的定义进行接线；如果是电能表外壳标识的表地址与电能表内部的真实表地址不一致，按照电能表内部真实的表地址进行设置；如果是采集终端与主站通讯不上，可能原因是SIM卡欠费或者终端地址和终端行政区码与主站软件设置不一致或者天线接入不牢靠；\n[0057] 6）学员对各种故障的排除步骤保存到数据库中，教员可以对不同学员的操作进行查询。\n[0058] 实施例4\n[0059] 参见图1～图5，本实施例的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，与实施例3不同的是：系统包括教员管理模块，教员通过操作步骤查询模块、故障状态设置模块、电能量采集终端及电能表参数设置模块、终端方案设置模块和用户管理模块实现与学员教学模块的互动和管理；其中，\n[0060] 用户管理模块，实现对教员、学员等用户的添加、编辑、删除和用户类别管理；\n[0061] 故障状态设置模块，对仿真系统中的不同学员设置各种故障，并且在仿真场景中实时显示设置的故障状态。\n[0062] 所述故障状态设置模块实现的步骤是：\n[0063] 1）对各种故障状态分类显示，根据教员选择，弹出相应的故障设置信息；\n[0064] 2）对故障信息保存到数据库中，同时通过网络发送故障信息到对应的学员机，学员机收到故障消息后根据故障状态，更新场景和模型显示；\n[0065] 故障状态设置模块用以设置如下故障：\n[0066] （1）设置RS485线接反故障；\n[0067] （2）终端接线端子标签与终端接线盒端子标示不一致故障；\n[0068] （3）设置电能表外壳标识的表地址与电能表内部的真实表地址不一致故障；\n[0069] （4）设置终端地址和终端行政区码与主站软件设置不一致故障；\n[0070] （5）设置天线接入不牢靠故障；\n[0071] （6）设置电能表规约不一致故障；\n[0072] （7）设置终端与主站软件设置的行政区码不一致故障；\n[0073] （8）设置终端端口号和主站软件上设置的端口号不一致故障；\n[0074] （9）设置终端设置的主站IP与主站软件上的IP地址不一致故障；\n[0075] （10）设置终端网关与主站软件设置的网关不一致故障。\n[0076] 操作步骤查询模块实现的步骤是：\n[0077] 1）对终端测试中学员的操作，按照学员名称和时间到数据库中进行查询；2）把查询结果按照名称、时间、相关设备等信息以列表的形式显示出来；\n[0078] 电能量采集终端及电能表参数设置模块实现的步骤是：\n[0079] 1）对电能量采集终端通信参数进行设置；\n[0080] 2）对电能表通信参数进行设置；\n[0081] 3）对电能表当前采集电量信息进行设置；\n[0082] 终端方案设置模块实现的步骤是：\n[0083] 1）系统预设多种方案，每种方案具有不同的场景及不同的终端数量和终端的类型；\n[0084] 2）教员可以为学员设置终端方案，根据教员设置，学员机上将按照相应方案打开相应的场景。\n[0085] 实施例5\n[0086] 参见图1～图5，本实施例的电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，系统总体层次结构如图1所示，在服务器上有学员教学单元和教员管理单元，教学单元包括演示模块、操作实训模块和终端测试模块；教员管理单元包括故障状态设置模块、终端方案设置模块、终端参数设置模块和用户管理模块等。\n[0087] 图2所示为本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法的运行操作流程。操作人员首先进行登录，登录人员分为两类：一类为教师。另一类为学员。操作人员输入用户名称和密码后，程序到数据库中进行查询，教师登录进入教员机界面，学员进入学员机界面。\n服务器保存系统的数据。\n[0088] 学员教学单元，演示模块实现的功能包括：\n[0089] （1）演示从10KV变压器出线到断路器、电能量采集终端、以及电能表等各个电气、测量设备的外观、功能、连接关系等；（2）详细介绍不同类型负荷控制管理终端的区别，适用范围、上行通讯方式、下行通讯方式；（3）详细介绍不同类型负荷控制管理终端与不同外接设备之间的接线过程（包括终端与电能表RS485通讯线、终端与电能表脉冲回路、终端与断路器控制回路、终端与断路器辅助触点之间的连线）、通讯参数设置过程；（4）介绍各种类型的电能量采集终端，演示终端的各种按键操作，演示终端与电能表各种通讯参数的设置，如图3所示；（5）演示终端与主站软件通讯不上所导致的故障，详细介绍如何排除故障的步骤。\n[0090] 如图4所示，操作实训模块可实现如下的操作：\n[0091] （1）学员使用鼠标和快捷键移动摄像机的位置，调整与被观察对象的距离远近；\n（2）通过鼠标和快捷键可以打开配电柜、点击电能量采集终端上按钮可以查询终端数据或者设置终端参数；（3）使用鼠标将终端端子与电能表端子之间连线，对于已有的连线用鼠标选中选择删除键将其删除；（4）建立设备及其连接导线的拓扑关系图，对于已经连接的导线进行拓扑分析，判断导线连接是否正确，不正确的连线，提示学员错误信息；（5）用鼠标点击断路器“合”或“开”，程序控制断路器模型状态，合上电源或者关闭电源；6）如果通信参数以及连线正确，上电后能够在终端上显示各种电量数据。\n[0092] 终端测试模块实现的内容包括：\n[0093] （1）终端及电能表上电后，可以通过键盘或者鼠标可以对终端的各个按键进行各种操作，包括各种参数查询，参数设置等, 对于组合键的操作，软件上面会给予一定的提示；（2）终端设置完成后不能抄取电能表数据，如果原因是终端接线端子标签与终端接线盒端子标示不一致，导致RS485线接错位置，按照终端接线盒端子标示正确连接；如果是RS485线接反，按照端子排上的定义进行接线；如果是电能表外壳标识的表地址与电能表内部的真实表地址不一致，按照电能表内部真实的表地址进行设置。如果是采集终端与主站通讯不上，可能原因是SIM卡欠费或者终端地址和终端行政区码与主站软件设置不一致或者天线接入不牢靠等。（3）对学员连接的导线，通过建立的设备及其连接导线的拓扑关系库判断学员的导线连接是否正确。不正确的给出提示。（4）学员对各种故障的排除步骤保存到数据库中，教员可以对不同学员的操作进行查询。\n[0094] 教员管理单元中故障管理模块包括：\n[0095] （1）设置RS485线接反故障；（2）终端接线端子标签与终端接线盒端子标示不一致故障；（3）设置电能表外壳标识的表地址与电能表内部的真实表地址不一致故障；（4）设置终端地址和终端行政区码与主站软件设置不一致故障；（5）设置天线接入不牢靠故障；（6）设置电能表规约不一致故障；（7）设置终端与主站软件设置的行政区码不一致故障；（8）设置终端端口号和主站软件上设置的端口号不一致故障；（9）设置终端设置的主站IP与主站软件上的IP地址不一致故障；（10）设置终端网关与主站软件设置的网关不一致故障。\n[0096] 通过教学管理单元（教学机）可以给不同学员机设置不同的故障，并通过计算机网络将故障状态分别发送到相应的学员机，学员机对教学机设置的故障状态实时在场景模型中体现出来。\n[0097] 本发明电能量采集终端调试运维模拟仿真方法，采用三维场景实时渲染技术，用户可以随意对三维场景进行旋转缩放，以各个角度观察模型外部和内部的状况。系统将多种数据引擎相互结合，使用图像渲染系统对三维真实场景进行仿真，使用动画脚本系统控制模型动作，通过声效引擎模拟声音效果。在三维环境中，通过鼠标和模型之间的点击，拖动。构建简单方便的人机交互体验，人机交互感强。通过鼠标，连接两接线端子之间的导线，利用UNITY3D射线和碰撞检测，使导线不与其他设备相碰撞，程序控制导线使其具有刚体属性，像真实导线一项受重力的作用。\n[0098] 在系统人机交互操作中，利用面向对象技术，建立了系统通信对象、终端对象、用户对象、数据库操、导线对象、设备对象、设备连接拓扑对象等。通过各种对象来组成系统逻辑模型，实现对设备模型的操作。通过对象之间的相互引用来组建一套模拟现实操作的仿真数学模型。\n[0099] 在线构建设备拓扑连接关系库，根据设备之间的拓扑连接关系和各个设备的不同的连接属性，判断设备之间的连接是否正确，对学员操作实训模块中的学员操作结果进行拓扑检查。\n[0100] 该系统从整体功能上具有模型引擎、数据引擎、声音引擎、脚本引擎、逻辑引擎，如图5 所示，每个引擎之间互相关联调用；其中，模型引擎负责三维模型的显示、渲染、运动调用。数据引擎记录用户登录信息、仪表数据信息、文字参数信息。声音引擎负责声效、配音文件管理声音的启动和关闭。脚本引擎解析脚本，使开发人员便携的脚本转化为计算机语言。逻辑引擎指定数学逻辑关系，模拟现实中出现的逻辑运算等。