模拟操作仿真

模拟操作仿真（精选9篇）

模拟操作仿真 篇1

0 引言

近些年, 随着计算机技术、信息通讯和自动控制的发展, 模拟仿真技术在军事、航天航空等许多领域得到广泛的应用, 各种仿真训练器在不同的领域都起到重要的作用。模拟仿真技术建立虚拟集装箱装卸操作的虚拟环境, 利用仿真的虚拟环境和真实操作台相结合, 采用先进的通讯技术、图形处理技术和计算机技术编写一套程序, 通过此程序可以实现集装箱装卸操作的整个过程。

1 岸边集装箱仿真训练器的组成及功能

岸边集装箱仿真训练器由驾驶室操作系统、教员台控制系统、三维图像视景系统、音响系统、教学投影系统和网络通讯系统等模块组成, 是基于虚拟现实技术的高科技产物。

驾驶室操作系统采用真实的集装箱装卸桥, 包括一套完整的操作台, 内含各种操作手柄、按钮、仪表、指示器以及司机座椅等。玻璃窗口用视景系统的投影屏幕替代, 通过“窗口”可以看到从高性能投影仪投放在屏幕上的视景景象和操作情况。可以通过操作手柄、按钮等来控制仿真训练器, 得到操作效果。

教员台控制系统包括控制系统程序、教员台主机、视景监视屏、驾驶室操作监视器以及相关的输入输出设备。该系统可以完成系统自检、系统参数设置、操作训练科目和难度设定、操作训练环境条件设定、系统控制及仿真过程监视、故障设置、仿真过程的记录和重演、自动评分和操作错误分析等功能。

三维图像视景系统是在参考港口实际装卸现场及其他一些现场录像的基础上, 采用Multigen, Vega图形开发高级平台, 对集装箱装卸桥和集装箱船以及码头、堆场、集装箱、集装箱卡车等其他场景对象进行三维几何建模, 建立场景数据库。当学员在操作台进行操作时, 相应信号经过信息转换把信息送入主控计算机, 主控计算机根据接受到的数据, 运行相应的动力学模型, 把计算结果输入视景系统, 控制图形输出, 实时反映出仿真图像。通过加入视点, 实现多视点切换。

音响系统可以产生港口实际作业中的各种声音, 如电动机起、制动, 大、小车运行, 集装箱撞击, 卡车鸣号等各种现场声响。

2 岸边集装箱装卸司机培训现状

目前在国内, 有培训机构对起重机司机进行特种操作设备技能培训, 但是这些培训机构只有小型的轮胎吊等机械, 没有岸边集装箱起重机, 所以岸边集装箱装卸司机的培训只能依靠实际的港口学习。培训方式大多数都是采用师傅带徒弟的方式完成, 而且培训时间也不固定, 初学者想要拿到特种车辆操作证书最少需要一年时间, 有的甚至更长。这种培训方式有以下几种不足。

2.1 培训费高

岸边集装箱起重机价格昂贵, 而岸边集装箱装卸司机培训需要占用岸边集装箱起重机进行现场训练操作, 一方面影响正常的集装箱装卸的效率, 使得运营成本增加;另一方面增加岸边集装箱起重机的维护费用。

2.2 培训周期长, 实际操作少

受到自然环境以及生产条件等限制, 师傅带徒弟的过程中, 往往采用见缝插针式培训方式。徒弟只有在作业任务轻或自然条件好的时候, 才有可能进行现场操作, 从而造成培训周期长, 实际操作少, 很难保证培训的完整性。

2.3 操作安全问题

学徒操作不熟练, 在培训期间有可能出现操作失误, 无法完全保证安全性, 而且发生事故率比较高。

2.4 培训内容

由于是师傅带徒弟的模式, 受师傅的经验、知识等因素的影响, 培训内容可能不完整, 以及有可能在练习、操作的过程中养成各种不良的操作习惯。

3 新型的岸边集装箱装卸操作培训方案

针对不同水平的学员进行全面的技能培训, 将培训分为三个阶段, 同时为了提高培训质量, 通过真机和仿真训练器相结合的训练方案。

第一阶段:以岸边集装箱起重机模拟器为载体, 在学习、掌握岸边集装箱起重机的结构组成, 掌握各工作机构的动作原理及集装箱专用吊具的结构组成与动作原理的基础上, 学习岸桥驾驶操作。了解岸桥驾驶控制台面板的布局、按钮的功能及操作使用方法, 全面学习驾驶操作过程, 学会岸桥驾驶操作技能, 能正确运用左、右手的基本操作动作, 进行机构运动、运行、制动等操作训练。包括:起升、小车运行、大车运行、前大梁俯仰、吊具伸缩、导板上下等;还包括在阴、晴、雨、雪等各种天气与不同等级工况条件下的对箱、着箱、吊箱、放箱等操作。熟悉操作步骤、方法等。经过一段时间的模拟器训练, 同时结合企业的生产时间, 在师傅的带领下, 在真机上进行初步的安全训练, 训练集装箱装卸的基本操作, 掌握现场操作的基本技能以及操作时的各项注意事项。

第二阶段:根据第一阶段的训练结果, 对比模拟器操作训练和真机训练, 总结第一阶段集装箱操作训练中操作问题。同时结合理论学习, 学习不同的装卸作业方式, 从理论上分析各种作业方式的特点, 将理论和实际操作相结合。通过集装箱仿真训练器, 学习各种作业的方式, 总结实际操作中各种作业方式的特点, 提高操作经验。学员在仿真训练器上反复训练, 消除装卸操作过程中的多余动作和不必要的紧张, 使动作的力度、速度、准确性和协调性得到提高。同时利用模拟器操作训练科目和难度设定、操作训练环境条件设定、系统控制及仿真过程监视的功能, 对操作过程中出现问题进行纠正。利用模拟器的操作数据的记录功能 (见图1) , 记录在操作过程中的各项数据, 通过各项数据, 可以发现在操作过程中出现的各种问题, 然后通过反复的训练来解决各种操作问题, 使操作能力得到提高。第二阶段到集装箱码头进行实际操作训练, 在师傅的指导下, 进行有序、安全的操作。在集装箱码头上进行真实操作训练时, 不断增强学员对各种动作的分析能力, 使学员对各种操作动作有明确的认识, 能比较连贯、正确、协调、熟练地完成动作, 同时消除不必要的紧张。

第三阶段为提高阶段, 一方面进行理论分析, 利用Matlab软件建模, 将操作司机的操作路径进行模拟仿真, 计算得到最优化的操作路径曲线, 将最优路径作为一个理论标志曲线。利用模拟器软件的轨迹记录功能 (见图2) , 将操作路径轨迹和最优化曲线进行对比分析, 可以发现操作路径可以改进的方面。然后学员在仿真训练器上反复训练, 技能将得到进一步的提高, 动作趋于稳定、固定化, 使操作路径更加地接近于理论计算的最优路径曲线, 总结在操作过程中的经验, 同时不断提高操作过程中的自信心。动作不仅在主要环节上, 而且在操作的细节上都完成得准确无误、精细化, 而且在完成动作时不受外界因素的干扰。在提高实践操作能力的同时, 也要学习相对应的理论知识, 将理论学习和实践操作相结合, 提高集装箱装卸的效率。

4 应用效果

根据实际情况, 合理利用真机和仿真训练器相结合进行操作训练, 训练取得了良好的效果:

(1) 利用模拟器进行操作训练, 大大降低了培训的人力、物力的支出, 同时也降低设备的维护费用, 使得培训费用降低。

(2) 生产闲时利用真机进行师傅现场培训操作, 生产忙时利用模拟器进行操作训练, 从而提高了培训的延续性, 也大大减少了培训周期。

(3) 通过模拟器进行必要的前期训练, 提高了操作的安全性, 大大减少了由于初期操作失误等引起的损失。

(4) 利用模拟器的特有功能, 可以对老司机进行培训, 使其理论和实践水平得到进一步提高, 也有助于更好地培训新学员。

参考文献

[1]马乔林.大屏幕集装箱装卸桥操作模拟器的研制[J].起重运输机械, 2008 (4) :4-7.

[2]李伟.数字控制逆变器的研究与实现[D].武汉:武汉理工大学, 2007 (4) .

[3]谢述双.港口门机装卸模拟器的研究现状和可行性分析[J].轻工科技, 2013 (1) :44.

模拟操作仿真 篇2

1 对象

年10月选择24名均为1～3年工作年资的护士，均为女性，年龄21～24岁，平均年龄22岁，均为护理大专毕业，24名护士在学历、年资、年龄等方面比较，差异无统计学意义，具有可比性。

2 方法

2.1 分组方法

将24名护士分为两组，实验组及对照组，随机选择12名护士为对照组，12名为实验组。

2.2 实施办法

实验组： 12名护士在考核前观看护理操作仿真演示，由各科室的5年年资以上的护理骨干进行操作演示，“病人”的扮演者均是参加考核的护理人员。12名护士通过观看护理操作仿真演示后再通过自己练习6天后进行考核。

对照组：12名护士每人随机分派一项所理操作，通过自己练习，6天后每人进行所分派的一项护理技术操作考核。

3 结果

从表1可见，对两组总成绩、最高成绩、平均成绩及沟通能力等各项指标作比较，P<0.05，差异有统计学意义。

表1 实验组与对照组各项指标比较

4 讨论

4.1 护理技术操作考核前进行护理操作仿真演示有助于改善学习态度、提升护士的操作技能及沟通能力

护理技术操作考核前进行护理操作仿真演示有助于改善学习态度、提升护士的操作技能及沟通能力， 特别是1～3年年资的护士，在医院的护理人员中占较大比例,而且均在临床中较重要的部门工作,如何提升她们的护理技术操作技能是一个值得关注的问题。而重要的是她们的沟通能力还处于初级阶段,传统的护理操作演示，多以假人模型为操作对象，所以多采用无声的操作，只着重操作本身，而忽略了与病人的沟通，忽略了病人的感受，提不起护理人员学习的兴趣。护理仿真操作演示更真实、更贴近临床，因演示人及病人均是就是护理人员，能更好的激发她们学习的兴趣，同时，也能够通过示教的护理人员掌握容易犯错误的地方，及时纠正。每人都感觉到有上台示教的可能性，从而在平常的学习中有一定的压力，更加主动的学习。更因为零距离的操作，能细致的观察操作过程，使护理人员通过观看示教了解到护理操作之美，从而激发其学习操作的兴趣。操作过程中突出操作前做好解释，操作中密切与病人交流，关心体贴病人，随时询问病人的感受，进一步体现人性化服务，注重沟通，改变无声的操作，护理人员护理操作的轻、快、准，是不能完全为病人解决痛苦，只有通过沟通，解决病人的心理问题，才能真正解决病人的痛苦。仿真操作的“人真做”，相互练习，既提高了操作技能，又培养了学习的热情，使操作更贴近临床，培养护理人员学会运用科学的护理方法即视、触、叩、听等，以及掌握评估病人的技能，提高了护理人员观察、分析、解决问题的能力，对于帮助护理人员正确的掌握操作，有着极其重要的作用。

4.2 护理技术操作考核前进行护理操作仿真演示有助于操作考核的各项指标的提升

护理技术操作是护理学的重要组成部分，其质量直接影响患者的`康复效果，且与患者的舒适、安全息息相关，因而在护理中占有很重要的地位，也是临床护理人员进行考核和竞赛的主要内容之一。而护理仿真操作演示让护理人员直观感受基本设施、物品定位、工作流程及环境要求等基本理论、基本知识与基本技能的实际应用。体现护理互动的过程与效果。能在直观下演示与应用，使抽象的知识形象化，提高了技能操作的准确性、连贯性、规范性，注重了实践能力的培养。通过进行护理操作仿真演示，低年资护士表现出对护理操作的较强烈的反应，演示后即有上台操作者，反应很踊跃，无出现厌烦情绪，经技术水平高、沟通能力强、专业素质强的高年资护士的操作演示下，平时一些操作不严谨、随意发挥、动作粗枝大叶并带有不屑一顾的神情也无得到改善。而且通过“病人”的扮演使到护理人员对操作更加印象深刻，而且与病人感同身受，操作起来更加注意病人的感受，真正的做到痛病人所痛，由此可见在护理技术操作考核前进行护理仿真操作演示的方法，不仅有利于各项护理技术操作的规范性、统一性，而且对提高护理操作考核的总成绩、最高成绩、平均成绩、及格率及沟通能力等各项指标均有很大的作用。

5 结论

模拟操作仿真 篇3

随着现在网络的发展, Flash动画技术也在飞速发展。Flash动画的动画控制技术一直是Flash动画的一个非常重要的方向。虚拟仿真, 不仅能够生动形象的模仿实验实训过程, 完全调动学生的主动性, 更重要的是可以在学校在实验室硬件条件不足下解决问题, 同时也可以大量减少教学的硬件投资。它不仅广泛的应用于中学课件制作中, 更广泛应用到水电站虚拟安全仿真的研究中, 下面讲述的就是通过Flash代码控制实现模拟开关安全

1 预期效果与功能显示

如图1、图2所示。

功能:正确操作:带上安全手套, 使用鼠标点击右边图形的安全手套, 当松开鼠标的时候, 进入如图2所示, 将手柄打下, 点击下一步进入后面操作。错误操作:不用安全手套拉下手柄, 点击下一步弹出如图3所示的错误操作提示。

2 制作步骤

2.1 绘制实验矢量图形

1) 安全手套的绘制

如图4、图5。

步骤:

第一步:先将原图导入到舞台, 放到底层锁住, 再新建一个图层, 用来画矢量图。

第二步:新建一个层, 使用[钢笔工具], 照着底图将基本形状勾勒出来, 并用[选择工具]调整形状, 再填充相应的颜色。

第三步:按照2) 中相同的方法, 绘制手套的高光部分使其更立体。选择[椭圆工具]画手套口部分, 调整位置。

2) 拉闸开关图形的绘制

第一步:通过矩形工具以及圆形工具将拉闸开关的基本雏形绘制出来;

第二步:填充颜色, 把手是黑灰色, 底板为灰色的过渡色;

第三步:制作高光部分, 高光部分的颜色调节如图7所示;

3) 下一步动态按钮制作

按钮是控制动画的关键, 它的绘制相对的重要。一个完整的按钮对其不同时期的作用, 在绘制过程中有一个变化的过程。如图8所示;

按钮的变化过程分为四个阶段, “弹起”、“指针经过”、“按下”、“点击”,

每个阶段都可以相应的做一些变化。按钮又由两部分组成, 底部的矢量图形与文字, 它们可以做一些大小、颜色与形状方面的变化。

绘制按钮一般使用到的工具是[矩形工具]、[椭圆工具]、[填充变形工具]以及[文字工具]。矢量图形, 只要熟练掌握基本的工具及效果的表现, 大体都能将原图转化成矢量图。

2.2 元件动画以及场景的设置的制作

1) 错误提示框元件的制作

错误提示框要求是一闪一闪的红色提示框, 制作在第二关键帧变红的逐帧动画。具体关键帧布置如图9所示。

2) 手柄影片剪辑的制作

新建影片剪辑取名手柄, 在手柄元件中建立两个关键帧, 一个放置手柄在上面, 一个放置手柄往下的关键帧, 第一个关键帧设置停止;

将手柄元件拖入底板上面, 如图10所示。

3) 安全手套按钮的绘制

新建按钮元件, 将制作好不同动作的手套矢量图放到按钮的弹起、经过和按下状态;如图11所示;

4) 将各个元件拖入场景的关键帧中, 手柄元件取名为bing, 对错元件取名为tishi;

2.3 编写程序

在下一步按钮上加入如下代码:

解释:当点击手套按钮时触发手柄下打, 这时点击下一步操作正确跳动到下一帧, 否则引发提示框的错误元件动画。

3 总结

Flash控制动画在虚拟仿真中的应用很广, 虚拟仿真在虚拟仿真中应用尤为广泛, 该文主要通过Flash的控制技术在水电站拉闸安全操作仿真中的应用, 重点讲述了如何通过代码编辑技术来实现仿真动画操作的技术, 这里我们主要是通过手套按钮的触发来让手柄动画跳动到下一帧的变化来实现, 关键技术是必须点击手套才能让手柄下打, 通过_currentframe语句来实现当手柄下打时跳转下一步即可, 通过_currentframe语句来实现, 这种技术广泛应用于很多虚拟仿真的实验中。

参考文献

[1]胡海.ADOBE Flash CS3 PROFESSIONAL标准培训教材[M].北京:人民邮电出版社, 2008.

[2] (美) 葛雷布勒.优秀动漫游戏系列教材——Flash动画入门[M].孙哲, 译.北京:中国科学技术出版社, 2009.

07.精确控制,仿真模拟 篇4

【 原创:不动明王2007-06-15 10:55多彩总汇浏览/回复：4144/82】没事干，练练手。

以沪指为例，进行实盘训练。

以发贴时间和点位进行公布开仓或平仓。

期指不过夜。

模拟玩玩，有兴趣的朋友自己来玩。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 10:56 】

先测试一下闽发时间和实际时间是否有较大误差。

实际时间：10.54

【 · 原创:不动明王2007-06-15 10:56 】

10.55:

放空4114！

【 · 原创:不动明王2007-06-15 10:57 】

闽发时间滞后2分钟。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:03 】

每次操作默认一口仓，上限2口仓。

备战期指。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:12 】

股票做空仓位暴露容易被主力倒逼。

不如期指，量大仓多，容易隐藏。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:20 】

中午最低收盘。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:23 】

对股指监控已经1个月了。

练练手。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:28 】

11:28--4072(平仓

【 · 原创:不动明王2007-06-15 11:29 】

每次2点手续费够吗？

4114-4072-2＝40点，套利。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 12:31 】

【 · 原创:绝杀2007-06-15 11:53 】

明王:是否必须当日平仓?

工具箱

×××

当日平仓是以控制风险为主。

避免次日受消息波动太大。

【 · 原创:绝杀2007-06-15 11:56 】

还有,沪指上窜下跳,怎么看待暴仓,请赐教!

×××

假设你有30万，一点300，累计输1000点算暴仓。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 12:41 】

为方便输入：

开多仓以+ABCD表示

开空仓以-ABCD表示

平仓以0ABCD表示

两口仓以ABCD×2表示。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 12:45 】

·许多人认为做好期指就是看对大盘涨跌!

【 原创:忘情剑2007-06-15 12:13多彩总汇浏览/回复：205/5】

许多人认为做好期指就是看对大盘涨跌!

经常看见有人模拟期指,他们认为做好期指就是看对大盘涨跌,常常以自己看对大盘为荣..他们都信誓蛋蛋的说:我对大盘走向判断基本能把握好,做期指肯定赚大钱..如果是这样,你将死无葬身之地.指数期货的走式从来都不是根现货指数完全吻合的,有时提前,有时滞后,甚至许多时候莫名其妙的独立于现货.其实这都不该怪散户,都是我们的上面在误导大家...专家们是这样解释指数期货的:如果大盘跌,你做空就能赚钱,涨也是一样.反之你就亏钱..他们最爱说的一句是机构可以借期指避险,大盘跌时,就做空期指,可以对冲股票下跌的风险.在这里,他们偷换了一个概念:把大盘指数和期指混为一谈..期指并不是大盘指数,2者并没有绝对的相关性.你要做空,做空的标的是期指,而不是大盘指数..如果大盘跌,某些机构在期指上做空,你得小心在期指被对手逼空...期货根现货在理论上虽然相关,但在实际中从来都不相关的,这可以说是常识.我不明白为什么上面却严重误导股民...至少应该提示存在期指和现货不相关的可能..如果相关,那就不是期货了.那就没有中国国储在铜上被绞杀了.也许是上面真的不懂,也有可能.现在大家分析期指的方法就在用分析权证那套理论---既然现货都跌了,期指怎么可能涨?既然正股都是行权价几倍了,沽权怎么可能涨?既然正股都在行权价下面,那认购为什么还不涨??

如果许多机构还是这样的思维,在衍生品中,你将亏得很掺...忘情剑工作室

wqjwqj596@163.com

2007.6.15.12.12

**********

忘忘同学这个帖子还有点门道。

转贴一下。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:04 】

-4092

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:10 】

0-4083

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:19 】

-4110

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:24 】

2+4098

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:25 】

上面是2口多仓，一口多仓对应前面那口空仓，因为平仓需要时间。

直接多开一口多仓可以锁定前面的空仓套利。

慢慢平仓来得及。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:27 】

0-4106

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:30 】

0+4118先平一口多。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:34 】

2-4131

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:35 】

0+4131

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:40 】

0-4123

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:41 】

尚有－4131一口，逼近4129自动平仓。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:43 】

算平仓，4130

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:49 】

-4150

【 · 原创:不动明王2007-06-15 13:52 】

-4143加一口

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:07 】

0-4123

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:13 】

-4130

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:26 】

0-4112

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:27 】

0-4113

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:35 】

-4130

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:42 】

0-4125

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:53 】

开仓平仓手续费 收益

-4114-4072240

-4092-408327

-4100-41062-8

40984118218

40984131231

-4131-412326

-4131-41302-1

-4150-4123225

-4143-4113228

-4130-4113215

-4130-412523

合计 164

有一个空单用2个多单锁定了收益，然后慢慢平仓，所以看起来是负值-8。另有一个空单是到了止损位，自动平仓，出现－1。

假设30万资金，300一点，累计可亏损1000点。

目前单纯以点数计算。

1000+164＝1164点。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 14:59 】

修正一下规则：

开多仓：+A

开空仓：-A

平多仓：0+A

平空仓：0-A

开2仓：2+A或2-A

平2仓：20+A或20-A

简单输入，即可表示。

参与者起始1000点，手续费每口2点。

一般不过夜。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 15:03 】

纯粹股指模拟不等于最终期指操作。

但是，如果连股指模拟都赢不了，期指肯定大概率失败。

【 · 原创:不动明王2007-06-15 15:06 】

通信模拟仿真系统建设 篇5

1 建立仿真系统的必要性

1.1 通信信息网络现状

齐齐哈尔电业局通信光传输网络SDH现有中兴设备60多台, 设备类型包括ZXMP S320/ZXMP S330/ZXMP S360/ZXMP S380/ZXMP S385五种型号。以2.5G和622M两个光纤环网为核心。2.5G光纤环网由5台设备组成, 附挂1个155M子环网。622M光纤环网由13台设备组成, 附挂3个155M子环网。主要传送调度数据网、继电保护、图像、综合网管监控通道等2M复用信息。复接设备PCM有120多台, 设备类型主要有深圳泰科3630、沈阳仕得蓝马可尼XMP1、北京西科德萨基姆FMX12、北京讯风BX10等。主要传送调度电话、远动信号、电量信号、集控信号、电源监控等64K业务。齐齐哈尔电业局信息网络在去年年末刚刚从思科交换机全部更换为H3C网路交换机, 新厂家的设备需要人员又新学习适应新技术。我局信息内外网共有76台设备, 1个中心机房和37个基层网络机房, 设备类型包括S9512、S7510、S5500和S3600, 网络防火墙2个。随着三集五大体系的建立, 我局各单位办公地点调整变化较大, 很多办公电脑需要变更信息网络的接入点, 甚至需要调整网络结构。

1.2 通信信息网络存在问题

1.2.1 信息网络稳定运行指标已列入我局安全生产指标之一。

生产环境交换机的配置变化时需要在测试环境中试运行后再放入生产环境, 以保证配置的正确性, 所以迫切需要一个模似环境来调试和测试交换机, 提高人员技能水平, 提高生产环境网络运行的稳定性。1.2.2随着通信光传输、复接设备的更替, 新鲜血液的融入, 人员的技术水平也要随即提升, 利用替换下来的设备、已有的资源和自筹部分新设备, 组建一个模拟现场的仿真系统环境, 利用空余时间和定期时间进行真实现场工作环境的模拟, 可以提高现有工作中疑难问题的解决, 和给新员工进行实物性培训, 快速使新员工进入工作状态。专业技术人员可以通过模拟现场故障, 进行快速定位解决故障。也解决了闲置设备的利用率问题, 一举多得。

1.3 背景的提出

1.3.1 全省电力培训中心无针对通信信息网络设备组网培训的基地。

1.3.2 到厂家培训名额少, 达不到全员培训目的。

1.3.3新员工和微波专业技术水平有待提升, 使其快速进入工作状态。1.3.4通信信息设备更替升级快, 专业技术人员现有业务水平有待进一步提高。

2 建设仿真系统达到的效果

2.1 此仿真系统的建立, 主要用于模拟现场实际工作环境方面的培训工作, 使得全员达到培训效果。

2.2 巩固了专业知识, 并把理论知识和实践知识有效结合起来。

2.3 融合通信和信息两大专业业务水平, 提高了团队合作精神。

2.4 提高了解决问题的能力。

模拟故障现象, 锻炼了员工队伍。两大专业共同组建仿真系统, 人员跨专业锻炼, 最终达到培养复合型人才的目的。下一步将规划完善搭建信通公司所有专业的模拟仿真环境, 专业间相互了解学习, 解决人员结构性缺员问题。能够独立完成工作中较复杂工作任务的同时, 处理工作中的疑难问题。

3 建设方案

3.1 按照建设仿真系统目标, 制定符合我局通信信息现状的实施方案。

首先成立通信信息模拟仿真系统建设领导小组。组长由信息通信公司经理担任, 副组长由信息通信公司副经理担任, 专业负责由专责工程师担任, 组员由传输一、二班人员组成。经过多次技术组会议讨论论证通信信息模拟仿真系统建设的可行性方案, 一致认为方案可行, 可操作性强。首先仿真系统选址, 一为原微波楼, 二为通调楼十九楼微波机房。因十九楼微波机房设备安装方便, 仿真系统需求空间大;其次从组建规模上考虑后期建设, 确定设备布放位置。最终确定一期建设光传输设备SDH四台, 复接设备PCM三套 (6台) , 信息网络设备五台。预留两面屏位。

3.2 深入细致, 周密安排, 全面实施仿真系统建设。

3.2.1未雨绸缪, 整合现有设备资源, 购买新传输设备。首先将三号院拆除的整套通信设备包含光传输SDH、泰科PCM、电源系统作为仿真系统基础雏形, 另整合一套中兴S330设备、三套PCM复接设备和购买中兴S330、S320光传输SDH各一台, 组建成传输网络。信息网络的组建是利用去年更换交换机后替下来的旧H3C设备搭建。3.2.2周密安排, 通信信息专业人员密切配合, 按施工方案逐项有序进行。光传输设备模拟现场设备硬件安装、线缆的布放、线缆的绑扎、设备的加电、开局、设备 (单机、组网) 调试、2M (155M) 业务的开通等一系列现场实际工作环境。PCM复接设备模拟现场设备硬件安装、线缆的布放、线缆的绑扎、色谱识别、设备 (单机、组网) 调试、64K业务的开通等一系列现场实际工作环境。信息网络的建立是用3台三层交换机和2台二层交换机按实际工作中需要的拓扑结构, 随时变化互连方式, 组成需要培训和测试用的网络结构。大大锻炼了人员的网络业务技能。

3.3 加强管理, 真正发挥仿真系统作用。

为了完善仿真系统日常管理, 制定了仿真系统使用规章制度。3.3.1仿真系统设备仪器仪表设专人负责保管维护、登记建帐。存放应做到整洁有序, 便于检查使用。3.3.2仿真系统设备仪器仪表、工具一般不得外借, 特殊情况必须经领导批准。3.3.3要爱护仿真设备仪器仪表, 节约使用材料, 遵守操作规程, 认真记录操作步骤。室内应保持整洁, 操作时丢弃的废物要按指定地点倾倒。3.3.4仿真系统必须重视安全工作, 加强防火、防盗、防尘的管理。3.3.5仿真系统的操作人员, 要加强岗位责任制, 经常检查维修设备仪器仪表, 使其处于正常完好状态。3.3.6仿真系统应建立安全制度。每次操作完毕或下班前, 要做好整理工作, 关闭电源和门窗。要有明确的责任人。

结束语

通过以上措施, 信息通信公司初步建立了通信信息模拟仿真系统, 搭建了通信信息模拟仿真系统, 经过近几个月运行检验, 极大的提高了通信信息运行维护人员的专业技术水平, 使我局通信信息故障处理更加快速, 通信人员能够更好的适应“五大”体系建设后对专业人员的要求, 在全省首家建立通信信息模拟仿真系统, 为我局培养电力通信复合型人才找到了一种新方式, 也为在全省率先探索电力通信信息专业培训新方式、新手段走出了一条创新之路。

参考文献

[1]中兴通讯股份有限公司ZXMP S380S330技术手册.[1]中兴通讯股份有限公司ZXMP S380S330技术手册.

[2]沈阳仕得蓝科技有限公司XMP1SOX操作手册.[2]沈阳仕得蓝科技有限公司XMP1SOX操作手册.

[3]北京西科德科技有限公司SAGEM FMX12数字交叉连接复用设备技术手册.[3]北京西科德科技有限公司SAGEM FMX12数字交叉连接复用设备技术手册.

操作系统虚拟仿真取证技术研究 篇6

待取证操作系统中的各类数据是重要的证据来源,能较全面的对原始证据进行取证。计算机虚拟技术是通过软件来模拟计算机硬件的技术。目前,物理计算机的计算量、存储量有了非常大的进步。计算机上安装了虚拟机之后可以在一台机器上模拟出多台机器的效果,能完成架设多计算机服务程序、隐蔽网络访问等需求,因此,越来越多的数据以及服务被存储和移植到了虚拟计算机上。随之带来的针对虚拟机的数据恢复与取证需要在虚拟机上对物理磁盘或者磁盘镜像磁盘进行系统仿真取证。本文描述的一种操作系统虚拟仿真取证方法克服了上述现有技术的缺点,提供了一种解决虚拟操作环境下针对物理磁盘或者磁盘镜像的操作系统仿真问题、采用直接从某个磁盘分区或者整个磁盘来创建一个VMware的虚拟机的方法达到对物理磁盘或者磁盘镜像的仿真取证的操作系统虚拟仿真取证的方法。

2 操作系统虚拟仿真取证方法总体设计

2.1 系统模型设计

2.2 系统实施流程

为了能够更清楚地描述本操作系统虚拟仿真取证方法的技术内容,下面结合具体实施例来作进一步的描述。本操作系统虚拟仿真取证方法详细分析了使用物理磁盘或者磁盘镜像,通过在VMware以只读方式仿真启动操作系统,在仿真操作系统中可以查看物理磁盘或者磁盘镜像原始操作系统中的内容,以达到不用损坏物理磁盘或者磁盘镜像来取证的目的。

首先将虚拟操作环境下虚拟机中待系统虚拟仿真取证的磁盘文件格式挂载到服务主机上;在一种优选的实施方式中,待系统虚拟仿真取证的磁盘文件可以是物理磁盘或者磁盘镜像;其中,物理磁盘可以是各种类型的物理磁盘,包括SATA、IDE、SSD等各种常见物理硬盘,其支持以USB接口的形式加载物理磁盘;磁盘镜像则是支持常见的img、dd等磁盘镜像格式,其支持以文件的形式加载磁盘镜像。物理磁盘或者磁盘镜像支持常见的Windows和Linux操作系统类型。

然后,在虚拟机关机的状态下获取虚拟机的静态信息;在一种优选的实施方式中,所述的静态信息包含操作系统信息,虚拟机文件系统内容、文件格式、文件结构、分区信息、文件表、残存文件。能将文件系统以图形用户界面的方式展现给取证人员。支持特定目录下的特定文件的搜索,将搜索出来的文件进行加密,可采用MD5摘要算法或其他算法,加密后的文件不可再改动,具有不可抵赖性,最后以电子证据的形式保存到数据库中。

在一种优选的实施方式中,选取VMware虚拟机为例,研究在虚拟操作环境中的勘查取证分析。VMware虚拟机的虚拟磁盘格式为VMDK文件,通过对VMDK文件格式的深入分析,将虚拟磁盘模拟为物理设备,实现了对虚拟磁盘的挂载,获取到虚拟磁盘的文件系统。

首先,使用vmware-amount工具将物理磁盘或者磁盘镜像挂载到本机操作系统环境下,对于vmware-amount工具以及其他vmware系统的工具集,由于操作系统的不同会导致这些可运行程序所存储的位置不同,通过调用Windows操作系统WMI的方法获取到准确的vmware工具集可运行程序位置。

将虚拟磁盘挂载的过程中会判断该虚拟机是否存在快照,如果存在则说明该虚拟机先前被启动过,否则未被启动过。如果这个磁盘镜像已经在之前被启动,可以采用从上次离开的地方继续工作,亦可从头开始工作。将整个物理磁盘或者磁盘镜像以文件的形式读入到内存中后,一般在磁盘文件的二进制字节的头部会发现物理磁盘或者磁盘镜像对应的mbr文件结构。

mbr指的是主启动扇区,如果物理磁盘或者磁盘镜像受到破损或者其他外部原因无法正常读取mbr文件,我们可采用预先定制的mbr文件结构来重构受损的物理磁盘或者磁盘镜像主启动扇区头,针对不同的操作系统预先定制有不同的主启动扇区头结构。

3 VMWare虚拟机仿真取证设计

3.1 VMX配置文件设计

由于vmware虚拟机的启动是从vmx启动生成的,根据物理磁盘或者磁盘镜像的mbr文件中的信息可以生成对应的虚拟机vmx文件。在每个虚拟机文件夹底下都能找到一个.vmx的文件。这个文件记录了该虚拟机的配置情况,可以用文本编辑器打开它,发现其实就是一个properties文件。我们针对要虚拟仿真的物理磁盘或者磁盘镜像,需要编写代码手动的生成一个vmx配置文件,添加以下新增配置内容能让虚拟仿真的物理磁盘或者磁盘镜像在虚拟机中正常的启动。

main Mem.use Named File="FALSE",该配置可以禁止vmem交换文件的生成。如果将该配置参数设为true,虚拟机在启动时会生成与设定内存相同大小的内存交换文件。这就如同操作系统的虚拟内存一样,虚拟机自己管理虚拟机的分页文件,这个设定在需要取证的物理磁盘或者磁盘镜像是适用的,因为物理磁盘或者磁盘镜像上可能会运行不同的虚拟机镜像,各自要相对独立。但是如果只是在个人PC机上运行一个虚拟机测试环境,则该配置会既占硬盘空间又会遇到I/O瓶颈,所以建议关闭此选项,适用操作系统的分页交换机制。

Mem Trim Rate=0,关闭该选项会禁止待仿真的物理磁盘或者磁盘镜像在虚拟机中启动时不会用到内存释放给主机,能使虚拟机的内存分配更快。

sched.mem.pshare.enable="FALSE",关闭该选项会使得待仿真的物理磁盘或者磁盘镜像在虚拟机中启动时共享普通内存块。

一个正常的vmx文件主要由Static Values、Drive Info和Us⁃er Specified这三部分组成。

其中Static Values通常包含以下内容:

Drive Info通常包含以下内容:

User Specified通常包含以下内容

在程序中可以针对这些不同的参数含义配置不同的参数值,以便在待仿真的物理磁盘或者磁盘镜像中设置相应的虚拟机参数。VMWare虚拟操作环境下的vmx文件生成后,下一步即可以生成可以由VMWare Workstation或者VMWare Player该类虚拟机工具启动运行的vmdk虚拟磁盘文件。vmdk虚拟磁盘文件通常由Disk Descriptor File和Disk Data Base两部分组成。

其中Disk Descriptor File通常包含以下内容:

如果当挂载的是物理磁盘时,create Type的类型为full De⁃vice。

其中Disk Data Base通常包含以下内容:

3.2 VMWare虚拟机仿真启动

根据挂载的虚拟磁盘的mbr文件生成了包含上述配置属性的虚拟机启动配置文件.vmx文件,在最后的生成阶段,可以选择只生成vmx文件,通过手动启动vmx文件来达到虚拟仿真物理磁盘或者磁盘镜像的功能。也可以直接调用操作系统注册表查询接口自动获取到VMware Workstation在系统中安装的位置、路径等其他配置,然后直接调用WMI接口启动已生成好的vmx虚拟机文件,以达到对物理磁盘或者磁盘镜像仿真取证的目的。

最后根据输入的系统仿真参数,通常包括仿真操作系统类型、仿真系统启动时间、仿真系统内存大小和选择是从物理磁盘或者磁盘镜像中启动仿真系统等参数生成对应该的vmdk文件,根据原始物理磁盘或者磁盘镜像中的mbr文件中指定的二进制字段会生成对应的仿真操作系统注册表文件,根据对应的注册表文件和vmdk文件从VMWare Workstation中启动虚拟操作环境下的仿真系统,以达到对待取证物理磁盘或者磁盘镜像的系统仿真取证。

4 结束语

本文提供一种针对桌面操作系统虚拟仿真取证的有效实现方法,通过在取证专用计算机系统中以虚拟仿真化的方式启动待取证的操作系统,获得了被取证计算机系统启动后一样的操作系统界面和环境,同时不会改写被取证操作系统中的原始数据,确保取证过程中不会对被取证操作系统中的文件进行修改,在虚拟仿真化的环境中进行取证操作时,看到的不再仅仅是计算机存储介质上的文件和数据,还可以看到被取证操作系统运行环境和用户环境,操作起来也更加方便,有效地实现了对待取证的计算机操作系统进行仿真取证的同时不破坏待取证的计算机操作系统中的原始数据的取证目的,对于现阶段公安一线实战针对计算机操作系统的无损磁盘或镜像取证提供了一种简便实用的虚拟仿真取证方法。

摘要：该文介绍了一种操作系统虚拟仿真取证的方法,然后具体描述了该方法在计算机取证过程中所采取的具体步骤,提出了对待取证的操作系统磁盘进行虚拟仿真的解决方案并对方案进行了探讨。最后给出了操作系统虚拟仿真取证方法完整的系统设计模型,针对该模型详细地讨论了在一种写保护条件下操作系统虚拟仿真取证系统的设计流程。采用了该文中的操作系统虚拟仿真取证的方法,使用物理磁盘或者磁盘镜像,通过在VMware以只读方式仿真启动操作系统,在仿真操作系统中可以查看物理磁盘或者磁盘镜像原始操作系统中的内容,以达到不用损坏物理磁盘或者磁盘镜像来取证的目的,操作简单,应用范围广泛。

关键词：操作系统,虚拟仿真,取证,技术研究

参考文献

[1]黄志炜.计算机犯罪仿真取证重现技术的研究与系统实现[D].厦门:厦门大学,2013.

[2]宋铮.虚拟计算取证技术研究[D].上海:上海交通大学,2011.

[3]周刚.云计算机环境中面向取证的现场迁移技术研究[D].武汉:科中科技大学,2011.

[4]张俊,麦永浩.云计算机环境下仿真计算机取证研究[D].武汉:湖北警官学院,2011.

[5]钟琳.虚拟机取证系统的研究与设计[D].福州:福州大学,2010.

模拟操作仿真 篇7

江西铜业集团贵溪冶炼厂是当今最先进的闪速炼铜工艺工厂, 截至目前已形成年产100万吨铜的综合生产能力。随着铜生产规模的扩张, 贵冶先后投入建成4套低温分离原理制氧机组, 为主工艺提供生产所需的氧气和氮气, 设计氧气总产量为51500Nm3/h。其中5#制氧机组是2007年随厂新30万吨铜冶炼工程的建设而投入生产, 其工艺流程较其他机组复杂, 操作难度较大, 不但可以生产18000Nm3/h低压氧气, 而且可以生产7000Nm3/h的中压氧气。

2 仿真平台

2.1 仿真对象

低温分离制氧机组包含有空压机系统、预冷系统、分子筛系统、换热器系统、膨胀机系统、分馏塔系统、氩系统、储槽系统及循环水系统等9个子系统, 每个子系统前后紧密关联, 相互影响。

正常生产时, 员工要监控各环节运行参数, 及时对异常参数进行调整, 保证制氧机组生产稳定。每次机组开机, 都要对每个子系统的阀门位置和参数进行检查确认, 确定都在正确位置后, 才能进行正常开机操作;同样, 在制氧机组计划停机或紧急停机后, 也要对各子系统的阀门位置和参数进行检查, 以确保停机后设备安全。开停机过程中要兼顾前后工序主要参数变化, 以免造成不必要停机或设备故障。计划性开停机或突发故障停机, 都需要员工具备熟练的应急操作技能, 才能保证其顺利完成。

该平台仿真的对象确定为模拟制氧机开停机操作, 以5#制氧机的操作为模型, 其内容包含4个方面:开机前检查确认操作;开机操作;停机操作;停机后的检查确认操作。

2.2 仿真系统结构

本仿真项目开发总体分为四部分内容:一是基础仿真, 建立基础数据库, 包括仿真操作所需的I/O点、操作画面、趋势画面等, 要与实际操作站上一致;二是数据仿真, 涉及平台运行所需的所有参数的数据仿真, 实现在不同状态条件下, 参数数据能对应变化显示, 如操作某台阀门, 其关联的流量参数会相应变化;三是过程控制仿真, 编制制氧机联锁控制程序, 实现生产联锁控制模拟;四是操作评分仿真, 依据员工操作情况给出对应的分数。

3 基础仿真

基础仿真根据生产监控要求建立仿真平台基础数据库, 包括建立I/O点、绘制操作画面及增加趋势显示等, 为后期的数据仿真、过程控制仿真做铺垫。另外, 还需建立中间变量 (内部开关) , 作为程序控制及过程报警所用。

有些制氧机的操作需要在在生产现场进行, 如设备的开停及现场阀门的开关等, 通过增加对应设备或阀门的内部开关 (虚拟现场开关) , 并在仿真画面上对应位置增加控制按钮, 实现仿真现场操作。

4 数据仿真

在建立好基础数据库之后, 依据实际生产数据, 通过仿真计算功能建立I/O点数据仿真, 实现操作画面数据显示功能。图1是实现数据仿真的计算程序模板, 图中CALCU是CS3000内部通用计算块, 它是实现数据仿真的核心, 用户可以通过功能块支持的编程语言进行编程, 进行逻辑运算和计算操作;RAMP是斜坡块, 它是数据仿真效果的修饰工具, 可以让数据变化更接近真实情况, 其功能是将输入数据用斜坡特性 (一定变化速度) 增加或减少输出到后续功能块;PVI是指示块, 将来自其他模块的输入信号作为测量值 (PV) 进行显示, 用于只进行测量值显示的时候;PID是调节块, 将输入信号作为测量值 (PV) 和设定值 (SV) 进行偏差计算, 再进行比例、积分、微分的控制动作, 一般用于定值控制以及跟踪控制等时候。

根据I/O点参数所关联对象的不同, 数据仿真大致可分为三类。

4.1 两位式仿真

此类仿真数据一般只有两种数据状态, 如预冷系统水泵等设备运行信号只跟设备开停状态有关, 设备开时为“1”, 设备停时为“0”;空压机油压参数, 可以看成只跟辅助油泵或空压机运行状态有关, 运行时为正常油压2.54bar, 停止时为0bar。

4.2 线性关系仿真

此类仿真数据一般为单回路控制的参数数据。如空冷塔冷却水流量显示, 当冷却水泵开启之后, 流量的大小主要跟流量调节阀的开度有关, 可以看成与阀门开度 (或对应PID模块MV值) 成线性关系, 线性系数可以参考实际数据计算出来。

4.3 非线性关系仿真

此类仿真数据受前后工序影响较大, 而且受多种设备或阀门状态控制。在进行此类数据仿真计算时, 就要考虑各环节对该数据影响所占的比例以及影响效果的正负方向。如空压机出口压力参数, 受空压机开停状态、入口导叶开度、防喘振放空阀开度、后续工序有无投入等多因素影响。入口导叶对空压机出口压力是正影响, 导叶开度越大, 出口压力应该越大;防喘振放空阀对出口压力是负影响, 放空阀开度越大, 出口压力越小。各环节影响所占的比例有多大, 要根据实际参数运行情况寻找规律。

5 过程控制仿真

生产过程控制的作用是确保生产过程处于受控状态, 对影响产品质量的因素进行监控, 保证生产运行的安全稳定。仿真平台内的过程控制仿真主要体现在编制与实际DCS内部相同的联锁控制程序, 用以监督仿真操作过程。

制氧机组安全运行的重要保护程序主要有:空压机停车逻辑、预冷停车逻辑、分子筛程序、膨胀机停车逻辑、储槽逻辑等。当发生误操作或参数调整不到位时, 平台能够根据对应联锁条件触发联锁跳机, 保护设备安全, 过程控制仿真的监督能让员工更好地理解制氧机的关键参数的作用。

6 操作评分仿真

将仿真过操作程中一些必要的操作步骤纳入到考核的范畴, 评判员工对制氧机操作的掌握程度, 再根据得分情况对其进行相应的巩固培训。

制氧机操作必须按顺序进行, 其中开机前检查确认操作总共有96项, 开机操作总共有7大项, 停机操作总共有8大项, 停机后检查确认操作总共有78项。依据仿真操作顺序有无颠倒或操作有无遗漏等情况, 设计评分算法, 统计出员工每步操作的完成率, 并给出对应的得分。

7 结束语

作为一种新型的培训工具, 5#制氧机仿真平台利用理论结合实际的方式对员工进行培训, 效率更高。其一方面能够让员工离线仿真制氧机的开停机操作, 提高实际操作技能及对制氧机认知的高度;另一方面, 员工可以在该平台上测试联锁程序, 理解制氧机的重要参数的意义。通过这套制氧机的仿真平台, 可以缩短员工掌握制氧操作技能的时间。

摘要：简单介绍制氧机组基本配置情况以及制氧机组的工艺流程, 阐述了仿真操作平台的开发初衷, 详细介绍了仿真平台的仿真对象及仿真系统结构, 并对每个仿真模块的仿真内容和实现方法进行详细的说明。该仿真平台作为一种新型培训工具具有其独特的优势。

基于虚拟现实的电力操作仿真研究 篇8

电力系统安全稳定地运行是国民经济健康快速发展的保障, 电气误操作事故是电力系统频发性事故之一, 能造成设备损坏、大面积停电和人身伤亡等重大事故, 是国电公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》之一。近年来, 随着防误装置的大规模使用, 电力系统事故从整体上看已经明显减少, 从事故情况中可以看到, “习惯性违章”是操作中的痼疾, 有时甚至多人同时违章。这说明, 国电公司提出的反“习惯性违章”仍具有现实意义, 必须长期坚持下去。

开展基于虚拟现实的电力操作仿真研究, 目的是寻找到将虚拟现实技术与电力操作仿真进行有效结合的理论依据和实现方法, 并在此基础上开发出一套能在web上运行的, 三维显示、动态仿真的, 可同时多人协作的, 带有实时评价功能的电力操作虚拟仿真演练系统。

二、基于虚拟现实的电力操作仿真分析

目前现有的电力虚拟仿真培训系统, 主要采用人工教学指导的方式进行操作评价, 这不仅要求教员有较高的知识水平, 同时也增加了教员的负担, 学员很难自我培训。这种指导方法主观性较强, 只能从定性角度综合评价, 很难以从复杂、不确定的数据输入中得到确定的断言, 而且评价不够全面, 很难达到很好的培训效果。而仅有的一些评价系统也只能对电力操作仿真培训中的某些操作进行评价, 评价不够全面, 具有一定的局限性。

基于虚拟现实的电力操作仿真研究具有动态仿真、三维显示、在线操作、实时交互、评估准确等特点, 集电力虚拟仿真操作及智能评价于一体的应用系统一定是未来电力行业迫切需求的软件产品, 同时这种系统整合也必将是电力系统虚拟仿真发展的新趋势。

三、电力操作虚拟仿真演练系统的设计

1. 电力操作虚拟仿真演练系统

电力虚拟操作必须在电力虚拟场景下完成。利用虚拟现实建模语言 (VRML) 创建可在web上显示的三维电力虚拟场景;利用MATLAB中的电力仿真工具箱及其接口与VRML相结合, 实现场景中各种电力设备的功能仿真;利用VRML、JSP和XML技术的混合编码, 实现用户与系统的动态交互, 在线演练各种电力操作。主要包括:

(1) 场景参数存储模型的设计

为了保证电力虚拟场景的真实感, 场景中设备的布局及功能参数均采集于实际的电力操作现场。当需要生成某个虚拟电力场景进行特定操作的演练时, 就从数据库中取出某种典型现场的参数, 从而为仿真提供了真实可靠的数据源。由于这些参数具有不同的类型、不同的功能、数量也多, 所以必须设计一个科学合理的存储模型来管理这些场景参数, 使得其占用的存储空间尽可能的小, 存取、加工等处理时间尽可能快, 这样才能在保证了虚拟场景真实感的同时有保证其生成的实时性。

(2) 典型电气设备的模型

电气设备是电力操作现场的主要物体及操作对象, 所以在虚拟场景中必然包含大量的虚拟电气设备, 为了操作仿真的真实感和实时性, 必须研究典型电气设备的模型, 包括设备的基本形状、局部变化动作、功能响应以及存储方式等。

(3) 仿真场景实时显示技术

仿真场景实时显示技术能够根据与用户的交互, 把虚拟场景中电力设备的位置、状态等信息实时地更新到MATLAB的电力系统仿真程序中, 经计算后再将新的位置、状态等信息以三维图形的形式实时显示在仿真场景中。

(4) 交互通信机制设计

交互通信机制保证操作者能够通过图形界面对系统中的虚拟设备发出指令, 系统能够立即识别指令并要求相应虚拟设备对指令做出反应。

2. 电力操作实时智能评价系统

电力操作实时智能评价系统与电力操作虚拟仿真演练系统紧密结合, 评价系统在服务器端实时监控并记录在客户端演练系统上进行的各种操作, 在操作结束时, 将操作记录与电力操作标准规则库中的相应记录对比, 做出客观公正的实时评价及改进意见。主要包括:

(1) 电力操作标准规则库的设计

采用合理的知识表示方法将电力系统“五防”规则、电网运行规则等领域规则转化为计算机能够识别并进行推理的应用知识, 将其存储在电力操作标准规则库中, 作为对学员操作过程的评价依据。每种设备装置的操作都应有自己的操作规则;每条操作规则中都应当包含能够评价学员操作的关键字段;以及规则之间逻辑关系的合理表达, 即操作条件。

(2) 操作信息数据库的设计

学员的操作信息可能来自于网络上的多个不同的仿真应用操作界面, 操作信息数据库利用多线程机制, 同时记录每个学员的操作过程及参数, 为操作结束时的评价保留依据。

(3) 智能评价模型的设计

教员启动考核评价功能, 系统会自动将设备规则中的设备变量实例化, 转变为具体的设备名称, 同时每条操作规则中都定义了一个分值, 系统根据教员设置的具体操作任务首先在操作规则库中找到相应的操作规则, 再对学员的每一步操作的设备类型以及设备状态进行比较先判别任务规则中设备规则之间的正确性, 再判别设备规则中操作规则的正确性。

四、总结与展望

本系统采用国内领先的3D虚拟仿真进行电力操作演练, 在学员已经记牢安全规程的基础之上, 通过演练将知识转化为实际操作能力。这样不但提升了学员对安全规程培训的理解水平, 更注重了对学员的实际动手能力的培养, 效果十分明显。虚拟操作仿真通过再现真实场景, 使学员熟练的进行电力操作, 电力操作熟练程度的提高有助于减少现实当中的误操作, 在很大程度上避免了人员伤亡。

软件模拟仿真可加速设计进程 篇9

为何需要模拟仿真?因为硬件实际情况是比较复杂的, 软件模拟可解决复杂性问题;另外还可加速上市时间, 在硬件没有正式上市或拿到手之前, 就可以编写软件;再有, 通过软件模拟硬件, 不会受到硬件的数量 (例如只有一两个) 的限制, 如果开发团队有多人, 而参考板只有一两块, 开发进程也不会受影响;最后, 航天军工等不太能在地面上完成系统的模拟和执行的地方。

因此, 长期以来, 用模拟工具是很多行业使用过的, 例如工业、电力、军工、网络通信、数学、物理等的模型计算, 即越复杂的系统, 越适合用软件模拟的方法来把复杂的问题解决。

风河公司的Simics可以模拟很多硬件, 从芯片的功能块、整个芯片, 到板卡、多板卡的机架, 直至最复杂的是全系统。这是因为Simics有三部分构成:脚本库、调试工具、模拟引擎。原则上模拟脚本写出来了, 放在库中, 什么都可模拟。

Michel说风河的客户反映, Simics最多节省60%的时间, 可以节省35%调试时间, 资本运营上的支出可节省一半。

Simics有三个特点:

*精确度高, 开发者不用担心与实际有落差。

*Checkpoint功能, 可以随时检查程序的过程, 即对程序过程拍照。这样可以把当时的状态和同事沟通。例如, 实际程序模拟时要运行10亿次, 物理时钟要3天, 软件模拟也许1小时就可完成。在这种情况下, 如果发现某个地方可能出错, 可以模拟出具体时间。因为程序出错不一定是运行的前几次, 而是多次以后。“出错稍纵即逝, 我们可以定格在某个1秒钟, 像照x光片。”Michel说。