一种能够动态配置的交互式培训系统及应用方法技术方案

一种能够动态配置的交互式培训系统，包括基础支撑单元

【技术实现步骤摘要】
一种能够动态配置的交互式培训系统及应用方法


[0001]本专利技术涉及一种能够动态配置的交互式培训系统及应用方法，属于安全生产培训领域
。

技术介绍

[0002]目前应用较为广泛的
VR
培训系统主要针对某一特定领域进行针对性的培训，通常采用单机软件形式且培训内容和流程较为固定，参与培训的学员容易造成路径依赖，且要培训新的内容需要重新开发一套相应的软件系统会造成重复性的功能开发
。
[0003]同时，现有
VR
培训系统一般都采用硬编码形式，在发布时已经确定了场景中的三维内容和培训控制流程
。
在进行具体实施时，通常采用
3dsMax
建立虚拟三维场景，并利用游戏引擎
(
如
Unity
，
Unreal)
驱动场景进行交互
。
[0004]现有技术方案存在以下几个问题：
[0005]培训内容固定，参训学员易产生路径依赖，降低培训效果；
[0006]教员无法获取分析每个参训学员的培训内容和考核结果；
[0007]无法对特定的培训内容进行组合式针对性训练和考核；
[0008]每次更新虚拟训练场景需要重新发布和更新软件系统；
[0009]无法动态扩充和切换培训内容及虚拟场景；
[0010]无法对培训过程进行有效干预，以提升培训效果
。

技术实现思路

[0011]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种能够动态配置的交互式培训系统及应用方法
。
[0012]本专利技术解决技术的方案是：
[0013]一种能够动态配置的交互式培训系统，包括基础支撑单元
、
数据库单元
、
模型库单元
、
仿真培训支撑单元和应用平台；
[0014]基础支撑单元：提供交互式培训系统运行所必需的软硬件支撑环境；
[0015]数据库单元：包括用户信息表
、
资源信息表和操作规程表；所述用户信息表用于存储所有用户的基本信息
、
权限和所属工种；所述资源信息表用于存储安全生产中涉及的各种场景信息
、
每个场景下涉及的各个设备信息
、
每个场景下各个设备在场景中的位置信息
、
每个场景下涉及的隐患信息以及受训者的培训结果信息；所述操作规程表用于存储每一个用户群体的操作流程，所述用户群体包括管理员和客户单位的各个工种；
[0016]模型库单元：包括安全生产中涉及的各种场景模型
、
正常设备模型
、
隐患设备模型以及工人模型，各模型通过索引字段与数据库单元中资源信息表的相应信息一一对应；
[0017]仿真培训支撑单元：支持用户权限管理；根据用户工种及待培训隐患清单进行场景动态配置；根据考核数据生成考核结果；
[0018]应用平台：包括系统管理员模块
、
客户单位导调模块和学员实训模块，其中系统管
理员模块为最高配置单元，能够对数据库单元
、
模型库单元进行配置管理；客户单位导调模块为次级配置单元，每次培训时用于配置本单位不同工种的待培训隐患清单，发送至仿真培训支撑单元；学员实训模块根据场景动态配置信息完成虚拟场景构建，并进行教学
、
学习
、
训练和考核，考核时记录考核数据发送至仿真培训支撑单元
。
[0019]优选的，所述场景模型与资源信息表中场景信息通过字段
ID
一一对应，正常设备模型与资源信息表中设备信息通过字段
ID
一一对应，隐患设备模型与资源信息表中隐患信息通过字段
ID
一一对应
。
[0020]优选的，所述仿真培训支撑单元包括虚拟场景重建模块
、
用户角色与权限管理模块
、
信息讲解模块
、
协同授课模块以及培训结果生成模块；
[0021]用户角色与权限管理模块：支持管理员对用户角色与权限进行配置；
[0022]虚拟场景重建模块：根据用户工种及待培训隐患清单判定当前系统所要表现的虚拟场景，利用数据库单元中的资源信息表获得所要表现的虚拟场景中的场景模型
ID、
正常设备模型
ID、
隐患设备模型
ID、
工人模型
ID
，在
web
端进行资源
ID
配置，将上述各类模型资源与整体虚拟场景教学
、
学习
、
训练或考核所需要的控制逻辑绑定，生成
JSON
文件，完成场景动态配置；
[0023]信息讲解模块：虚拟场景构建完成后，针对场景中的隐患进行讲解，所述讲解包括判定隐患的依据
、
隐患所属分级
、
隐患整改措施；
[0024]协同授课模块：能够同时控制各客户端的显示内容，针对选定的隐患知识点进行讲解；
[0025]培训结果生成模块：根据考核数据生成培训结果，并显示
。
[0026]优选的，学员实训模块根据场景动态配置信息完成虚拟场景构建的实现方式如下：
[0027]学员实训模块读取
JSON
文件中的资源信息，判断本地是否存在所需的模型资源；
[0028]若是，则加载相应的模型资源，否则，获取模型库单元所在的服务器位置，在该服务器上下载模型资源，保存到本地同时加载该资源；
[0029]重复上述步骤，遍历
JSON
文件中的所有资源信息，完成模型资源动态加载到场景中；
[0030]加载完成后，根据车间生产状态，配置正常设备
、
隐患设备所处的位置和角度，动态实例化相应的设备到指定位置，完成虚拟场景的三维构建
。
[0031]优选的，协同授课模块需要搭建网络协同环境，客户单位导调模块与客户端之间采用网络同步方式进行交互，所有端口连接到同一网络服务器，并由服务器负责各端口之间的数据分发
。
[0032]优选的，协同授课模块采用
RPC
远程调用的方式同步不同客户端之间的模型状态
。
[0033]优选的，所述系统管理员模块和客户单位导调模块均在
Web
端进行配置和服务发布
。
[0034]一种能够动态配置的交互式培训系统的应用方法，包括
[0035]位于服务器端的管理员为当前要进行交互式培训的客户单位分配角色并配置权限；
[0036]客户单位的管理员在本单位的客户端上配置本单位不同工种的待培训隐患清单；
[0037]客户单位的用户登录系统后，系统根据用户工种及待培训隐患清单判定当前系统所要表现的虚拟场景，利用数据库单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种能够动态配置的交互式培训系统，其特征在于：包括基础支撑单元
、
数据库单元
、
模型库单元
、
仿真培训支撑单元和应用平台；基础支撑单元：提供交互式培训系统运行所必需的软硬件支撑环境；数据库单元：包括用户信息表
、
资源信息表和操作规程表；所述用户信息表用于存储所有用户的基本信息
、
权限和所属工种；所述资源信息表用于存储安全生产中涉及的各种场景信息
、
每个场景下涉及的各个设备信息
、
每个场景下各个设备在场景中的位置信息
、
每个场景下涉及的隐患信息以及受训者的培训结果信息；所述操作规程表用于存储每一个用户群体的操作流程，所述用户群体包括管理员和客户单位的各个工种；模型库单元：包括安全生产中涉及的各种场景模型
、
正常设备模型
、
隐患设备模型以及工人模型，各模型通过索引字段与数据库单元中资源信息表的相应信息一一对应；仿真培训支撑单元：支持用户权限管理；根据用户工种及待培训隐患清单进行场景动态配置；根据考核数据生成考核结果；应用平台：包括系统管理员模块
、
客户单位导调模块和学员实训模块，其中系统管理员模块为最高配置单元，能够对数据库单元
、
模型库单元进行配置管理；客户单位导调模块为次级配置单元，每次培训时用于配置本单位不同工种的待培训隐患清单，发送至仿真培训支撑单元；学员实训模块根据场景动态配置信息完成虚拟场景构建，并进行教学
、
学习
、
训练和考核，考核时记录考核数据发送至仿真培训支撑单元
。2.
根据权利要求1所述的一种能够动态配置的交互式培训系统，其特征在于：所述场景模型与资源信息表中场景信息通过字段
ID
一一对应，正常设备模型与资源信息表中设备信息通过字段
ID
一一对应，隐患设备模型与资源信息表中隐患信息通过字段
ID
一一对应
。3.
根据权利要求1所述的一种能够动态配置的交互式培训系统，其特征在于：所述仿真培训支撑单元包括虚拟场景重建模块
、
用户角色与权限管理模块
、
信息讲解模块
、
协同授课模块以及培训结果生成模块；用户角色与权限管理模块：支持管理员对用户角色与权限进行配置；虚拟场景重建模块：根据用户工种及待培训隐患清单判定当前系统所要表现的虚拟场景，利用数据库单元中的资源信息表获得所要表现的虚拟场景中的场景模型
ID、
正常设备模型
ID、
隐患设备模型
ID、
工人模型
ID
，在
web
端进行资源
ID
配置，将上述各类模型资源与整体虚拟场景教学
、
学习
、
训练或考核所需要的控制逻辑绑定，生成
JSON
文件，完成场景动态配置；信息讲解模块：虚拟场景构建完成后，针对场景中的隐患进行讲解，所述讲解包括判定隐患的依据
、
隐患所属分级
、
隐患整改措施；协同授课模块：能够同时控制各客户端的显示内容，针对选定的隐患知识点进行讲解；培训结果生成模块：根据考核数据生成培训结果，并显示
。4.
根据权利要求3所述的一种能够动态配置的交互式培训系统，其特征在于，学员实训模块根据场景动态配置信息完成虚拟场景构建的实现方式如下：学员实训模块读取
JSON
文件中的资源信息，判断本地是否存在所需的模型资源；若是，则加载相应的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，吴永红，阮文阳，蔡惠华，张月魁，马琛，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：