基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的變電運維互動培訓系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

黃海寧, 杜海舟, 衛(wèi)春峰

(1.上海電力學院, 上海 200090; 2.國網(wǎng)上海市電力公司嘉定供電公司, 上海 201800)

變電運維部門在電力系統(tǒng)運行中承擔著變電站的運維管理、倒閘操作和事故處理等重要工作,為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提供保障。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,變電站數(shù)量日益增加,用戶對電力系統(tǒng)的要求越來越高,變電運維部門承擔的安全壓力逐漸增大,因此對員工專業(yè)技能的要求也日益提高。考慮到變電運維部門相關(guān)崗位存在極高的操作安全風險,如何快速、高效地提升新入職員工的專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)顯得尤為關(guān)鍵[1]。

對于新時期變電運維新員工培訓模式改進的探究,目前國內(nèi)外已取得一些成果和解決方案。國外針對變電運維培訓模式的改進主要有3個方案:一是通過對新入職員工進行上機操作或通過佩戴虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示設備(VR眼鏡)進行培訓[2];二是通過遠程視頻,對新員工進行集體培訓[3];三是通過實際操作訓練,使理論與實踐相結(jié)合[4]。

這3種方案雖然在培訓效果上取得了一定的成效,但培訓成本高、便攜性差、隱私性差等問題成為制約其進一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。

為解決目前變電運維培訓存在的問題,國網(wǎng)公司也做出了一些努力,如推出變電運維培訓微信公眾號、變電運維培訓知識小程序。雖然將變電運維培訓模式轉(zhuǎn)為移動端,但由于公眾號功能及操作的限制,存在對培訓數(shù)據(jù)格式存取的限制,以及公眾號對用戶消息記錄自動清空等諸多弊端,制約了移動互聯(lián)網(wǎng)這種新技術(shù)在電網(wǎng)的推廣和功能的擴展[5-6]。

本文針對變電運維培訓系統(tǒng)存在的不足,提出了一種把移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與變電運維培訓相融合的變電運維互動培訓系統(tǒng),即將變電運維培訓模式轉(zhuǎn)向移動端,培訓不受時間地點約束,方便新員工隨時隨地進行模擬仿真操作,從而可以使新員工更加高效便捷地獲取培訓資源,提升培訓效果。

1 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

為解決培訓新員工手機移動端平臺的差異,本文采用最新的跨平臺HTML5作為變電運維互動培訓系統(tǒng)的前端設計語言;為滿足用戶對系統(tǒng)功能體驗的需求,采用DCloud系列產(chǎn)品來提高產(chǎn)品的原生體驗;為適應新員工年輕化特點,采取娛樂與工作相結(jié)合的思想,使用LayaAir變電運維互動培訓系統(tǒng)引擎技術(shù),將變電運維互動培訓系統(tǒng)操作模式融入到培訓內(nèi)容。

1.1 HTML5前端設計語言

變電運維互動培訓系統(tǒng)使用HTML5作為前端設計語言,主要因為其兩個突出優(yōu)點:一是兼容性強,即HTML5是唯一可以在Android和iOS等主流平臺的跨平臺語言;二是傳播途徑廣,安裝便捷,響應速度快,為系統(tǒng)在電網(wǎng)內(nèi)部的推廣帶來便利。

1.2 DCloud集成框架開發(fā)平臺

本文使用DCloud來解決HTML5存在的工具包少、能力不足、性能差3個主要問題,使客戶對系統(tǒng)的體驗更舒適,更快地適應系統(tǒng)培訓過程,提高變電運維互動培訓的業(yè)務水平。DCloud技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 DCloud技術(shù)結(jié)構(gòu)

1.3 LayaAir應用開發(fā)引擎

本文所開發(fā)的變電運維互動培訓系統(tǒng)面向的是手機移動端,考慮到LayaAir具有突出的三端發(fā)布和運行庫小巧兩個特點,選擇LayaAir應用引擎,驅(qū)動“五防”和“調(diào)操”培訓功能,使得培訓變電運維互動培訓系統(tǒng)在運行內(nèi)存有限的情況下仍能流暢運行[7]。

2 系統(tǒng)的架構(gòu)設計

變電運維互動培訓系統(tǒng)架構(gòu)設計思路主要包括以下兩個方面:首先,互動培訓終端應用將強調(diào)面向大眾;其次,互動培訓終端應用功能模塊需要改進。

整個變電運維互動培訓系統(tǒng)主要分為3大模塊:互動培訓終端應用、互動培訓系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)源子系統(tǒng)(Data Admin)以及互動培訓系統(tǒng)個性化配置子系統(tǒng)(Configure Admin)。終端應用向后臺數(shù)據(jù)源系統(tǒng)發(fā)送HTTP請求,后臺數(shù)據(jù)源系統(tǒng)返回JSON格式的數(shù)據(jù),同時從個性化配置系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)顯示的格式,將互動培訓數(shù)據(jù)配置信息展現(xiàn)于移動設備上。后臺數(shù)據(jù)源系統(tǒng)以及個性化配置系統(tǒng)都是用JAVA軟件開發(fā)的Web系統(tǒng),主要為終端應用提供數(shù)據(jù)、圖片和游戲內(nèi)容[8]。系統(tǒng)架構(gòu)設計如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)設計

3 系統(tǒng)的整體設計

變電運維互動培訓系統(tǒng)設計思想是將整體橫向分解,并逐步向子任務縱向延伸,使得設計過程清晰明了,為后續(xù)的界面優(yōu)化和軟件測試提供便利。系統(tǒng)整體設計結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)整體設計結(jié)構(gòu)

本文將培訓互動系統(tǒng)整體設計分為界面美工設計、界面層次設計、數(shù)據(jù)傳遞與存儲設計3個部分。界面美工主要是對圖標圖片進行美工,使得圖片更清晰。界面層次設計主要目的是使得各界面層次感更強,更易導航。數(shù)據(jù)傳遞與存儲設計目的是使系統(tǒng)流暢地運行于移動端。本文通過進一步細化設計內(nèi)容來完成對系統(tǒng)的設計,而各界面設計的優(yōu)劣則是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標準。

3.1 系統(tǒng)界面層次設計

通過分析用戶進入系統(tǒng)的流程,盡量用更少的視覺層級來展示信息,因此將界面層次設計分為主頁界面設計和其他界面設計[9]。

(1) 主頁界面設計 通過對系統(tǒng)進行功能需求和用戶要求分析,主頁界面設計以功能實現(xiàn)為主,劃分模塊,逐個完成。所采用的是宮格式導航與標簽式導航相結(jié)合的主頁面結(jié)構(gòu)設計模板,突出布局靈活,能適應架構(gòu)功能的快速調(diào)整,滿足電網(wǎng)變電運維培訓的需要。

(2) 其他界面設計 其他界面設計采取移動端更豐富的導航設計思想,標簽位于頁面底部,呈現(xiàn)形式是對主頁界面九宮格菜單模塊的內(nèi)容擴展,標簽導航能夠讓新員工快速熟悉當前所在的位置,輕松在各入口間頻繁跳轉(zhuǎn)且不會混亂,直接展現(xiàn)重要入口的內(nèi)容信息,幫助新員工對培訓內(nèi)容作進一步操作,減少跳轉(zhuǎn)。

3.2 五防調(diào)操功能與存儲設計

(1) 五防變電運維互動培訓系統(tǒng) 使用JSON格式文件記錄變電運維互動培訓系統(tǒng)控件的所有信息和過關(guān)步驟以及條件,設置兩個不同的JSON格式文件,分別記錄無步驟的關(guān)卡和有步驟的關(guān)卡。

(2) 調(diào)操變電運維互動培訓系統(tǒng) 調(diào)操變電運維互動培訓系統(tǒng)采用直接寫程序,即一關(guān)一關(guān)寫,通過總關(guān)卡界面點擊的當前關(guān)卡數(shù),對應于靜態(tài)數(shù)組的位置,獲取當前關(guān)卡。

(3) 本地存儲 存儲用戶個人所操作的關(guān)卡數(shù)、在該手機端所登錄的用戶信息以及每個關(guān)卡用戶所花費的時間。在歡迎界面加載系統(tǒng)所用的圖片資源,記錄當前用戶信息作為全局變量。所有用戶第一次進入變電運維互動培訓系統(tǒng)時,第一關(guān)總為黃色按鈕,當用戶之后再次進入時,記錄用戶已操作關(guān)卡,并將相應的關(guān)卡按鈕變成黃色,同步用戶的進度。

4 系統(tǒng)的實現(xiàn)

本節(jié)將從前端展示和變電運維互動培訓系統(tǒng)內(nèi)容演示兩方面展示變電運維互動培訓系統(tǒng)在移動互聯(lián)網(wǎng)終端的運行效果。

4.1 前端展示

圖4為歡迎界面,由4張滑動圖片構(gòu)成,圖片輪播模塊播放變電運維最新成果圖片,根據(jù)用戶瀏覽習慣,在正常不進行操作的狀態(tài)下,圖片將每2 s進行一次輪換。圖5為九宮格菜單模塊,井然有序且間隔合理,視覺效果舒適,清晰展現(xiàn)各入口,方便用戶快速查詢,用戶可以根據(jù)自己的需求選擇點擊進入其他擴展界面。

圖4 歡迎界面

圖5 九宮格菜單模塊

4.2 五防調(diào)操部分

五防練習通過將實際的電氣元件以電氣符號的方式展現(xiàn)到變電運維互動培訓系統(tǒng)中,調(diào)操練習通過模擬各種工況下知識問答,實現(xiàn)變電運維互動培訓系統(tǒng)關(guān)卡的設定,培訓新員工可在此界面進行模擬操作。調(diào)操練習界面如圖6所示。

圖6 調(diào)操練習界面

5 結(jié) 語

本文對變電運維互動培訓模式進行了探索性研究,開發(fā)的基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的變電運維互動培訓系統(tǒng)緩解了目前培訓存在的成本高、周期長、效果差等問題。該系統(tǒng)采用HTML5+LayaAir系統(tǒng)開發(fā)引擎技術(shù)解決培訓過程枯燥、乏味的問題,采用HTML5+DCloud應用服務技術(shù)解決培訓過程體驗差的問題,并在變電運維班組進行了試用。下一階段將進一步豐富并改進如下內(nèi)容:全面完善核心功能、優(yōu)化核心功能;實現(xiàn)對培訓數(shù)據(jù)的分析,完成個性化培訓方案制定;強化系統(tǒng)功能,完成上線,實現(xiàn)在各電網(wǎng)公司的變電部門應用推廣。