仿真實訓一體機

 一、產品介紹

      高等院校環境專業的仿真實訓一體機。搭載了5個真實水廠和5個工藝單元的數字孿生系統，幫助在校學生通過仿真實訓系統體驗真實水廠的設計、運營和管理工作，有效的輔助了高校老師的教學工作。

      高校學生實訓是高校專業教學的重要環節，是理論與實踐相結合的重要方式之一。但是，當前大學生實訓存在學生出行存在安全風險、現場實訓成本高、愿意接收實訓學生的企業少、實訓內容過于簡單等諸多突出問題，給高校、帶隊教師、大學生帶來了困擾，而造成了流于形式的局面，無法充分發揮實訓的作用。

      針對環境專業高校大學生實訓中存在的問題，該一體機采用了數字孿生技術，以國內5座真實污水處理廠為藍圖，開發了專用于教學實訓的數字孿生水廠系統。利用該系統，大學生可以自主進入真實水廠的虛擬場景中，學習了解水廠的工藝設計、設備選型、生產管理等，并且還可以進行設備管理員、運行管理員等專業角色扮演，進行虛擬操作，真實體驗污水處理廠的實際工作，將課堂所學知識在虛擬環境中得以實踐。針對教學中的重點水處理工藝知識，該系統還提供了包括生化池在內的數套重點工藝單元的專項數字孿生系統，把理論知識與實踐更加緊密的聯系起來，提升高校的專業教學水平。

       為便于高校教師、學生的使用，該系統搭載在一套性能先進的便攜式一體機中，一體機僅有一本詞典大小?？蓪崿F一鍵啟動、一鍵登錄、一鍵切換，隨時隨地進行教學或實訓活動。

       該產品可以幫助高校老師完成高水平的專業教學工作，幫助學校高效率地完成大學生專業實訓學習，降低了大學生實訓的成本，降低了傳統實訓中的安全風險，增加了實訓場景的豐富性，增強了實訓內容的專業深度和場景感，提高了高校的專業教學水平。

      面向未來，該產品還將繼續開發基于真實水廠的數字孿生實訓系統，增加工藝的豐富性，增加學生的場景體驗感，增加與教學內容的緊密性，為行業人才培養提供高效的技術手段。

二、技術描述

      在技術研發上。該產品采用了國際領先的UE（Unreal Engine）虛幻引擎，該引擎是一款強大的游戲引擎，具有出色的圖形渲染和交互功能。實訓平臺通過UE虛幻引擎創建高度真實、交互式的虛擬環境，并且能夠適應不同領域的需求。     
      在模型建設上，依據國內5座真實水廠模型與仿真數據數據進行融合，可真是還原水廠的設備及工藝運行狀況。

（1）環境模擬，產品對環境的模擬能夠支撐水廠現實的工作環境，環境模擬應滿足以下要求：

環境模擬	光照模擬：應支持24小時動態光照。
	天氣模擬：應支持晴天、雨天、雪天三種天氣模擬。
	植被模擬：應支持廠區內動態植被模擬。

 

 （2）模型精度要求

模型精度表示信息模型的完整性、細致程度及準確性的指標，包括建模精度和信息粒度。建模精度是指在建模過程中，模型幾何尺寸、顏色、材質、構造、零部件特征等可視化的細致程度；模型精度應滿足以下要求：

模型 精度 要求	廠區外部地形模型：應建立水廠外部1km地形模型，精度L1級。
	廠區內部地形模型：應建立水廠內部環境模型，精度L2級
	廠區內部構筑物模型：應支持30個，精度L3級。
	廠區內工藝設備模型：應支持500個，精度L4級。

 

三、產品功能

• 水廠介紹：可以為學生提供有關水處理工藝、水質監測和環境保護等方面的知識，以及不同類型的水廠之間的區別和優劣。學生可以選擇一個具體的水廠，然后了解它所服務的人口數量、處理規模、日處理水量、處理工藝、主要設備和技術、排放標準等信息。此外，還可以提供有關該水廠運營情況、歷史記錄和現狀的時間軸或圖表等可視化數據。
• 全場景漫游：仿真實訓系統提供高度仿真的場景漫游功能，學生可以在虛擬的水廠內進行全方位的漫游，體驗真實的水處理過程。提供交互式的場景控制功能，可通過鼠標、鍵盤（WASDQE）進行自由控制，觀察不同角度和視角下的水處理過程。
• 工藝原理講解：仿真實訓系統提供交互式的學習環境，學生可以通過系統內置的工藝講解內容進行自主學習，提供全面細致的工藝講解內容，包括水質檢測、預處理、混合、沉淀、脫氮除磷、消毒等，幫助學生深入了解水處理的每個環節。
• 主要設備講解：學生可以通過該產品了解水廠主要設備的功能和工作原理，以及其在整個水處理流程中的作用。