簡析虛擬現實技術在電力應急搶修演練中的實踐

文/國網四川省電力公司電力應急中心 蔡進

隨著人們的生活水平不斷的提高，各種電氣設備被廣泛的應用在社會生活與生產中，人們對電能的需求量不斷的增加，這給電網安全運行帶來了嚴峻的挑戰。近年來國家電網展開了以電力應急物資儲備、應急組織體系等八項重點工作為主要內容的電力應急體系建設。但是傳統的應急搶修演練的實際效果不甚理想，通過將虛擬現實技術應用在電力應急搶修演練中，創建應急預案仿真系統，能夠協助運行、搶修、調度人員共同完成應急處理任務。

一、虛擬現實技術的特點分析

虛擬現實技術的特點主要包括以下三個方面：其一，構想性，構想性的特點主要強調虛擬現實技術具有非常廣闊的想象空間，其不僅能夠仿真現實存在的環境，還能夠拓寬人類的認知范圍，讓人類以主觀的構想不存在或者沒有發生的環境；其二，相互性，相互性指的是用戶對虛擬環境內物體的可操作性以及從環境中獲得反饋的自然程度以及實時性，例如，在電力應急搶修演練中搶修人員伸手去抓取虛擬的搶修設備，這時搶修人員手可以感受到物體的觸覺，甚至還能夠感受到物體的重量，被抓住的物體也會隨著搶修人員的移動而發生相應的移動；其三，沉浸感，沉浸感指的是用戶以主角的身份在虛擬環境中的真實感，當用戶處在虛擬環境中時，從嗅覺、聽覺、視覺、觸覺等都和在真世界中一樣，很難辨識自己在真實環境中還是在計算機構建的虛擬環境中。

二、虛擬現實技術在電力應急搶修演練中的實踐應用

（一）實例分析

本文以某110kV變電站的電力應急搶修演練為例，該變電站為了提高應對電力突發事故的應對能力，在2012年引進了虛擬現實技術，展開了假設變電站發生了“雷擊故障”的應急搶修演練，通過利用虛擬現實技術，創建了真實的變電站和線路虛擬場景，進行了從接收到應急搶修信號、通知搶修部門、趕到事故現場、現場勘查、填寫應急搶修單、制定搶修方案、準備應急搶修材料、進行搶修以及消除故障及其現場清理的仿真演練。該次仿真電力應急搶修演練過程中涉及到了安全人員、搶修人員、運行人員、調度人員以及值班人員等，通過變電站所有工作人員的協力配合，共同完成了此次仿真電力應急搶修演練。

（二）虛擬現實技術在電力應急搶修演練中實踐應用的要點分析

1.構建數學模型。通過利用三維技術創建虛擬現實場景，僅僅只是模擬了真實物體的形狀，并不能夠模擬出真實物體的具體特性以及屬性。電力應急搶修演練場景中的設備都具有特定的性能和功能，需要通過創建具體的數學模型進行仿真，模擬所有設備的具體功能特性，以此增強仿真系統的真實性。

2.創建虛擬的三維場景。仿真電力應急搶修演練需要創建包含所有電力設備裝置的虛擬三維場景，幾乎是真實的模擬現實中的場景。因此，創建的虛擬三維場景應該包括現實中的電力設備、變送電的線路、電廠、變電站等，通過創建了逼真的三維場景，能夠為以后的電力應急搶修演練提供便利。雖然在創建三維場景的過程中會花費大量的時間以及金錢，但是通過創建逼真的三維場景，讓所有的電力工作人員都參與到電力應急搶修演練中，能夠掌握電力應急搶修的整個流程以及相關的操作，及時、準確的將電力故障消除，這對保證電力系統的正常運行以及降低電力事故造成的損失等具有至關重要的作用。此外，當創建了虛擬的三維場景之后，即使現實的街道、線路開關設備、母線、變壓器以及變電站等出現了變化，僅僅需要調整某一個或者某一個場景，以及投入少量的修改資金，就能夠重新恢復對現實的模擬，便于電力工作人員進行仿真演練。

3.實現人機互動。當創建了虛擬的三維場景之后，電力工作人員進入到虛擬的三維場景中，場景中的設備、人物等都可以用虛擬技術或者真實的人和設備來扮演，并且不同的場景、不同的工種的操作存在差異，因此在設置具體場景的過程中應該為不同的工種人員創建不同的動作函數庫，然后由真人在虛擬的環境中完成自身角色承擔的任務或者工作，這些任務或者工作可以是回答問題，也可以是一些操作，應該根據具體的場景以及協助其他角色進行共同工作，這種真實的感受能夠讓電力工作沉浸在虛擬的場景中，同時，在演練的過程中，還會在適當的時間為電力工作人員提供相應的提示信息，例如：當某個操作發生之后，接下來可能發生的操作動作的信息提示，保證電力工作人員不至于不知所措，讓整個演練過程能夠順利的進行下去，并得出最合理的結果。

三、結束語

總而言之，在信息技術、網絡技術等高速發達的年代，各種先進的科學技術被研發和應用在社會各界中。通過將虛擬現實技術應用在電力應急搶修演練中，為電力工作人員提供一個虛擬的演練場景，讓電力工作人員在非常逼真的場景中進行演練，這種突破了時間和空間限制的新型技術，對提高電力應急搶修演練的效果以及保證電力系統的安全具有至關重要的作用。

[1] 張楊,李天宇.虛擬現實技術在電力應急搶修演練中的應用[J].現代計算機,2013,36(17):71-72.

[2] 徐良軍,章建,蔣毅,姚建剛等.基于虛擬現實技術的電力安監仿真培訓系統[J].計算機系統應用,2010,19(11):162-164.