3D仿真技術(shù)在線路作業(yè)規(guī)范中的研究與應(yīng)用

張宇雄 周鵬程 王國先

摘 要：提高供電可靠性已成為供電企業(yè)一項重要任務(wù)，供電企業(yè)經(jīng)常要對電網(wǎng)進行檢修和維護工作，以提高供電可靠性，如何在輸電線路作業(yè)中健康、安全、穩(wěn)定和科學(xué)的發(fā)展，是我們面前一個新課題。文章主要介紹如何在線路作業(yè)規(guī)范中應(yīng)用3D仿真技術(shù)以提升培訓(xùn)效果和質(zhì)量，達到保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的效果。

關(guān)鍵詞：3D仿真技術(shù)；線路作業(yè)；作業(yè)規(guī)范；應(yīng)用效果

引言

近年，國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會對電力的需求不斷旺盛，各電壓等級的輸電線路和發(fā)電裝機容量不斷增加，為工農(nóng)業(yè)用電和人民生活需求帶來了強有力的保證，維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、提高供電可靠率已成為南方電網(wǎng)公司的重要任務(wù)之一。同時，特高壓、大電網(wǎng)建設(shè)步伐的不斷加快，對電網(wǎng)企業(yè)員工的業(yè)務(wù)技能水平也提出了越來越高的要求，對運行中的設(shè)備開展檢修，已成為維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、保障供電可靠率的有效手段，企業(yè)為此每年都投入了大量的人力、物力、財力，特別是在提高軟實力——員工業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)方面，更是投入巨大。然而，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式由于培訓(xùn)手段單一，培訓(xùn)形式枯燥乏味，書面文字資料培訓(xùn)對很多作業(yè)過程往往不能夠形象直觀的表現(xiàn)，更無法闡述一些復(fù)雜的專業(yè)術(shù)語以及作業(yè)過程中有可能危及人身和設(shè)備的安全風(fēng)險。傳統(tǒng)填鴨式的培訓(xùn)方式已無法滿足一線員工培訓(xùn)的需求，最終導(dǎo)致一線員工業(yè)務(wù)技能難以得到實質(zhì)性的提高，員工業(yè)務(wù)技能水平差已成為制約企業(yè)安全發(fā)展的一個重要因素，為企業(yè)的安全生產(chǎn)埋下了極大的安全隱患。

1 3D仿真技術(shù)背景

對于電力系統(tǒng)這種不能失誤的高難度訓(xùn)練及需要不斷反復(fù)練習(xí)的操作訓(xùn)練，利用3D仿真技術(shù)作為新進人員的培訓(xùn)是一個趨勢。3D仿真技術(shù)就是采用以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的三維環(huán)境，將輸電線路作業(yè)規(guī)范化進行動畫仿真，不但讓師傅精湛的技能和豐富的經(jīng)驗得到傳承并使得最佳作業(yè)實踐得以固化，還以一種全新方式作為安全教育培訓(xùn)的重要載體，在很大程度上解決以往枯燥乏味的傳統(tǒng)培訓(xùn)方式、員工參與積極性不高、培訓(xùn)效果不理想、作業(yè)技能傳承困難、風(fēng)險控制難度大等不良局面，通過三維動畫模擬現(xiàn)場作業(yè)的教學(xué)方式將有效提高一線員工業(yè)務(wù)技能水平，安全風(fēng)險管控也將得到大幅提升，使企業(yè)安全生產(chǎn)的基石得到進一步鞏固。

2 技術(shù)平臺內(nèi)容

以3D仿真技術(shù)為核心實現(xiàn)輸電線路作業(yè)仿真培訓(xùn)，建立集作業(yè)內(nèi)容管理、作用步驟及作業(yè)中易出現(xiàn)的危險點提醒、作業(yè)正確性驗證、仿真作業(yè)展示、作業(yè)考核、培訓(xùn)課程及學(xué)員全過程管理為一體的培訓(xùn)體系。將培訓(xùn)與作用實景仿真結(jié)合，實現(xiàn)培訓(xùn)模式可視化、作業(yè)技能規(guī)范化、作業(yè)技能視頻固化、作業(yè)風(fēng)險可視化、作業(yè)效率精益化，讓學(xué)員自我培訓(xùn)、隨時培訓(xùn)，增強培訓(xùn)效果，量化培訓(xùn)成績。

3 技術(shù)特點

3.1 培訓(xùn)模式可視化

可視化已成為當(dāng)前教育培訓(xùn)的一項重要手段，3D動畫結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)加入多媒體將成為未來教育培訓(xùn)的主流模式，特別是在特種作業(yè)的教育培訓(xùn)方面，將會取得更好的效果。

3.2 作業(yè)技能規(guī)范化

輸電線路作業(yè)由于在運行的設(shè)備上且是高空進行的作業(yè)，現(xiàn)場作業(yè)技能的培訓(xùn)常由師帶徒等方式進行，一般采用跟班作業(yè)教學(xué)，由于各自的作業(yè)方式不同，很難達到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，今后，3D仿真技術(shù)將以最佳作業(yè)實踐的方式進行制作應(yīng)用，可用于輸電線路作業(yè)的規(guī)范化教學(xué)演示。

3.3 作業(yè)技能視頻固化

輸電線路作業(yè)經(jīng)驗豐富的專家、老師傅很難將自己的作業(yè)技能用文字以外的其他方式記錄下來，而利用攝像機攝像又無法以最佳角度和方式完成整個帶電作業(yè)的過程拍攝，通過3D仿真技術(shù)，可以將作業(yè)經(jīng)驗及作業(yè)方式以視頻的方式長期有效的傳承和固化。

3.4 作業(yè)風(fēng)險可視化

3D仿真技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，將用生動、形象、直觀的三維方式展示每項作業(yè)中存在的重大風(fēng)險及控制措施，學(xué)員可以通過反復(fù)觀看直到熟練，當(dāng)事故出現(xiàn)時可以根據(jù)平時的訓(xùn)練做到沉著應(yīng)對、正確處理，從而避免造成更大的損失。為參訓(xùn)人員能夠更深刻理解規(guī)范、加深安全風(fēng)險及控制措施的印象，最終掌握安全風(fēng)險的控制方法。

3.5 作業(yè)效率精益化

精益生產(chǎn)方式是一種以最大限度地減少企業(yè)生產(chǎn)所占用的資源和降低企業(yè)管理和運營成本為主要目標(biāo)。輸電線路長、線路分布廣、作業(yè)人員緊缺、作業(yè)需求大的特點，從“人機料法環(huán)”五個方面建立線路作業(yè)安全評估模型，通過3D仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠促進員工養(yǎng)成高效的工作方式，提升了業(yè)務(wù)骨干的精益技能，倍增企業(yè)員工和組織整體的工作效率，使企業(yè)達到提升業(yè)績、削減成本、塑造團隊“人財”精益化的經(jīng)營管理目的。

4 應(yīng)用效果

電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)條例通常制定的非常完備。但是由于作業(yè)人員的工作素質(zhì)，身體狀況等一系列原因，習(xí)慣性違章在特種作業(yè)的行業(yè)中具有很強的普遍性、反復(fù)性和頑固性。據(jù)統(tǒng)計，90%以上的事故都因習(xí)慣性違章造成，嚴(yán)重危及人身、設(shè)備、生產(chǎn)安全。因此，有效地控制習(xí)慣性違章現(xiàn)象是預(yù)防事故的關(guān)鍵點。系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)⑴嘤?xùn)效果與實際作業(yè)無限貼近，而系統(tǒng)的便捷性使作業(yè)人員都能夠很方便的使用，結(jié)合系統(tǒng)的智能糾錯、作業(yè)內(nèi)容驗證等功能，使員工將標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的作業(yè)步驟、內(nèi)容、注意事項等牢記于心，從根本上改變了習(xí)慣性違章。新進員工可以通過培訓(xùn)掌握標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的作業(yè)方法，避免老帶新的正確習(xí)慣和錯誤習(xí)慣同時繼承的弊端。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和科目擴展簡單的特點，極大降低了臨汾高級電力技工學(xué)校的培訓(xùn)成本，同樣的培訓(xùn)時間能夠更好、更熟練的培訓(xùn)學(xué)員，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

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作者簡介：張宇雄（1978，11-），男，云南曲靖人，大專學(xué)歷，研究方向：高壓輸電線路帶電作業(yè)。