電力培訓(xùn)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用探究

李 濤

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司培訓(xùn)中心，青海 西寧 810008

電力培訓(xùn)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用探究

李 濤

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司培訓(xùn)中心，青海 西寧 810008

在電力安全生產(chǎn)中，電力系統(tǒng)運(yùn)行是重要環(huán)節(jié)之一，其安全性與可靠性對(duì)電力人員提出較高要求，不但要掌握理論知識(shí)，還要鍛煉操作技能、提高實(shí)踐能力，所以電力培訓(xùn)一直都受到廣泛的重視。下面就對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力培訓(xùn)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，幫助打造素質(zhì)過硬的電力人才隊(duì)伍。

電力培訓(xùn)；虛擬現(xiàn)實(shí)；仿真培訓(xùn)；應(yīng)用

為消除電力人員對(duì)帶電設(shè)備的恐懼感，增強(qiáng)他們的安全意識(shí)、提高他們的操作技能，就需要開展大量培訓(xùn)工作，但在天氣、場(chǎng)地以及技術(shù)等因素的局限下，傳統(tǒng)電力培訓(xùn)范圍較小，且效果并不理想，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可形成電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，模擬現(xiàn)場(chǎng)操作流程、作業(yè)環(huán)境，讓電力人員更直觀、更形象地了解、掌握電力操作方法。因而在電力培訓(xùn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)創(chuàng)建仿真環(huán)境，依托硬件設(shè)備模擬人體的視覺、觸覺以及聽覺等真實(shí)感覺，讓參與者能產(chǎn)生類似于真實(shí)環(huán)境的體驗(yàn)[1]。由此可見，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)用戶和所模擬環(huán)境之間的直接自然交互，它的特征主要包括：沉浸性，即計(jì)算機(jī)操作人員主導(dǎo)人機(jī)環(huán)境，融入虛擬環(huán)境中交互，促使參與者沉浸在三維虛擬環(huán)境里，獲得身臨其境之感；交互性，即操作者和虛擬環(huán)境里的各種對(duì)象發(fā)生相互作用，這是人機(jī)和諧的關(guān)鍵，包括可操作程度、從虛擬環(huán)境獲得反饋的自然程度等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征顯示出將它應(yīng)用于電力培訓(xùn)的重要性，讓電力人員在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、接受仿真培訓(xùn)，持續(xù)提高安全操作水平。

二、電力培訓(xùn)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

(一)搭建電力培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)環(huán)境

電力培訓(xùn)覆蓋面較廣，可應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建實(shí)訓(xùn)環(huán)境，包括沉浸式虛擬培訓(xùn)、虛擬沙盤、虛擬實(shí)訓(xùn)、虛擬演練等，而電力培訓(xùn)中心就可基于原有仿真模型增加虛擬現(xiàn)實(shí)配套設(shè)備。如完全可以針對(duì)案例再現(xiàn)式警示教學(xué)，基于原有仿真模型在桌面搭建VR實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，促使學(xué)員帶上VR頭盔之后就能在案例現(xiàn)場(chǎng)沉浸，親身感受整個(gè)發(fā)展過程，同時(shí)演練應(yīng)急預(yù)案。同時(shí)，可應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重新構(gòu)建虛擬電力培訓(xùn)基地，和真實(shí)實(shí)訓(xùn)基地使用配套，基于計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)模擬電網(wǎng)調(diào)度中心，形成電力設(shè)備檢修作業(yè)庫(kù)、典型危險(xiǎn)點(diǎn)庫(kù)、運(yùn)行操作標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)以及反事故措施預(yù)案庫(kù)等知識(shí)體系，虛擬管控電網(wǎng)調(diào)度；還可構(gòu)建集計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)會(huì)議廳與展廳、虛擬實(shí)訓(xùn)等為一體的電力虛擬多功能培訓(xùn)廳，打造時(shí)代感強(qiáng)的電力培訓(xùn)環(huán)境，提高資源利用率。

(二)配置好虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)硬軟件

配置好軟硬件是在電力培訓(xùn)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)加以應(yīng)用的基礎(chǔ)，以便形成虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。一般的電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，如變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，它的硬件系統(tǒng)是一個(gè)圍繞以太網(wǎng)的開放系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、仿真顯示設(shè)備，不僅容易擴(kuò)展，且能共享全網(wǎng)資源。電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的類型不同，其硬件配置也不同。如變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)就能使用帶有硬屏盤的系統(tǒng)，通過專用的接口板驅(qū)動(dòng)，涵蓋工控機(jī)、主機(jī)以及教練員、學(xué)員的操縱臺(tái)、投影儀等，高級(jí)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還可配置傳感手套、數(shù)據(jù)頭盔、運(yùn)動(dòng)模擬器等配套的硬件設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還需要配置好軟件，通過協(xié)同作業(yè)完成電力培訓(xùn)功能，包括模型軟件，如把變電站的一次和二次設(shè)備、電網(wǎng)等進(jìn)行模擬，包括各種各樣的裝置、運(yùn)行管理制度以及操作人員制度等。此外，還有操作臺(tái)軟件、就地操作軟件、監(jiān)控軟件、教練員軟件、通信軟件等。

如基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)AR的電力仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)就是大數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)跟蹤、分析、傳遞就是其核心，有助于提高電力培訓(xùn)水平。AR仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的硬件載體是AR智能眼鏡，通過可視化屏幕展示軟件程序，包括文檔、任務(wù)以及數(shù)據(jù)采集，再把分析之后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送，流程圖如下圖1所示：

圖1 AR仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)流程

(三)科學(xué)實(shí)施電力虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可依據(jù)不同工種作業(yè)的特征，按照實(shí)際需求設(shè)置電力仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，幫助運(yùn)行人員、巡檢人員、帶電作業(yè)人員等接受虛擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的培訓(xùn)與考核[2]。如呈現(xiàn)并推演典型案例，在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)之中重現(xiàn)典型事故，促使電力人員親自操作，了解發(fā)生事故的原因。還可將關(guān)鍵操作點(diǎn)設(shè)置于案例之中，把它們作為重點(diǎn)注意事項(xiàng)，讓電力人員在引導(dǎo)下對(duì)發(fā)生事故的過程進(jìn)行推演，明確事故原因、引起他們?cè)诓僮鲗?shí)際中的注意，有效規(guī)避安全隱患。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還基于電力培訓(xùn)集成考核項(xiàng)目，通過設(shè)置考核模式，電力人員在接受虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)時(shí)就會(huì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則被考核。如系統(tǒng)會(huì)針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行人員設(shè)置故障點(diǎn)，讓他們?cè)谔摂M場(chǎng)景中巡視、檢查全站的故障點(diǎn)，再按照找出的故障點(diǎn)數(shù)給出考核成績(jī)；針對(duì)電力檢修人員就可設(shè)置某個(gè)設(shè)備故障，讓電力人員檢修故障，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的流程對(duì)其操作進(jìn)行評(píng)分，提供考核成績(jī)。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施能記錄信息、重演操作，電力人員的全部操作都在系統(tǒng)里有記錄，可隨時(shí)查看，既方便教練員檢查，又方便電力人員自查。

三、結(jié)語

電力培訓(xùn)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用已取得良好效果，培訓(xùn)中心能據(jù)此為培訓(xùn)者和學(xué)員提供便利的條件，促使電力人員更好地掌握實(shí)踐中很難認(rèn)知的細(xì)節(jié)知識(shí)，在自由操縱設(shè)備的過程中不斷提高操作技能。在實(shí)踐中，電力培訓(xùn)中心要基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征加強(qiáng)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，保證充分發(fā)揮仿真培訓(xùn)的作用與價(jià)值，助力電力事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

[1]王冬冬.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力安監(jiān)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016(24)：49.

[2]蔡怡挺，陳夢(mèng)嫻，戴文博，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力系統(tǒng)培訓(xùn)中的研究及實(shí)踐價(jià)值[J].電力信息與通信技術(shù)，2017(05)：27-32.

TP

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1006-0049-(2017)23-0227-01