虛擬現實技術在電力系統培訓中的運用

周華

摘 要 本文利用虛擬現實技術構建了變電站三維立體空間場景，以實現變電站的可視化操作，進而在此基礎上，利用動態交互技術完善可操作技術水平，從而增強員工對突發事件的處理能力，保證整體電力培訓效果。

關鍵詞 虛擬現實技術 電力培訓 可視化操作

目前，將虛擬現實技術拓展應用到電力系統培訓中已成為主流趨勢。對此，本文將綜合論述虛擬現實技術的內涵與意義，簡要介紹基于虛擬現實技術的電力實訓系統開發與課程設計，力求全面發揮虛擬現實技術優勢效能，增強電力系統培訓效果。

一、虛擬現實技術的核心理念

虛擬現實技術是指以計算機應用技術為核心所衍生的模擬環境，進而依靠各類遠程傳感設備將用戶引入模擬環境，實現用戶與虛擬環境的交互。在此過程中，用戶可以靈活操控模擬環境中的各類技術，滿足多元化需求。現階段，虛擬現實技術憑借其諸多優勢被拓展應用搭配飛機駕駛艙與各類工程技術操作模擬中，其目的是引導技術操作人員在無壓力環境下反復練習各類機械設備，達到熟能生巧的目的。

基于虛擬現實技術所創設的模擬環境，其本質是以計算機系統為媒介，生成一種完整、獨立的立體色彩圖形，帶給受眾無限的遐想空間。此外，為增強虛擬環境的感官效果，國際上相繼推出了一系列配套的傳感設備，如立體頭盔、手套與數據衣等。合理運用此類設備，可以充分滿足用戶的常規操作，如行走、拿東西等。

二、虛擬現實技術的應用價值

虛擬現實技術對電力系統培訓具有深遠的影響，具體體現在以下幾個方面：

（一）解決變電站實物培訓的安全問題

基于虛擬現實技術的電力培訓系統，具有全流程、全方位與全時段特征，整個培訓流程不需要依賴實地環境即可完成，由此，避免工作疲勞、玩忽職守、擅自離崗或責任感淡薄造成的培訓隱患，從根本上解決變電站實物培訓的安全問題。

（二）改善培訓環境，加強環境的生動性與可控性

基于虛擬現實技術的電力系統培訓，合理運用場景建模與動態交互等技術，可增強員工的現場感與動態交互感，優化調整培訓模式。且針對不同場景采取特定的培訓模式，如事故分析、事故處理與重大事故演練等，從而增強培訓效果。

（三）提高電力系統培訓效率

與傳統重理論、輕實踐的教學模式相比，基于虛擬現實技術的智能化教學，可以增強員工的現場感，提升技術操作水平，激發員工的主觀能動性，進而強化培訓效果。與此同時，在一定程度上縮短培訓周期，節約培訓成本。再者，三維立體空間場景構建技術與動態交互技術的協同發展，可以維護電力系統培訓的綜合效益。

三、基于虛擬現實技術的電力實訓系統開發

仿真實訓系統的核心在于構建三維立體空間模型以及技術操作平臺，其設計思路與操作流程如下所述：基于現有的一體化開發平臺，運用3Dmax與M3G技術構建三維立體空間模型，在此基礎上，結合設備的安裝位置，進一步明確空間的相對坐標。同時，采用貼片技術，提高金屬的光澤度，增強模擬場景的仿真效果。之后，將接觸插件導入插件模型中，利用遠程傳感技術與輸入/輸出設備模擬視覺與聽覺，構建高度方針空間，實現人機交互。

四、基于虛擬現實技術的電力實訓課程設計

基于虛擬現實技術的電力系統培訓，遵循客觀原則，將實訓課程劃分為四大模塊：實時性指導、透明化管理、私人指導與知識沉淀。以下作具體論述。

（一）實時性指導

針對實時性指導的系統培訓，首先，培訓者應將培訓文字、圖片與影音等多元化培訓信息錄入相應的軟件系統中，經過進一步編輯與處理，將其運用到仿真培訓系統中。然后學員可以利用VR眼鏡等交互設備在虛擬場景中靈活操作設備。同時，智能語音提示也可以正確引導學生注意操作的規范性。且針對學員在虛擬環境中產生的觸碰感，可以依靠各類傳感設備將信息導入處理設備中，進而傳導至學員所處的虛擬環境中，以便實時化、動態化指導技術操作。

（二）透明化管理

針對透明化管理，主要依靠虛擬仿真系統中的視頻監控系統與人工智能技術加以實現。結合上述兩種虛擬交互技術，讓學員快速采集第一視角下的各類圖像，從而方便學員掌握細節，提出有針對性、有策略性的改進處理意見。與此同時，通過專項研究系統所采集的交互數據，引導學員客觀認知交互流程中極有可能出現的各類錯誤，從而增強學員的技術操作記憶力，形成良好的操作習慣。再者，基于后臺管理數據，引導學員從任意視角了解技術操作流程，以此為基準，優化培訓課程，保證培訓工作的時效性。

（三）私人指導

通過虛擬培訓系統與現有培訓系統的有機整合，不僅可以引導原有的課程要求與技術操作逐步向標準化與規范化方向發展，還可以促使理論與實踐的疊加融合，擴充學生的理論知識儲備，增強技術操作感。此外，依靠虛擬仿真系統，還可以讓教員與學員融入同一虛擬場景中，以便教員系統化、實時化、標準化地指導學員操作技術。再者，結合上述內容所提及的圖像呈現方式，學員可以更加全面、直觀地觀察教員的規范流程與標準動作，從而增強培訓工作的實效性，強化培訓效果。

五、結語

基于虛擬現實技術的仿真培訓系統，不僅可以依靠虛擬現實技術構建接近現實的虛擬場景，還可以通過還原工作場景，增強電力培訓效果，滿足多元化需求，因而我們應對此加強重視并加大研究力度，以此更好地推進電力系統的發展。

（作者單位為國網常熟市供電公司）

參考文獻

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