三维动画技术在输电线路作业规范及风险控制中的应用

张宇雄，袁齐坤，石利荣，陈宣林

云南电网公司曲靖供电局，云南 曲靖 655000

0 概述

随着电力系统现代化进程的快速发展，其电力规模不断扩大，与输电线路相关的检修作业也越来越繁多。随着计算机技术的飞速发展，三维动画技术从电影到游戏的应用已经相当成熟，今天电力人员开始思考如何应用到电力生产作业规范中，虽然电力行业计算机仿真技术已在配网和变电运行得到运用，由于电力系统输电线路的特殊性，目前计算机虚拟仿真技术在国内输电线路生产作业规范等应用还是比较匮乏，我们要借鉴现有的经验，结合电力企业实际做出属于我们自己的输电线路生产作业三维动画技术，将电力生产作业规范及作业风险控制带进新的领域。

目前对输电线路设备的作业规范是基于实物进行的，由于线路设备种类和作业方式繁多，高空、高压可能导致一定的危险性存在，且无法记录操作者的每一步操作是否都符合规范，加之规范作业培训模式单一、培训时间较长的问题显得日益突出，使得近几年来新分人员业务技能素质得不到提高，最终导致一线作业人员越来越紧缺，无法满足安全生产的要求，为了降低企业生产成本，提高作业人员业务技能，加速人才培养，减少作业人员劳动强度和作业风险，迫切需要有一种新的培训模式来弥补或替代传统的作业培训模式。本文将重点论述三维动画技术在电力系统中输电线路上作业规范及风险控制的应用。

1 三维动画的特点

1）能够模拟实拍不能完成和无法重现的镜头，三维动画还可以实现降低成本的作用；

2）可通过三维动来模拟完成危险性的镜头；

3）可修改性较强，质量要求更易受到控制；

4）制作不受天气季节等因素影响；

5）对制作人员的技术要求较高；

6）制作周期相对较长；

三维动画技术入门门槛较低，但要精通并熟练运用却需多年不懈的努力。

2 输电线路作业规范培训

输电线路检修作业主要是以带电和停电检修作业为主要手段，传统的作业规范培训及风险控制主要以理论为主，图示、视频为辅对员工行为进行规范和风险控制的认知。

2.1 理论培训

是对员工上岗前进行认知的一种培训，能让员工懂得从事的专业相关术语、工作内容等，首先在员工思想上建立起从事专业的一个大概轮廓。

2.2 图示

能对作业和工器具使用中的关键环节及主要风险运用文字、图片的形式浅显易懂地展示出作业行为的要领、流程、规范与风险控制的要求。其弊端是不能展现作业全过程的细节和作业风险，培训规范作业方式困难大、时间长，预期效果不明显。

2.3 视频

可以对作业全过程进行拍摄，关键作业行为的要领和细节也基本能表现出来，但由于输电线路作业一般都是进行高空作业，拍摄受角度、空间限制，作业中的安全风险表现及控制措施还需要专业人员和设备进行后期处理才能实现，制作成本较大。

3 三维动画技术的运用

运用计算机三维动画技术将输电一次设备，标准的安全设施，通用的工器具，生产作业过程中必要的工器具建立模型素材库后，基于风险控制、规范化、标准化的思路，结合作业指导书和老师傅的现场作业经验和技能，将三维模型、人物角色、标准作业方式、风险控制有机的结合起来，编写剧本，即能实现制作清晰、全方位、逼真的展现现场环境中操作者的每一步操作动作和作业全过程的细节，再加入声、光、电火花等现象，从而仿真现实输电线路系统作业场景，后期利用专业非线性编辑系统将三维动画、字幕、语音、音乐融通合起来，并经过不断的筛选、剪辑、编辑、合成以及制作等过程，将保存的视频镜头形成完整的三维动画影片，来供大家培训和学习。

计算机所生成的虚拟世界将虚拟环境逼真化，并将虚拟世界中的事物所产生的对人的感官的各种刺激尽可能逼真地反馈给员工，从而使人产生亲临等同现实环境的“沉浸”感。利用这项技术还可将传统培训、操作演练、事故回放等无法实现的过程和效果通过三维虚拟仿真实现，为电力行业的技能培训、考核和评估、风险控制以及作业的技能知识库提升丰富的内容。

4 三维技术在今后输电线路的展望

三维技术可以将发生过的典型事故案例真实的再现事故发生的过程，从而达到教育员工的目的，对于输电线路检修流程复杂、技术难度较大、安全风险高、难以固化及快要失传的作业绝招开发制作三维动画教程，将每个作业步骤的细节通过虚拟仿真手段实现。

建立建全输电线路设备、工器具、安全设施等三维模型，根椐输电线路规范作业的特点，开发环境中实时驱动。进行场景模型的加载，经过程序引擎的加载用户可以通过在三维的空间里移动，操作和观察360°范围内的虚拟设备，实现对虚拟设备的操作，甚至对人物的控制，真正实现人机互动，最终集成电力培训系统。

5 结论

综上所述，三维动画是电网企业安全生产职工的《安规》培训、操作演练、事故回放以及风险控制等在虚拟技术应用中的一种有效尝试，具有更重要的现实意义。同时，三维虚拟技术在目前国内，乃至世界上，是最先进、最富有想象力的影视表现手段，这一手段的应用给电力生产和职工培训带来了勃勃生机。在输电线路运行维护中，对作业规范及风险控制变得越来越重要，本文实现了电力系统中输电线路生产作业规范及风险控制的三维动画技术，其中制作的带电作业三维动画视频演示教程已经应用到曲靖供电局员工培训中，并收到很好的效果。

[1]袁洪亮.3D 虚拟技术在电力系统中的应用.

[2]国家电网公司，发布.国家电网公司电力安全工作规程.

[3]胡西伟.基于三维动画与虚拟现实技术的理论研究武汉大学发表时间，2005-04-01.

[4]黄静.三维可视化技术及其在电力培训系统中的应用大庆石油学院发表时间，2004-02-10.