简析虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的实践

文/国网四川省电力公司电力应急中心 蔡进

随着人们的生活水平不断的提高，各种电气设备被广泛的应用在社会生活与生产中，人们对电能的需求量不断的增加，这给电网安全运行带来了严峻的挑战。近年来国家电网展开了以电力应急物资储备、应急组织体系等八项重点工作为主要内容的电力应急体系建设。但是传统的应急抢修演练的实际效果不甚理想，通过将虚拟现实技术应用在电力应急抢修演练中，创建应急预案仿真系统，能够协助运行、抢修、调度人员共同完成应急处理任务。

一、虚拟现实技术的特点分析

虚拟现实技术的特点主要包括以下三个方面：其一，构想性，构想性的特点主要强调虚拟现实技术具有非常广阔的想象空间，其不仅能够仿真现实存在的环境，还能够拓宽人类的认知范围，让人类以主观的构想不存在或者没有发生的环境；其二，相互性，相互性指的是用户对虚拟环境内物体的可操作性以及从环境中获得反馈的自然程度以及实时性，例如，在电力应急抢修演练中抢修人员伸手去抓取虚拟的抢修设备，这时抢修人员手可以感受到物体的触觉，甚至还能够感受到物体的重量，被抓住的物体也会随着抢修人员的移动而发生相应的移动；其三，沉浸感，沉浸感指的是用户以主角的身份在虚拟环境中的真实感，当用户处在虚拟环境中时，从嗅觉、听觉、视觉、触觉等都和在真世界中一样，很难辨识自己在真实环境中还是在计算机构建的虚拟环境中。

二、虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的实践应用

（一）实例分析

本文以某110kV变电站的电力应急抢修演练为例，该变电站为了提高应对电力突发事故的应对能力，在2012年引进了虚拟现实技术，展开了假设变电站发生了“雷击故障”的应急抢修演练，通过利用虚拟现实技术，创建了真实的变电站和线路虚拟场景，进行了从接收到应急抢修信号、通知抢修部门、赶到事故现场、现场勘查、填写应急抢修单、制定抢修方案、准备应急抢修材料、进行抢修以及消除故障及其现场清理的仿真演练。该次仿真电力应急抢修演练过程中涉及到了安全人员、抢修人员、运行人员、调度人员以及值班人员等，通过变电站所有工作人员的协力配合，共同完成了此次仿真电力应急抢修演练。

（二）虚拟现实技术在电力应急抢修演练中实践应用的要点分析

1.构建数学模型。通过利用三维技术创建虚拟现实场景，仅仅只是模拟了真实物体的形状，并不能够模拟出真实物体的具体特性以及属性。电力应急抢修演练场景中的设备都具有特定的性能和功能，需要通过创建具体的数学模型进行仿真，模拟所有设备的具体功能特性，以此增强仿真系统的真实性。

2.创建虚拟的三维场景。仿真电力应急抢修演练需要创建包含所有电力设备装置的虚拟三维场景，几乎是真实的模拟现实中的场景。因此，创建的虚拟三维场景应该包括现实中的电力设备、变送电的线路、电厂、变电站等，通过创建了逼真的三维场景，能够为以后的电力应急抢修演练提供便利。虽然在创建三维场景的过程中会花费大量的时间以及金钱，但是通过创建逼真的三维场景，让所有的电力工作人员都参与到电力应急抢修演练中，能够掌握电力应急抢修的整个流程以及相关的操作，及时、准确的将电力故障消除，这对保证电力系统的正常运行以及降低电力事故造成的损失等具有至关重要的作用。此外，当创建了虚拟的三维场景之后，即使现实的街道、线路开关设备、母线、变压器以及变电站等出现了变化，仅仅需要调整某一个或者某一个场景，以及投入少量的修改资金，就能够重新恢复对现实的模拟，便于电力工作人员进行仿真演练。

3.实现人机互动。当创建了虚拟的三维场景之后，电力工作人员进入到虚拟的三维场景中，场景中的设备、人物等都可以用虚拟技术或者真实的人和设备来扮演，并且不同的场景、不同的工种的操作存在差异，因此在设置具体场景的过程中应该为不同的工种人员创建不同的动作函数库，然后由真人在虚拟的环境中完成自身角色承担的任务或者工作，这些任务或者工作可以是回答问题，也可以是一些操作，应该根据具体的场景以及协助其他角色进行共同工作，这种真实的感受能够让电力工作沉浸在虚拟的场景中，同时，在演练的过程中，还会在适当的时间为电力工作人员提供相应的提示信息，例如：当某个操作发生之后，接下来可能发生的操作动作的信息提示，保证电力工作人员不至于不知所措，让整个演练过程能够顺利的进行下去，并得出最合理的结果。

三、结束语

总而言之，在信息技术、网络技术等高速发达的年代，各种先进的科学技术被研发和应用在社会各界中。通过将虚拟现实技术应用在电力应急抢修演练中，为电力工作人员提供一个虚拟的演练场景，让电力工作人员在非常逼真的场景中进行演练，这种突破了时间和空间限制的新型技术，对提高电力应急抢修演练的效果以及保证电力系统的安全具有至关重要的作用。

[1] 张杨,李天宇.虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的应用[J].现代计算机,2013,36(17):71-72.

[2] 徐良军,章建,蒋毅,姚建刚等.基于虚拟现实技术的电力安监仿真培训系统[J].计算机系统应用,2010,19(11):162-164.