电力培训中对虚拟现实技术的应用探究

李 涛

国网青海省电力公司培训中心，青海 西宁 810008

电力培训中对虚拟现实技术的应用探究

李 涛

国网青海省电力公司培训中心，青海 西宁 810008

在电力安全生产中，电力系统运行是重要环节之一，其安全性与可靠性对电力人员提出较高要求，不但要掌握理论知识，还要锻炼操作技能、提高实践能力，所以电力培训一直都受到广泛的重视。下面就对虚拟现实技术在电力培训中的应用进行探究，帮助打造素质过硬的电力人才队伍。

电力培训；虚拟现实；仿真培训；应用

为消除电力人员对带电设备的恐惧感，增强他们的安全意识、提高他们的操作技能，就需要开展大量培训工作，但在天气、场地以及技术等因素的局限下，传统电力培训范围较小，且效果并不理想，应用虚拟现实技术就可形成电力仿真培训系统，模拟现场操作流程、作业环境，让电力人员更直观、更形象地了解、掌握电力操作方法。因而在电力培训中实现对虚拟现实技术的应用至关重要。

一、虚拟现实技术的主要特征

虚拟现实技术就是通过计算机多媒体技术创建仿真环境，依托硬件设备模拟人体的视觉、触觉以及听觉等真实感觉，让参与者能产生类似于真实环境的体验[1]。由此可见，虚拟现实技术能实现用户和所模拟环境之间的直接自然交互，它的特征主要包括：沉浸性，即计算机操作人员主导人机环境，融入虚拟环境中交互，促使参与者沉浸在三维虚拟环境里，获得身临其境之感；交互性，即操作者和虚拟环境里的各种对象发生相互作用，这是人机和谐的关键，包括可操作程度、从虚拟环境获得反馈的自然程度等。虚拟现实技术的特征显示出将它应用于电力培训的重要性，让电力人员在虚拟环境中实现人机交互、接受仿真培训，持续提高安全操作水平。

二、电力培训中对虚拟现实技术的应用

(一)搭建电力培训虚拟现实实训环境

电力培训覆盖面较广，可应用虚拟现实技术搭建实训环境，包括沉浸式虚拟培训、虚拟沙盘、虚拟实训、虚拟演练等，而电力培训中心就可基于原有仿真模型增加虚拟现实配套设备。如完全可以针对案例再现式警示教学，基于原有仿真模型在桌面搭建VR实训系统，促使学员带上VR头盔之后就能在案例现场沉浸，亲身感受整个发展过程，同时演练应急预案。同时，可应用虚拟现实技术重新构建虚拟电力培训基地，和真实实训基地使用配套，基于计算机仿真系统模拟电网调度中心，形成电力设备检修作业库、典型危险点库、运行操作标准库以及反事故措施预案库等知识体系，虚拟管控电网调度；还可构建集计算机仿真系统会议厅与展厅、虚拟实训等为一体的电力虚拟多功能培训厅，打造时代感强的电力培训环境，提高资源利用率。

(二)配置好虚拟现实实训系统硬软件

配置好软硬件是在电力培训中对虚拟现实技术加以应用的基础，以便形成虚拟现实实训系统。一般的电力仿真培训系统，如变电站仿真培训系统，它的硬件系统是一个围绕以太网的开放系统，包括网络通信设备、计算机设备、仿真显示设备，不仅容易扩展，且能共享全网资源。电力仿真培训系统的类型不同，其硬件配置也不同。如变电站仿真培训系统就能使用带有硬屏盘的系统，通过专用的接口板驱动，涵盖工控机、主机以及教练员、学员的操纵台、投影仪等，高级仿真培训系统还可配置传感手套、数据头盔、运动模拟器等配套的硬件设备。虚拟现实实训系统还需要配置好软件，通过协同作业完成电力培训功能，包括模型软件，如把变电站的一次和二次设备、电网等进行模拟，包括各种各样的装置、运行管理制度以及操作人员制度等。此外，还有操作台软件、就地操作软件、监控软件、教练员软件、通信软件等。

如基于增强现实技术AR的电力仿真实训系统的设计基础就是大数据，对数据的实时跟踪、分析、传递就是其核心，有助于提高电力培训水平。AR仿真实训系统的硬件载体是AR智能眼镜，通过可视化屏幕展示软件程序，包括文档、任务以及数据采集，再把分析之后的数据实时传送，流程图如下图1所示：

图1 AR仿真实训系统流程

(三)科学实施电力虚拟现实实训项目

通过应用虚拟现实技术，可依据不同工种作业的特征，按照实际需求设置电力仿真实训项目，帮助运行人员、巡检人员、带电作业人员等接受虚拟实训项目的培训与考核[2]。如呈现并推演典型案例，在虚拟现实实训系统之中重现典型事故，促使电力人员亲自操作，了解发生事故的原因。还可将关键操作点设置于案例之中，把它们作为重点注意事项，让电力人员在引导下对发生事故的过程进行推演，明确事故原因、引起他们在操作实际中的注意，有效规避安全隐患。仿真培训系统还基于电力培训集成考核项目，通过设置考核模式，电力人员在接受虚拟现实实训时就会依据标准和规则被考核。如系统会针对电力系统运行人员设置故障点，让他们在虚拟场景中巡视、检查全站的故障点，再按照找出的故障点数给出考核成绩；针对电力检修人员就可设置某个设备故障，让电力人员检修故障，并依据标准的流程对其操作进行评分，提供考核成绩。虚拟现实实训项目的实施能记录信息、重演操作，电力人员的全部操作都在系统里有记录，可随时查看，既方便教练员检查，又方便电力人员自查。

三、结语

电力培训中对虚拟现实技术的应用已取得良好效果，培训中心能据此为培训者和学员提供便利的条件，促使电力人员更好地掌握实践中很难认知的细节知识，在自由操纵设备的过程中不断提高操作技能。在实践中，电力培训中心要基于虚拟现实技术的特征加强对虚拟现实技术的应用，保证充分发挥仿真培训的作用与价值，助力电力事业实现可持续发展。

[1]王冬冬.基于虚拟现实技术的电力安监仿真培训系统[J].电子技术与软件工程，2016(24)：49.

[2]蔡怡挺，陈梦娴，戴文博，等.虚拟现实技术在电力系统培训中的研究及实践价值[J].电力信息与通信技术，2017(05)：27-32.

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