虚拟现实技术在电网应急演练中的应用研究

郝腾飞，薛江，赵永强，李晓莹，杨元浩

（广东电网有限责任公司教育培训评价中心，广东广州510000）

虚拟现实技术在电网应急演练中的应用研究

郝腾飞，薛江，赵永强，李晓莹，杨元浩

（广东电网有限责任公司教育培训评价中心，广东广州510000）

随着电网的不断发展，电网的规模正在不断扩大并且电网结构也越来越复杂，与此同时，电网也在面临着各种自然灾害频发的挑战。在这种情况之下，有必要开展电网应急演练方面的研究。主要借助虚拟现实技术来打造一套三维仿真的应急演练系统，借助这套应急演练系统来进行各种电网方面的模拟仿真操作，提高电网运行的效率和安全性。将虚拟现实技术应用在电网的应急演练当中，以大大提高电网应急演练的水平。

虚拟现实技术；电网；应急演练；交互技术

虚拟现实（Virtual Reality，VR）主要是以计算机技术作为核心，并且结合当前的视觉、听觉以及触觉来进行一体化的开发与应用。在实际应用的过程当中，还要充分考虑各种应用对象的交互作用，这样能够让用户产生各种深刻的体验。当前，可以结合虚拟现实技术来开展电网应急演练方面的研究，在系统开发的过程当中重点研究三维仿真技术，这种技术能够对整个电力设备信息进行比较详细的模拟，并且可以为电网企业提供有效的理论和技术支撑。这对提高电网应急演练水平具有十分重要的作用和价值。

1 系统建设的目标和原则

1.1 系统的构成和开发流程

电网应急演练模拟系统主要由各种应用软件和数据库系统组成，基于此，整个软件系统主要由三维建模软件和各

种处理软件组成。数据库系统主要包括各种地图数据库系统、三维环境数据库模型以及环境纹理模型，根据上述模型的需求，整个硬件系统还包括声像处理。在声像处理系统和感知系统当中，可以根据应用情况来构建不同的应用系统。

1.2 演练模拟仿真中的虚拟现实技术

在整个应急演练系统当中，虚拟现实技术的应用主要体现在以下几个方面。

1.2.1 虚拟场景交互技术

在场景交互和角色交互的过程当中，协同作用是非常重要的，这种协同作用可以根据环境及三维行为来完成场景的交互与角色的转换，并且形成一种有效的应急演练氛围。

1.2.2 多人在线技术

利用这种高效率的网络联动机制来实现网络3D在线联机，可以实现数据库的整合，并且有效实现多人联机功能。

1.2.3 碰撞检测算法

在整个过程当中，还可以利用各种碰撞检测算法来检验环境的真实性和物体运动的逼真性，并且根据角色与建筑物之间的相对位置来对碰撞环境进行检验。

1.2.4 粒子特效技术

在整个过程中，可利用粒子特效的三维技术来模拟景物，以提高模拟的效率，充分表现出逼真的三维模拟场景。

1.2.5 与三维技术的结合

在整个过程当中，合理地采用淹没分析、地质分析、日照分析以及各种空间分析方法对多维空间进行模拟和分析，并且在分析的过程当中充分结合三维模拟技术。这种技术能够有效地模拟电力设备的相关信息，并且确保整个应急演练更加逼真，充分展示出整个系统的灵活性。

2 系统技术架构

整个系统主要采用C/S与B/S相互结合的架构模式来展开分析和研究，从目前来看，C/S技术具备强大的数据库操作功能和事务处理功能，由此，整个数据的安全性和完整性可得到充分保障，并在整个过程当中能够确保整套体系的技术是安全和成熟的，相应的处理操作也会更加便捷。在大型系统的开发、使用过程中，借助这种三维虚拟仿真系统技术能够对庞大的数据进行处理，同时，还能有效地提升网络通信的质量，保证客户端的设计风格和设计界面不会变化。在演练的过程当中，后台配置模块采用的是J2EE的多层体系架构，这种体系架构能够很好地适应各个模块之间的交互与耦合，最大限度地促进软件的开发和利用。通过集成化的开发和运用，整个系统能够有效提高系统的软件和硬件运行环境，对系统的网络设施、安全设施、服务器以及操作系统等进行完善和利用。支撑层和应用层当中的数据支撑服务能够很好地完成演练的配置管理、演练执行以及演练评估功能等。

3 系统的功能架构及设计

3.1 系统功能架构

上述基于虚拟现实的技术能够很好地为电网的应急提供技术支撑，从目前的情况来看，整个系统包含4个大的功能模块，分别是演练配置管理模块、演练执行模块、单项技能模块和演练评估模块。

这其中的演练配置管理模块可以为数据提供很好的维护功能，单项技能模块可以利用数字操作、模拟仿真等来打造一套练习与考核系统。

3.2 系统功能设计

演练配置管理子系统实现对演练相关信息的配置管理，主要模块有：①演练事件管理模块，设置演练事件的信息及演练受灾地点信息。②参演信息管理模块，对参演单位进行人员配置（需配置参演人员及其具备的演练角色），对整个参演的单位及个人配置相应的任务单，这样可以充分对场景进行配置，合理、有效地利用单位的各种资源。③演练场景任务配置模块，在整个应用场景当中可以根据场景来对任务进行管理。系统的设置情况比较复杂，从目前的情况来看，主要包括各种应急指挥中心、省公司应急指挥中心、抢救中心以及铁路隧道维修中心。上述中心能够有效地应对各种应急资源的演练和维修，并且确保政府部门在整个沟通过程当中都是相协调的，这样才能够确保15个场景任务能够顺利执行。④演练脚本配置模块，根据脚本配置在预置的时间点向参与演练的人员推送脚本信息及视频、灾害图片信息等。

4 结束语

本文从电网的应急演练角度出发，对整个电网的系统特性展开了分析和研究，设计了一套合理、有效的电网应急演练系统。该系统充分借助虚拟现实技术，从整个系统的总体功能架构、技术架构等方面展开综合的分析和研究。除此之外，该系统还能够开展整个电网应急模拟系统的规划培训，对于整个电网的发展具有十分重要的价值和意义。

［1］陈希.电网应急平台研究与建设［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］国务院办公厅应急管理办公室，应急办函〔2009〕62号.突发事件应急演练指南［S］.2009-09-25.

［3］国家电力监管委员会.电力突发事件应急演练导则［S］.2009-09-04.

［4］王世明，陈希，朱朝阳，等.电力应急管理平台研究［J］.电网技术，2008，32（1）：26-30.

〔编辑：刘晓芳〕

TP391.9；TM73

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.153

2095－6835（2017）19－0153－03