三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在輸電線路作業(yè)規(guī)范及風(fēng)險(xiǎn)控制中的應(yīng)用

張宇雄，袁齊坤，石利榮，陳宣林

云南電網(wǎng)公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000

0 概述

隨著電力系統(tǒng)現(xiàn)代化進(jìn)程的快速發(fā)展，其電力規(guī)模不斷擴(kuò)大，與輸電線路相關(guān)的檢修作業(yè)也越來(lái)越繁多。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)從電影到游戲的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，今天電力人員開(kāi)始思考如何應(yīng)用到電力生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范中，雖然電力行業(yè)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已在配網(wǎng)和變電運(yùn)行得到運(yùn)用，由于電力系統(tǒng)輸電線路的特殊性，目前計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)輸電線路生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范等應(yīng)用還是比較匱乏，我們要借鑒現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合電力企業(yè)實(shí)際做出屬于我們自己的輸電線路生產(chǎn)作業(yè)三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，將電力生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范及作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制帶進(jìn)新的領(lǐng)域。

目前對(duì)輸電線路設(shè)備的作業(yè)規(guī)范是基于實(shí)物進(jìn)行的，由于線路設(shè)備種類(lèi)和作業(yè)方式繁多，高空、高壓可能導(dǎo)致一定的危險(xiǎn)性存在，且無(wú)法記錄操作者的每一步操作是否都符合規(guī)范，加之規(guī)范作業(yè)培訓(xùn)模式單一、培訓(xùn)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題顯得日益突出，使得近幾年來(lái)新分人員業(yè)務(wù)技能素質(zhì)得不到提高，最終導(dǎo)致一線作業(yè)人員越來(lái)越緊缺，無(wú)法滿足安全生產(chǎn)的要求，為了降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高作業(yè)人員業(yè)務(wù)技能，加速人才培養(yǎng)，減少作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，迫切需要有一種新的培訓(xùn)模式來(lái)彌補(bǔ)或替代傳統(tǒng)的作業(yè)培訓(xùn)模式。本文將重點(diǎn)論述三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在電力系統(tǒng)中輸電線路上作業(yè)規(guī)范及風(fēng)險(xiǎn)控制的應(yīng)用。

1 三維動(dòng)畫(huà)的特點(diǎn)

1）能夠模擬實(shí)拍不能完成和無(wú)法重現(xiàn)的鏡頭，三維動(dòng)畫(huà)還可以實(shí)現(xiàn)降低成本的作用；

2）可通過(guò)三維動(dòng)來(lái)模擬完成危險(xiǎn)性的鏡頭；

3）可修改性較強(qiáng)，質(zhì)量要求更易受到控制；

4）制作不受天氣季節(jié)等因素影響；

5）對(duì)制作人員的技術(shù)要求較高；

6）制作周期相對(duì)較長(zhǎng)；

三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)入門(mén)門(mén)檻較低，但要精通并熟練運(yùn)用卻需多年不懈的努力。

2 輸電線路作業(yè)規(guī)范培訓(xùn)

輸電線路檢修作業(yè)主要是以帶電和停電檢修作業(yè)為主要手段，傳統(tǒng)的作業(yè)規(guī)范培訓(xùn)及風(fēng)險(xiǎn)控制主要以理論為主，圖示、視頻為輔對(duì)員工行為進(jìn)行規(guī)范和風(fēng)險(xiǎn)控制的認(rèn)知。

2.1 理論培訓(xùn)

是對(duì)員工上崗前進(jìn)行認(rèn)知的一種培訓(xùn)，能讓員工懂得從事的專(zhuān)業(yè)相關(guān)術(shù)語(yǔ)、工作內(nèi)容等，首先在員工思想上建立起從事專(zhuān)業(yè)的一個(gè)大概輪廓。

2.2 圖示

能對(duì)作業(yè)和工器具使用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及主要風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)用文字、圖片的形式淺顯易懂地展示出作業(yè)行為的要領(lǐng)、流程、規(guī)范與風(fēng)險(xiǎn)控制的要求。其弊端是不能展現(xiàn)作業(yè)全過(guò)程的細(xì)節(jié)和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，培訓(xùn)規(guī)范作業(yè)方式困難大、時(shí)間長(zhǎng)，預(yù)期效果不明顯。

2.3 視頻

可以對(duì)作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行拍攝，關(guān)鍵作業(yè)行為的要領(lǐng)和細(xì)節(jié)也基本能表現(xiàn)出來(lái)，但由于輸電線路作業(yè)一般都是進(jìn)行高空作業(yè)，拍攝受角度、空間限制，作業(yè)中的安全風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)及控制措施還需要專(zhuān)業(yè)人員和設(shè)備進(jìn)行后期處理才能實(shí)現(xiàn)，制作成本較大。

3 三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的運(yùn)用

運(yùn)用計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)將輸電一次設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)的安全設(shè)施，通用的工器具，生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中必要的工器具建立模型素材庫(kù)后，基于風(fēng)險(xiǎn)控制、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的思路，結(jié)合作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和老師傅的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技能，將三維模型、人物角色、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)方式、風(fēng)險(xiǎn)控制有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，編寫(xiě)劇本，即能實(shí)現(xiàn)制作清晰、全方位、逼真的展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中操作者的每一步操作動(dòng)作和作業(yè)全過(guò)程的細(xì)節(jié)，再加入聲、光、電火花等現(xiàn)象，從而仿真現(xiàn)實(shí)輸電線路系統(tǒng)作業(yè)場(chǎng)景，后期利用專(zhuān)業(yè)非線性編輯系統(tǒng)將三維動(dòng)畫(huà)、字幕、語(yǔ)音、音樂(lè)融通合起來(lái)，并經(jīng)過(guò)不斷的篩選、剪輯、編輯、合成以及制作等過(guò)程，將保存的視頻鏡頭形成完整的三維動(dòng)畫(huà)影片，來(lái)供大家培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。

計(jì)算機(jī)所生成的虛擬世界將虛擬環(huán)境逼真化，并將虛擬世界中的事物所產(chǎn)生的對(duì)人的感官的各種刺激盡可能逼真地反饋給員工，從而使人產(chǎn)生親臨等同現(xiàn)實(shí)環(huán)境的“沉浸”感。利用這項(xiàng)技術(shù)還可將傳統(tǒng)培訓(xùn)、操作演練、事故回放等無(wú)法實(shí)現(xiàn)的過(guò)程和效果通過(guò)三維虛擬仿真實(shí)現(xiàn)，為電力行業(yè)的技能培訓(xùn)、考核和評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制以及作業(yè)的技能知識(shí)庫(kù)提升豐富的內(nèi)容。

4 三維技術(shù)在今后輸電線路的展望

三維技術(shù)可以將發(fā)生過(guò)的典型事故案例真實(shí)的再現(xiàn)事故發(fā)生的過(guò)程，從而達(dá)到教育員工的目的，對(duì)于輸電線路檢修流程復(fù)雜、技術(shù)難度較大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、難以固化及快要失傳的作業(yè)絕招開(kāi)發(fā)制作三維動(dòng)畫(huà)教程，將每個(gè)作業(yè)步驟的細(xì)節(jié)通過(guò)虛擬仿真手段實(shí)現(xiàn)。

建立建全輸電線路設(shè)備、工器具、安全設(shè)施等三維模型，根椐輸電線路規(guī)范作業(yè)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)環(huán)境中實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)。進(jìn)行場(chǎng)景模型的加載，經(jīng)過(guò)程序引擎的加載用戶可以通過(guò)在三維的空間里移動(dòng)，操作和觀察360°范圍內(nèi)的虛擬設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬設(shè)備的操作，甚至對(duì)人物的控制，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，最終集成電力培訓(xùn)系統(tǒng)。

5 結(jié)論

綜上所述，三維動(dòng)畫(huà)是電網(wǎng)企業(yè)安全生產(chǎn)職工的《安規(guī)》培訓(xùn)、操作演練、事故回放以及風(fēng)險(xiǎn)控制等在虛擬技術(shù)應(yīng)用中的一種有效嘗試，具有更重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，三維虛擬技術(shù)在目前國(guó)內(nèi)，乃至世界上，是最先進(jìn)、最富有想象力的影視表現(xiàn)手段，這一手段的應(yīng)用給電力生產(chǎn)和職工培訓(xùn)帶來(lái)了勃勃生機(jī)。在輸電線路運(yùn)行維護(hù)中，對(duì)作業(yè)規(guī)范及風(fēng)險(xiǎn)控制變得越來(lái)越重要，本文實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)中輸電線路生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范及風(fēng)險(xiǎn)控制的三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，其中制作的帶電作業(yè)三維動(dòng)畫(huà)視頻演示教程已經(jīng)應(yīng)用到曲靖供電局員工培訓(xùn)中，并收到很好的效果。

[1]袁洪亮.3D 虛擬技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司，發(fā)布.國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程.

[3]胡西偉.基于三維動(dòng)畫(huà)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理論研究武漢大學(xué)發(fā)表時(shí)間，2005-04-01.

[4]黃靜.三維可視化技術(shù)及其在電力培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用大慶石油學(xué)院發(fā)表時(shí)間，2004-02-10.