虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力應(yīng)急搶修演練中的實(shí)踐解析

操昊鵬 吳昊 李超 程軼紅

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬出一個(gè)具有三維空間特征的虛擬世界，這種技術(shù)可以為使用者提供現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)感官的模擬，以觸覺、聽覺、視覺的模擬來讓使用者從虛擬世界中可以得到身臨其境的一種模擬技術(shù)。本文就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力應(yīng)急搶修演練一題著重分析了其在電力應(yīng)急搶修演練中的具體應(yīng)用，希望能為電力應(yīng)急搶修演練提供參考建議。

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);電力應(yīng)急搶修演練;實(shí)踐解析

引言：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的生活水平也在不斷的提高，在享受這種科學(xué)技術(shù)帶給我們的便利的同時(shí)，我們對(duì)能源的需求量也在不斷的提升。各類電氣設(shè)備被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，在我們的日常生活中變得隨處可見，我國的地域遼闊，電網(wǎng)的覆蓋面積大。所以各類的電力故障風(fēng)險(xiǎn)始終存在，近些年我國對(duì)電網(wǎng)的應(yīng)急管理工作的重視程度正在不斷的加強(qiáng)，我國的電網(wǎng)安全問題也成為被重視的問題，電力的大量使用給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)，國家電網(wǎng)開展了以電力應(yīng)急的物資儲(chǔ)備、應(yīng)急組織體系等八項(xiàng)重點(diǎn)工作，其重要目的就是為了建立完善的電力應(yīng)急體系。但是傳統(tǒng)的電力應(yīng)急搶修演練的實(shí)際效果卻不明顯，所以通過使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來為電力應(yīng)急搶修演練提供更好的演練效果，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供助力，讓搶修人員能夠得到更好的提升，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓搶修人員身臨其境的參與到電力系統(tǒng)的維修工作當(dāng)中，所以其演練效果是非常好的。

一.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特點(diǎn)為一下幾個(gè)方面，構(gòu)想性是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特點(diǎn)，構(gòu)想性主要強(qiáng)調(diào)的是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的想象部分，仿真現(xiàn)實(shí)存在的環(huán)境，拓寬工作人員的認(rèn)知范圍，讓工作人員能夠更好的完成工作。相互性，相互性主要是指使用者對(duì)虛擬世界中的物體、環(huán)境的操作性以及在環(huán)境中獲得的反饋的自然程度和實(shí)時(shí)性。在搶修人員利用虛擬世界來進(jìn)行電力應(yīng)急搶修演練時(shí)，搶修人員可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來感受到虛擬世界中搶修設(shè)備的重量、觸覺，甚至還能看到搶修設(shè)備隨著搶修人員的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的移動(dòng)。沉浸感，當(dāng)搶修人員深入到虛擬世界中時(shí)，自身的嗅覺、聽覺、視覺、觸覺都與現(xiàn)實(shí)世界一樣，使得搶修人員很難辨識(shí)自己是在現(xiàn)實(shí)世界還是在虛擬世界，這種沉浸感會(huì)為電力應(yīng)急搶修演練帶來更好的演練效果，也為搶修人員自身的能力提升帶來重要的助力。

二.電力應(yīng)急搶修演練系統(tǒng)

電力應(yīng)急搶修演練系統(tǒng)中有五個(gè)部分構(gòu)成。分別為電力狀態(tài)仿真子系統(tǒng)、人員仿真子系統(tǒng)、三維場景仿真子系統(tǒng)、電力過程仿真子系統(tǒng)和預(yù)案邏輯推理子系統(tǒng)。這五個(gè)系統(tǒng)中電力狀態(tài)仿真子系統(tǒng)主要是為演練過程提供真實(shí)的故障反饋，人員仿真子系統(tǒng)為演練提供各部門在演練中的角色參與，三維場景仿真子系統(tǒng)為前兩個(gè)系統(tǒng)提供虛擬場景，也是整個(gè)演練系統(tǒng)中最重要的一部分。電力過程仿真子系統(tǒng)為演練人員提供真實(shí)的變電過程中的運(yùn)行狀態(tài)和相應(yīng)的操作。最后的預(yù)案邏輯推理子系統(tǒng)，為演練提供相應(yīng)的演練評(píng)分、過程記錄等數(shù)據(jù)的收集。

三.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力應(yīng)急搶修演練中的具體應(yīng)用

1.實(shí)踐分析

以某變電站為例，某變電站為110KV的變電站，該變電站為了能夠提升電力應(yīng)急的能力，在近兩年引入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，展開了變電站發(fā)生雷擊導(dǎo)致的故障，通過利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來創(chuàng)建出真實(shí)的變電站和故障場景，進(jìn)行了電力應(yīng)急搶修演練，從接受故障信號(hào)、通知搶修部門、事故現(xiàn)場勘察、制定應(yīng)急搶修方案、準(zhǔn)備搶修設(shè)備材料、進(jìn)行應(yīng)急搶修、消除故障、現(xiàn)場清理等環(huán)節(jié)來完成應(yīng)急搶修演練。這次的虛擬電力應(yīng)急搶修演練中涉及到了很多部門的人員，通過各部門整體協(xié)調(diào)完成了此次演練。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力應(yīng)急搶修演練中的要點(diǎn)分析

（1）模型的構(gòu)建

通過計(jì)算機(jī)使用三維技術(shù)來創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)場景，模擬出的真實(shí)物體，只有形狀并不能夠模擬出真實(shí)物體的屬性，這里的屬性包括重量、質(zhì)感等。而在電力應(yīng)急搶修演練模擬中的設(shè)備需要具有這種屬性才能更好的對(duì)演練起到效果。所以需要通過創(chuàng)建具體的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行仿真方面的加強(qiáng)，通過模擬所有演練中需要使用的設(shè)備的具體功能特性，來增加演練過程中的真實(shí)性的體現(xiàn)。

（2）創(chuàng)建虛擬的三維場景

在電力應(yīng)急搶修演練的虛擬世界的創(chuàng)建時(shí)，需要將所有的電力設(shè)備的虛擬三維場景全部創(chuàng)建出來，從電廠、變電站、線路等建立三維場景會(huì)花費(fèi)大量的人力物力，但是這種真實(shí)的三維場景可以讓工作人員更好的參與到演練過程中，在這一過程中所取得的演練效果更為優(yōu)秀，這對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行來說也是有著非常大的好處的，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及降低電力事故造成的損失，都有著很大的作用。所以建立真實(shí)的三維場景是十分重要的，也是十分必要的。此外建立三維場景時(shí)需要消耗人力物力，但是后期就不用在對(duì)這方面花費(fèi)資金了，即使有的地方需要整改，也只是對(duì)細(xì)節(jié)上的變動(dòng)。

（3）實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)

當(dāng)我們建立好三維場景后，搶修人員進(jìn)入到相應(yīng)的三維場景中，其中的設(shè)備、人物都可以使用虛擬技術(shù)和人與設(shè)備來進(jìn)行扮演，在不同場景中為不同的工種人員創(chuàng)建不同的動(dòng)作函數(shù)。在演練過程中這些動(dòng)作和任務(wù)可以是回答問題也可以是進(jìn)行一些操作，這種真實(shí)沉浸的場景可以為搶修人員提供更好的感受。也為演練所達(dá)成的最終效果得到最大化的體現(xiàn)。

四、結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力應(yīng)急演練的應(yīng)用，可以為各種電力事故現(xiàn)象以及事故所造成的后果和危害進(jìn)行虛擬的反饋。搶修人員通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到虛擬場景中進(jìn)行針對(duì)性的演練打破了空間上的限制，通過虛擬場景的模擬各部門多人協(xié)同，使用人機(jī)互動(dòng)的方式來進(jìn)行人為干預(yù)以控制的演練過程，可以有效的提高搶修人員面對(duì)事故發(fā)生的應(yīng)變能力和專業(yè)能力。所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用能夠使得我國的電網(wǎng)安全運(yùn)行得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1]韓榮杰.湯霄.翁利國.杜成一.電力系統(tǒng)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用.（J）電子世界.2018.08.088

[2]李魁星.趙東波.張大鵬.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在裝備培訓(xùn)中的應(yīng)用研究.（J）價(jià)值工程.2018.20.080