混合現(xiàn)實技術(shù)用于電力營銷安全培訓(xùn)綜述

摘要：電力營銷現(xiàn)場存在電壓等級低、工作人員安全意識薄弱、現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜等問題，這使電力營銷安全培訓(xùn)尤為重要。本文首先介紹了混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）在電力工業(yè)、教育培訓(xùn)等領(lǐng)域的應(yīng)用情況，對電力營銷安全培訓(xùn)可利用混合現(xiàn)實技術(shù)模擬電力營銷安全現(xiàn)場，以提升學(xué)員安全意識，降低安全風(fēng)險。結(jié)合國網(wǎng)湖南省電力有限公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心已建成的電力營銷安全VR、MR仿真教學(xué)實訓(xùn)室，探討了MR技術(shù)在電力營銷安全培訓(xùn)中的應(yīng)用。結(jié)果表明，MR技術(shù)為電力營銷安全培訓(xùn)提供了有效的參考，但仍需進一步加強對一線狀況的模擬和不同地區(qū)情況的精確收集與整合。

關(guān)鍵詞：電力營銷；混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）；仿真教學(xué)；安全培訓(xùn)；智能技術(shù)

中圖分類號：TP391.9文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）34-0110-03開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

0引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）、虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）、增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）等新一代智能技術(shù)已廣泛應(yīng)用于教育、醫(yī)療等多個領(lǐng)域[1]?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)通過掃描真實環(huán)境并進行三維建模，結(jié)合可穿戴設(shè)備，為操作人員提供沉浸式體驗[2]。因此，針對當(dāng)前電力營銷作業(yè)一線現(xiàn)場中存在的安全隱患，更加需要對工作人員做好安全培訓(xùn)，由此可借助混合現(xiàn)實技術(shù)。本文介紹了近年來混合現(xiàn)實技術(shù)在電力工業(yè)、教育培訓(xùn)等領(lǐng)域的應(yīng)用，并探討了相關(guān)優(yōu)勢。最后結(jié)合國網(wǎng)湖南省電力有限公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心已建成的VR、MR仿真教學(xué)實訓(xùn)室，探索了混合現(xiàn)實技術(shù)在電力營銷現(xiàn)場作業(yè)安全培訓(xùn)中的實踐，為提升培訓(xùn)效果提供參考價值。

1混合現(xiàn)實技術(shù)

1.1混合現(xiàn)實技術(shù)概念

混合現(xiàn)實技術(shù)（MixedReality，MR）是一種新型數(shù)字化全息影像技術(shù)，由專用硬件和軟件組成[3]。它通過實時提供計算機處理的成像數(shù)據(jù)，將真實物體與計算機生成的圖像有機融合，實現(xiàn)虛擬場景與現(xiàn)實世界的無縫結(jié)合?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)利用可穿戴設(shè)備，讓操作人員在掃描并建模的三維真實環(huán)境中進行沉浸式交互[4]。

1.2混合現(xiàn)實技術(shù)特點

在現(xiàn)實生產(chǎn)生活中的各個領(lǐng)域，各類數(shù)字技術(shù)已經(jīng)得到廣泛使用。以下圖1為混合現(xiàn)實技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點總結(jié)。

1.3混合現(xiàn)實技術(shù)在電力領(lǐng)域應(yīng)用

混合現(xiàn)實技術(shù)目前在電力領(lǐng)域中常用于電氣設(shè)備運檢、搶修工作，通常與人工智能技術(shù)相結(jié)合。如表1所示為混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）在電力工業(yè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用。

文獻[5]中劉建明等人結(jié)合電網(wǎng)搶修工作經(jīng)驗，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等電網(wǎng)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上融合了混合現(xiàn)實技術(shù)，研發(fā)了可在搶修作業(yè)的過程中運用的關(guān)鍵技術(shù)如作業(yè)環(huán)境感知、可見光識別等。從而更加高效地完成了電網(wǎng)應(yīng)急搶修工作，以保證人身和設(shè)備安全，減少事故損失。

文獻[6]中宋慧娟將混合現(xiàn)實技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，圍繞電力巡檢業(yè)務(wù)，提出了一系列的應(yīng)用方法，包括數(shù)據(jù)讀取及顯示、主要電氣故障的預(yù)測、告警提示電力巡檢中的潛在危險和可能出現(xiàn)的故障等。進一步提高了電力巡檢業(yè)務(wù)過程中評估缺陷和危險的預(yù)知能力以及巡檢效率，降低了人為因素在電力巡檢業(yè)務(wù)中的影響。

文獻[7]中張哲等人研發(fā)了一款基于混合現(xiàn)實技術(shù)的避雷器運檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備避雷器識別認知、輔助運檢等功能，能夠?qū)崟r指引操作人員規(guī)范、便捷地完成避雷器巡檢任務(wù)，并且還可應(yīng)用于企業(yè)及學(xué)校的培訓(xùn)和教學(xué)中，既可提升避雷器巡檢工作效率，又可用于提升工作人員的專業(yè)技能。

文獻[8]中吳茜等人針對電力電纜巡視時地下通道線路識別困難、設(shè)備信息獲取不全面、設(shè)備運行數(shù)據(jù)獲取不實時、運維數(shù)據(jù)管理效率低、巡視檢修不夠直觀等問題，研發(fā)了一款基于混合現(xiàn)實技術(shù)的電纜及通道數(shù)字化運維系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備三維展示、臺賬信息查詢、虛擬巡視、技能培訓(xùn)等多項功能，可顯著提升電力電纜及通道的運維效率。

1.4混合現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域應(yīng)用

混合現(xiàn)實技術(shù)打造了虛擬世界與真實世界之間融合的通道，使使用者難以分辨兩者的邊界，為學(xué)生提供了一種全新的學(xué)習(xí)體驗，因此也廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域的教育培訓(xùn)領(lǐng)域中。

文獻[9]中陳曉鵬等人針對傳統(tǒng)新能源汽車實踐課程的虛擬教學(xué)方式的內(nèi)容簡單、結(jié)構(gòu)單一等問題，利用混合現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實的工作環(huán)境，為學(xué)生提供沉浸式的新能源汽車機電維修的模擬。

文獻[10]中文帥等人針對傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育模式中存在的如教學(xué)模式單一、枯燥，不易構(gòu)造出合適的實操條件，而通常只能采用人體模型等問題，因此利用混合現(xiàn)實技術(shù)進行建模，構(gòu)建出多種醫(yī)療工作場景。

文獻[11]中江榮旺、王豆豆等人將混合現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于幾何教學(xué)中，與傳統(tǒng)的紙質(zhì)教學(xué)材料相比，通過混合現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)造幾何模型能夠更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的空間想象能力。

文獻[12]中楊曉龍、凌莉等人將混合現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)計和制造類課程中。傳統(tǒng)的機械制造類課堂僅通過文字、圖片或視頻等二維媒介開展教學(xué)，這使得學(xué)生容易產(chǎn)生審美疲勞和刻板印象，需要學(xué)生本身具備較好的空間想象能力。因此可在傳統(tǒng)的教學(xué)方法上，培養(yǎng)學(xué)生積極主動的思考能力及創(chuàng)造力。

具體的應(yīng)用實例、方法及成效詳見表2，由此得出混合現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)越性。

2電力營銷安全

2.1電力營銷安全風(fēng)險點

當(dāng)前，健全的安全管理體系備受關(guān)注。不僅要加強安全管理的管控，還需增強對安全隱患的排查，尤其是電力營銷現(xiàn)場作業(yè)的安全管理。電力營銷現(xiàn)場作業(yè)包括計量裝置安裝與檢查、消缺工作，以及充換電服務(wù)、綜合能源、電能替代等新型業(yè)務(wù)。由于多位于低壓客戶側(cè)，與客戶安全責(zé)任劃分存在諸多問題。營銷現(xiàn)場作業(yè)的工作環(huán)境復(fù)雜，通常在居民小區(qū)、單元樓、停車場、街道旁、配電房等地，具有臨時性、計劃性不強、緊急程度高、工作人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點。因此，存在點多面廣、過程管控不足、系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互弱等問題[13]。

2.2電力營銷安全培訓(xùn)注意事項

針對上述電力營銷現(xiàn)場可能遇到的風(fēng)險，特別是在低壓現(xiàn)場作業(yè)中，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，伴有植物、建筑物、水池等，且會隨天氣和用戶用電情況變化，增加了施工難度和安全隱患。因此，培訓(xùn)中需強化員工的安全意識和職業(yè)責(zé)任感，重點分析和總結(jié)現(xiàn)場安全事故的教訓(xùn)，匯總案例素材。根據(jù)具體情景進行分工，有針對性地梳理案例，提高員工的警惕性和應(yīng)對能力[14]。

3混合現(xiàn)實技術(shù)用于電力營銷安全

而傳統(tǒng)的電力營銷現(xiàn)場作業(yè)安全培訓(xùn)通常采用觀看警示視頻、安規(guī)考試等方法。這些方法具備一定的局限性，容易引起學(xué)員反感，并沒有真正起到增強學(xué)員安全意識的作用，學(xué)員仍有可能在實際工作中忽視安全隱患。因此在電力營銷安全培訓(xùn)中，引入混合現(xiàn)實技術(shù)，能夠模擬營銷安全風(fēng)險點，高效還原真實場景。這樣既能有效規(guī)避風(fēng)險，又能增強學(xué)員的警惕性，提升技術(shù)技能水平。解決了在復(fù)雜的現(xiàn)場工作環(huán)境中工作人員安全意識不足的問題，利用混合現(xiàn)實技術(shù)模擬典型場景，讓學(xué)員通過可穿戴設(shè)備進行沉浸式體驗，意識到安全措施不到位帶來的威脅，消除僥幸心理，避免安全事故的發(fā)生。

國網(wǎng)湖南省電力有限公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心（國網(wǎng)湖南技培中心）已建成電力營銷現(xiàn)場作業(yè)安全VR、MR仿真教學(xué)實訓(xùn)室（如圖2所示）。該實訓(xùn)室利用VR、MR等先進技術(shù)，采用“以實化虛、以虛輔實”的虛實融合教學(xué)理念，將營銷現(xiàn)場作業(yè)安全規(guī)程、標準化作業(yè)指導(dǎo)書和違章事故感知體驗融入虛擬環(huán)境。

通過數(shù)字化手段還原6類典型電力營銷現(xiàn)場作業(yè)場景、33個典型作業(yè)任務(wù)、結(jié)合營銷現(xiàn)場作業(yè)安全規(guī)程、標準化作業(yè)指導(dǎo)書，嵌入安全風(fēng)險違章點178個、典型案例76個。采用混合現(xiàn)實技術(shù)全流程全要素感知方式模擬電力營銷現(xiàn)場作業(yè)，并創(chuàng)新采用“VR+MR+純實物”聯(lián)合“進階式”的培訓(xùn)模式深化安全教育培訓(xùn)。實訓(xùn)室可開展多項作業(yè)任務(wù)，其主要開展任務(wù)如圖3所示。

采用引導(dǎo)式教學(xué)、實操演練、自由式考核、違章警示等多種教學(xué)方式，使得學(xué)員可獲得超現(xiàn)實沉浸式學(xué)習(xí)體驗，提升安全技能，強化標準化作業(yè)流程，深化違章事故的警示教育。

如圖4所示，學(xué)員在軟件引導(dǎo)下學(xué)習(xí)標準化作業(yè)流程，系統(tǒng)實時跟蹤學(xué)習(xí)效果，及時反饋操作結(jié)果。如有違章操作，系統(tǒng)會給予文本反饋、語音提醒和懲罰性感知。學(xué)員通過仿真體驗，在安全環(huán)境中感受到不規(guī)范操作的嚴重后果，與實際生產(chǎn)零距離對接，增強了培訓(xùn)的實用性和挑戰(zhàn)性，能夠快速掌握電力營銷現(xiàn)場作業(yè)流程中的安全技能要領(lǐng)。

4結(jié)論

混合現(xiàn)實技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，也為電力營銷安全培訓(xùn)提供了新的途徑。通過可穿戴設(shè)備，學(xué)員可在虛擬環(huán)境中體驗真實的工作場景，較之傳統(tǒng)觀看安全警示視頻及安全規(guī)程考試的教育方式具備更加直觀的體驗感，更好地提升學(xué)員在電力營銷現(xiàn)場工作中的安全意識，強化了安全技能。然而目前對不同地區(qū)情況的精確收集與整合需要進一步加強，以便于更好地模擬出電力營銷一線風(fēng)險點。未來，應(yīng)進一步優(yōu)化、擴大案例庫并改進混合現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建出更多場景，以提高對復(fù)雜環(huán)境的模擬能力，全方位預(yù)控電力營銷現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險，使培訓(xùn)教學(xué)取得更好的效果。

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【通聯(lián)編輯：王力】

基金項目：2022年度湖南省教育廳科學(xué)研究項目“基于‘混合現(xiàn)實（MR）’的電能計量裝置安裝與檢查安全實訓(xùn)模型研究”（22C1383）