三維動畫技術在輸電線路作業規范及風險控制中的應用

張宇雄，袁齊坤，石利榮，陳宣林

云南電網公司曲靖供電局，云南 曲靖 655000

0 概述

隨著電力系統現代化進程的快速發展，其電力規模不斷擴大，與輸電線路相關的檢修作業也越來越繁多。隨著計算機技術的飛速發展，三維動畫技術從電影到游戲的應用已經相當成熟，今天電力人員開始思考如何應用到電力生產作業規范中，雖然電力行業計算機仿真技術已在配網和變電運行得到運用，由于電力系統輸電線路的特殊性，目前計算機虛擬仿真技術在國內輸電線路生產作業規范等應用還是比較匱乏，我們要借鑒現有的經驗，結合電力企業實際做出屬于我們自己的輸電線路生產作業三維動畫技術，將電力生產作業規范及作業風險控制帶進新的領域。

目前對輸電線路設備的作業規范是基于實物進行的，由于線路設備種類和作業方式繁多，高空、高壓可能導致一定的危險性存在，且無法記錄操作者的每一步操作是否都符合規范，加之規范作業培訓模式單一、培訓時間較長的問題顯得日益突出，使得近幾年來新分人員業務技能素質得不到提高，最終導致一線作業人員越來越緊缺，無法滿足安全生產的要求，為了降低企業生產成本，提高作業人員業務技能，加速人才培養，減少作業人員勞動強度和作業風險，迫切需要有一種新的培訓模式來彌補或替代傳統的作業培訓模式。本文將重點論述三維動畫技術在電力系統中輸電線路上作業規范及風險控制的應用。

1 三維動畫的特點

1）能夠模擬實拍不能完成和無法重現的鏡頭，三維動畫還可以實現降低成本的作用；

2）可通過三維動來模擬完成危險性的鏡頭；

3）可修改性較強，質量要求更易受到控制；

4）制作不受天氣季節等因素影響；

5）對制作人員的技術要求較高；

6）制作周期相對較長；

三維動畫技術入門門檻較低，但要精通并熟練運用卻需多年不懈的努力。

2 輸電線路作業規范培訓

輸電線路檢修作業主要是以帶電和停電檢修作業為主要手段，傳統的作業規范培訓及風險控制主要以理論為主，圖示、視頻為輔對員工行為進行規范和風險控制的認知。

2.1 理論培訓

是對員工上崗前進行認知的一種培訓，能讓員工懂得從事的專業相關術語、工作內容等，首先在員工思想上建立起從事專業的一個大概輪廓。

2.2 圖示

能對作業和工器具使用中的關鍵環節及主要風險運用文字、圖片的形式淺顯易懂地展示出作業行為的要領、流程、規范與風險控制的要求。其弊端是不能展現作業全過程的細節和作業風險，培訓規范作業方式困難大、時間長，預期效果不明顯。

2.3 視頻

可以對作業全過程進行拍攝，關鍵作業行為的要領和細節也基本能表現出來，但由于輸電線路作業一般都是進行高空作業，拍攝受角度、空間限制，作業中的安全風險表現及控制措施還需要專業人員和設備進行后期處理才能實現，制作成本較大。

3 三維動畫技術的運用

運用計算機三維動畫技術將輸電一次設備，標準的安全設施，通用的工器具，生產作業過程中必要的工器具建立模型素材庫后，基于風險控制、規范化、標準化的思路，結合作業指導書和老師傅的現場作業經驗和技能，將三維模型、人物角色、標準作業方式、風險控制有機的結合起來，編寫劇本，即能實現制作清晰、全方位、逼真的展現現場環境中操作者的每一步操作動作和作業全過程的細節，再加入聲、光、電火花等現象，從而仿真現實輸電線路系統作業場景，后期利用專業非線性編輯系統將三維動畫、字幕、語音、音樂融通合起來，并經過不斷的篩選、剪輯、編輯、合成以及制作等過程，將保存的視頻鏡頭形成完整的三維動畫影片，來供大家培訓和學習。

計算機所生成的虛擬世界將虛擬環境逼真化，并將虛擬世界中的事物所產生的對人的感官的各種刺激盡可能逼真地反饋給員工，從而使人產生親臨等同現實環境的“沉浸”感。利用這項技術還可將傳統培訓、操作演練、事故回放等無法實現的過程和效果通過三維虛擬仿真實現，為電力行業的技能培訓、考核和評估、風險控制以及作業的技能知識庫提升豐富的內容。

4 三維技術在今后輸電線路的展望

三維技術可以將發生過的典型事故案例真實的再現事故發生的過程，從而達到教育員工的目的，對于輸電線路檢修流程復雜、技術難度較大、安全風險高、難以固化及快要失傳的作業絕招開發制作三維動畫教程，將每個作業步驟的細節通過虛擬仿真手段實現。

建立建全輸電線路設備、工器具、安全設施等三維模型，根椐輸電線路規范作業的特點，開發環境中實時驅動。進行場景模型的加載，經過程序引擎的加載用戶可以通過在三維的空間里移動，操作和觀察360°范圍內的虛擬設備，實現對虛擬設備的操作，甚至對人物的控制，真正實現人機互動，最終集成電力培訓系統。

5 結論

綜上所述，三維動畫是電網企業安全生產職工的《安規》培訓、操作演練、事故回放以及風險控制等在虛擬技術應用中的一種有效嘗試，具有更重要的現實意義。同時，三維虛擬技術在目前國內，乃至世界上，是最先進、最富有想象力的影視表現手段，這一手段的應用給電力生產和職工培訓帶來了勃勃生機。在輸電線路運行維護中，對作業規范及風險控制變得越來越重要，本文實現了電力系統中輸電線路生產作業規范及風險控制的三維動畫技術，其中制作的帶電作業三維動畫視頻演示教程已經應用到曲靖供電局員工培訓中，并收到很好的效果。

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