虛擬現實技術在電力應急搶修演練中的實踐解析

操昊鵬 吳昊 李超 程軼紅

摘 要：虛擬現實技術主要是利用計算機技術來模擬出一個具有三維空間特征的虛擬世界，這種技術可以為使用者提供現實世界的真實感官的模擬，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。本文就虛擬現實技術在電力應急搶修演練一題著重分析了其在電力應急搶修演練中的具體應用，希望能為電力應急搶修演練提供參考建議。

關鍵詞： 虛擬現實技術;電力應急搶修演練;實踐解析

引言：隨著現代科學技術的不斷發展，我們的生活水平也在不斷的提高，在享受這種科學技術帶給我們的便利的同時，我們對能源的需求量也在不斷的提升。各類電氣設備被廣泛的應用到各個領域中，在我們的日常生活中變得隨處可見，我國的地域遼闊，電網的覆蓋面積大。所以各類的電力故障風險始終存在，近些年我國對電網的應急管理工作的重視程度正在不斷的加強，我國的電網安全問題也成為被重視的問題，電力的大量使用給電網安全運行帶來新的挑戰，國家電網開展了以電力應急的物資儲備、應急組織體系等八項重點工作，其重要目的就是為了建立完善的電力應急體系。但是傳統的電力應急搶修演練的實際效果卻不明顯，所以通過使用現代科學技術中的虛擬現實技術來為電力應急搶修演練提供更好的演練效果，為電網的安全運行提供助力，讓搶修人員能夠得到更好的提升，虛擬現實技術可以讓搶修人員身臨其境的參與到電力系統的維修工作當中，所以其演練效果是非常好的。

一.虛擬現實技術特點

虛擬現實技術的主要特點為一下幾個方面，構想性是虛擬現實技術的主要特點，構想性主要強調的是虛擬現實技術中的想象部分，仿真現實存在的環境，拓寬工作人員的認知范圍，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虛擬世界中的物體、環境的操作性以及在環境中獲得的反饋的自然程度和實時性。在搶修人員利用虛擬世界來進行電力應急搶修演練時，搶修人員可以通過虛擬現實技術來感受到虛擬世界中搶修設備的重量、觸覺，甚至還能看到搶修設備隨著搶修人員的運動而產生相應的移動。沉浸感，當搶修人員深入到虛擬世界中時，自身的嗅覺、聽覺、視覺、觸覺都與現實世界一樣，使得搶修人員很難辨識自己是在現實世界還是在虛擬世界，這種沉浸感會為電力應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.電力應急搶修演練系統

電力應急搶修演練系統中有五個部分構成。分別為電力狀態仿真子系統、人員仿真子系統、三維場景仿真子系統、電力過程仿真子系統和預案邏輯推理子系統。這五個系統中電力狀態仿真子系統主要是為演練過程提供真實的故障反饋，人員仿真子系統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為前兩個系統提供虛擬場景，也是整個演練系統中最重要的一部分。電力過程仿真子系統為演練人員提供真實的變電過程中的運行狀態和相應的操作。最后的預案邏輯推理子系統，為演練提供相應的演練評分、過程記錄等數據的收集。

三.虛擬現實技術在電力應急搶修演練中的具體應用

1.實踐分析

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急的能力，在近兩年引入了虛擬現實技術，展開了變電站發生雷擊導致的故障，通過利用虛擬現實技術來創建出真實的變電站和故障場景，進行了電力應急搶修演練，從接受故障信號、通知搶修部門、事故現場勘察、制定應急搶修方案、準備搶修設備材料、進行應急搶修、消除故障、現場清理等環節來完成應急搶修演練。這次的虛擬電力應急搶修演練中涉及到了很多部門的人員，通過各部門整體協調完成了此次演練。

2.虛擬現實技術在電力應急搶修演練中的要點分析

（1）模型的構建

通過計算機使用三維技術來創建虛擬現實場景，模擬出的真實物體，只有形狀并不能夠模擬出真實物體的屬性，這里的屬性包括重量、質感等。而在電力應急搶修演練模擬中的設備需要具有這種屬性才能更好的對演練起到效果。所以需要通過創建具體的數學模型來進行仿真方面的加強，通過模擬所有演練中需要使用的設備的具體功能特性，來增加演練過程中的真實性的體現。

（2）創建虛擬的三維場景

在電力應急搶修演練的虛擬世界的創建時，需要將所有的電力設備的虛擬三維場景全部創建出來，從電廠、變電站、線路等建立三維場景會花費大量的人力物力，但是這種真實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秀，這對于電力系統的正常運行來說也是有著非常大的好處的，保證電力系統的正常運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需要消耗人力物力，但是后期就不用在對這方面花費資金了，即使有的地方需要整改，也只是對細節上的變動。

（3）實現人機互動

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

四、結語

綜上所述，虛擬現實技術在電力應急演練的應用，可以為各種電力事故現象以及事故所造成的后果和危害進行虛擬的反饋。搶修人員通過網絡進入到虛擬場景中進行針對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同，使用人機互動的方式來進行人為干預以控制的演練過程，可以有效的提高搶修人員面對事故發生的應變能力和專業能力。所以虛擬現實技術的應用能夠使得我國的電網安全運行得到保障。

參考文獻

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