VR技術在電力安全生產培訓中的應用研究

梁海濤 張宇 趙曉霞

摘要：近年來，虛擬現實VR技術得到了迅速的發展，并在各個行業得到了廣泛的應用。為了提高能源安全生產培訓的有效性，介紹了虛擬現實VR技術的概念和近年來的發展。通過對傳統能源安全培訓的比較，分析了虛擬現實VR技術在能源安全生產培訓和教育中的優勢，列舉了當前虛擬現實VR技術在電力安全培訓介紹了虛擬現實VR技術在電力安全生產培訓中的應用。虛擬現實VR技術已在能源安全培訓系統中得到了一定程度的應用，并取得了良好的聲譽，但其應用范圍有待擴大。希望VR技術在能源安全生產培訓中的應用能為廣泛的應用提供參考。

關鍵詞：虛擬現實VR技術 ;應用研究;電力安全培訓

1 虛擬現實VR技術概述

虛擬現實VR技術（Virtual Reality，簡稱VR）是20世紀發展起來的一門新興的實用技術。虛擬現實VR技術結合了虛擬化技術、信息處理技術、圖像處理技術、網絡技術等，構建了一個逼真的虛擬世界，使實驗者能夠獲得視覺、聽覺和觸覺的模擬體驗，包括計算機技術電子信息與仿真，其基本實現方法是在計算機上建立一個虛擬環境，給人一種沉浸在環境中的感覺[1]。基于虛擬現實VR技術的諸多優點，它受到了許多行業的關注和應用。其中，將虛擬現實VR技術應用于能源安全生產培訓可以有效地提高培訓的效果和質量。

2 VR 技術在電力生產企業職工教育培訓中的優勢

目前，大多數電力企業開展的安全培訓項目大多采用傳統的培訓方式，教師在課堂上用二維圖像或視頻進行教學。培訓內容是教師向學生單向傳遞的方式。效果無法得到及時反饋，方法單一。將虛擬現實VR技術應用于能源安全生產培訓具有明顯的優勢。[2]

2.1 豐富職工教學內容和方式

虛擬現實安全體驗訓練系統可以模擬事故場景。參與的學生可以通過視覺、觸覺和聽覺實現三位一體的感官體驗，集成了虛擬現實硬件、移動終端、物理設備等多終端管理平臺。一臺機器。一次視覺體驗，親身體驗非法操作的后果，效果逼真，感受更深刻。仿真場景更加逼真、完整，能真實地反映學生在遇到緊急情況時的現場反應。根據學員選擇的專業信息，系統可以自動分配或選擇特定的培訓項目開始培訓。緊急處理操作，自動記錄學員的學習時間和每個設備的測試結果，生成培訓文件。[3]

2.2 加強職工電力安全培訓效果

虛擬現實系統軟件的內容是以實際事故的仿真畫面為基礎，恢復電力系統的場景，并利用功能模塊與虛擬仿真場景進行協同工作。讓員工沉浸在事故發生的過程中，對事故有最深的感受，樹立安全第一的思想，從而提高培訓效果。[4]

2.3降低培訓成本

虛擬現實中的虛擬體驗區不需要重復構建物理體驗區，大大降低了不必要的構建和拆卸成本。它可以重復使用，隨著培訓需求的增加，其他安全培訓項目也可以添加到硬件中。設備的開發和擴大，使之更經濟、更環保。[5]

3 ?VR技術在電力安全培訓教學的幾種整合

3.1增強現實實操培訓

增強現實（AR）包括多媒體、三維建模、實時視頻顯示與控制、多傳感器融合、實時跟蹤與記錄、場景融合等新技術和新方法。增強現實集成了LBS（基于位置的服務）、Marker（特征識別）和SLM（時間、位置和地圖構建）等技術。實體信息（視覺、聲音、味覺、觸覺等）在現實世界的某個時間和空間中很難體驗到，通過計算機科學和其他科學技術，如電擊和安全培訓燒傷，這些信息是重疊的。身體感覺的互動，如燒傷和跌倒，將虛擬信息應用到現實世界，并被人類的感官感知，以獲得超越現實的感官體驗。[6]HR能量訓練可以讓尚未進入工作崗位的人體驗到工作中問題的不確定性。AR技術還可以通過仿真來指導檢查操作，通過可視化操作來識別操作目標設備和產生執行指令，使操作人員能夠按照程序和步驟完成工作。學員可以通過虛擬現實設備進入工作場所，并通過崗前培訓提高安全意識。[7]

3.2 VRHMD虛擬實操培訓系統

虛擬現實訓練系統VRHMD，即HMD（頭戴式屏幕），可以看作是一個改進的屏幕在你面前。這些產品和設備通常連接到個人計算機、智能手機或其他類型的計算機平臺，需要集成一個或多個圖像傳感器、無線連接，當然還有超高分辨率屏幕（高幀速率和寬視野），以提供高度逼真的圖像和沉浸式訓練體驗。虛擬現實操作訓練系統VRHMD是一個集教學、操作、訓練于一體的立體視覺體驗訓練系統。通過虛擬實踐操作和科學分析，建立符合正常教學和培訓要求的虛擬實踐培訓平臺。它將頭、手的位置結合起來，在虛擬現實中進行三維通信和交互，與真實環境分離，具有很強的新穎性，更適合在大空間中使用。[8]

3.3智能MR交互培訓系統

混合現實交互系統（Mixed Reality Interaction System，MIS）是物理世界和數字世界的混合體，它在人、計算機和環境之間打開了一個自然和直觀的三維交互。這項新技術是基于計算機視覺、圖形處理、顯示技術、輸入系統和云計算的發展。MR技術是虛擬現實技術VR和AR的進一步發展。信息，在真實世界、虛擬世界和用戶之間建立交互反饋信息循環，提高用戶體驗的真實性。磁共振智能互檢測通信系統可以在不使用任何顯示器等多種手段的情況下，實現空氣中二維/三維圖像的對比度檢測。觀眾可以用眼睛看到非常真實的三維圖像，而不需要戴立體眼鏡。或者一些輔助設施，比如虛擬現實頭盔。該系統還具有人機交互功能，觀眾可以與圖像進行交流和交互，進一步提高了系統的趣味性和實用性。

結語

近年來，虛擬現實VR技術在電力培訓系統中得到了一定程度的應用，并在設備認知、培訓管理等領域進行了試點，取得了良好的口碑。虛擬現實VR技術在電力生產培訓中的應用范圍有待擴大，參與者的數量和使用頻率仍然較低。相信隨著虛擬現實VR技術的普及和發展，虛擬現實VR技術的安裝成本也會降低。虛擬現實VR技術將給電力行業的培訓帶來更加豐富的培訓手段，減少電力生產企業各種隱患的發生，概率的貢獻越來越大。

參考文獻：

[1]郝宇.基于VR技術的高校煤礦安全教學方法探討——評《煤礦生產仿真技術及在安全培訓中的應用》[J].安全與環境學報，2019，19（6）：1.

[2]白鑫，譚林.VR技術在管理人員培訓中的應用[J].人力資源，2020.