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        三維仿真技術(shù)在電力安全應(yīng)急演練的運用

        2016-03-09 21:35:31楊西銀陳曉平
        電力安全技術(shù) 2016年11期
        關(guān)鍵詞:計算機

        楊西銀,劉 江,田 鋒,陳曉平

        (國網(wǎng)寧夏電力公司寧東供電公司,寧夏 靈武 750411)

        三維仿真技術(shù)在電力安全應(yīng)急演練的運用

        楊西銀,劉 江,田 鋒,陳曉平

        (國網(wǎng)寧夏電力公司寧東供電公司,寧夏 靈武 750411)

        分析了三維仿真技術(shù)在模擬演練中的應(yīng)用的意義及其關(guān)鍵技術(shù)點,描述了主要場景應(yīng)急模擬仿真的思路以及重要工作。通過仿真模擬技術(shù),降低了應(yīng)急演練的成本,提高了培訓(xùn)效果,產(chǎn)生的演練數(shù)據(jù)為應(yīng)急評估與決策提供了用力的支撐。

        三維仿真;電力安全;應(yīng)急演練;虛擬仿真

        0 引言

        目前,我國電力工業(yè)發(fā)展已進(jìn)入大電網(wǎng)、高電壓、長距離、大容量階段,促使各電力企業(yè)設(shè)立專門的管理部門及制定相應(yīng)的管理制度,但還是無法杜絕電力安全事故的發(fā)生。電力安全事故的發(fā)生,除了自然災(zāi)害因素,還存在人為因素。針對自然災(zāi)害,需要做好應(yīng)急預(yù)案;針對人為因素,在做好各種應(yīng)急預(yù)案的同時,還需分析產(chǎn)生原因,完善安全管理制度。

        在電力安全應(yīng)急演練中,利用三維仿真技術(shù),能夠豐富應(yīng)急演練的方式,降低應(yīng)急演練的組織成本,并且使模擬演練更貼近實際,從而提高演練的效果。通過各種形式的應(yīng)急演練,可以檢驗應(yīng)急預(yù)案的合理性,并且通過追溯處置行為完善電力安全相關(guān)的各種規(guī)章制度。

        1 運用三維仿真技術(shù)的意義

        三維仿真技術(shù)運用在電力安全應(yīng)急演練中:一方面可以模擬各種自然災(zāi)害給電力安全帶來的影響,通過虛擬環(huán)境中的應(yīng)急演練,在實際環(huán)境中有事故發(fā)生時,能及時、準(zhǔn)確地作出判斷,提供應(yīng)急救援方案,降低損失;另一方面,通過在規(guī)定場景下,模擬各種人為活動,分析其造成的后果,從而制定全方位的應(yīng)急預(yù)案,并且通過完善安全管理制度,規(guī)避人為因素的影響。

        2 三維仿真關(guān)鍵技術(shù)點

        三維仿真又稱虛擬現(xiàn)實,是一項綜合集成技術(shù),涉及領(lǐng)域有計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等。它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺,使人作為參與者通過適當(dāng)裝置,自然地對虛擬世界進(jìn)行體驗和交互作用。使用者進(jìn)行位置移動時,電腦可以通過復(fù)雜的運算,立即將精確的3D世界影像傳回,產(chǎn)生臨場感。該技術(shù)集成了計算機圖形(CG)技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理技術(shù)等最新發(fā)展成果,是一種由計算機技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。三維仿真關(guān)鍵技術(shù)點如下。

        (1) 是一種可視化界面技術(shù),可以有效地建立虛擬環(huán)境,主要集中在2個方面:一是能夠精確表示物體的狀態(tài)模型;二是環(huán)境的可視化及渲染。

        (2) 是計算機系統(tǒng)設(shè)置的一個近似客觀存在的環(huán)境,為用戶提供逼真的三維視感、聽感、觸感和嗅感,是硬件、軟件和外圍設(shè)備的有機組合。

        (3) 用戶可通過自身的技能以6個自由度在仿真環(huán)境里交互操作。

        (4) 傳感技術(shù)是三維仿真的關(guān)鍵。

        (5) 三維仿真離不開視覺和聽覺的新型可感知動態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)??筛兄獎討B(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)與文字識別、圖像理解、語音識別和匹配技術(shù)關(guān)系密切,并需結(jié)合高速的動態(tài)數(shù)據(jù)庫檢索技術(shù)。

        (6) 需要結(jié)合人工智能、模糊邏輯和神經(jīng)元技術(shù)。三維仿真不僅是計算機圖形學(xué)或計算機成像生成的畫面,更重要的是人們可以通過計算機和各種人機界面與其交互,使人在精神感覺上進(jìn)入環(huán)境。

        3 三維紡真的工作思路及要點

        3.1 主要思路

        3.1.1 自然災(zāi)害模擬

        自然災(zāi)害主要包括臺風(fēng)、雷暴、洪澇、大風(fēng)等,根據(jù)各種類型自然災(zāi)害的特點,分別進(jìn)行建模,并自定義相關(guān)參數(shù),按照算法構(gòu)建復(fù)雜動態(tài)模型,以獲得各種事件逼真的模擬效果。系統(tǒng)建設(shè)以最為常見的自然災(zāi)害影響下的電力安全事件為基礎(chǔ)模型,更多類型的事件可通過擴展包補充完善。

        3.1.2 人為因素模擬

        模擬各種典型作業(yè)場景,制定標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程,以各種作業(yè)關(guān)鍵點作為安全因子,并設(shè)定安全閾值,系統(tǒng)通過設(shè)定安全因子的缺失和安全閾值的變化,模擬各種可能引起電力安全問題的事件。

        3.1.3 突發(fā)事件模擬

        模擬社會上突發(fā)電力安全事件,定義各種場景,模擬突發(fā)事件在各種場景下引起的連鎖反應(yīng),例如事件突發(fā)時,周邊人的數(shù)量和交通便利情況等。

        3.1.4 危險源模擬

        對各種重點關(guān)注的電力安全危險點進(jìn)行模擬仿真。系統(tǒng)可根據(jù)參數(shù)的變化,模擬因各種因素造成的電力安全事件對電力安全的影響,從而有針對性地制訂全面的應(yīng)急預(yù)案。

        3.1.5 應(yīng)急演練評估模擬

        系統(tǒng)記錄所有應(yīng)急演練參與人員在電力安全事故發(fā)生過程中的處置行為,為評估專家提供了大量的數(shù)據(jù)支持。評估專家組成員可對應(yīng)急處置響應(yīng)時長、應(yīng)急處置效率等數(shù)據(jù)進(jìn)行評估,并可編寫評估總結(jié)報告。

        3.2 重點工作

        (1) 完善各種應(yīng)急預(yù)案,快速準(zhǔn)確地對電力安全逐步排查,找到關(guān)鍵點,及時、準(zhǔn)確地完成搶修救援,使電網(wǎng)快速恢復(fù)運行。

        (2) 制定演練計劃,并監(jiān)督計劃執(zhí)行情況,將演練成效納入考核。

        (3) 應(yīng)急演練步驟大致可分為6個階段:傳送信息、前期的處理、發(fā)送預(yù)警、應(yīng)急處理、應(yīng)急演練停止和善后處置。

        (4) 應(yīng)急演練結(jié)束后,要對演練情況及時準(zhǔn)確地進(jìn)行總結(jié)與評估。

        4 結(jié)束語

        建設(shè)應(yīng)急演練體系能產(chǎn)生以下幾種積極作用。

        (1) 可以隨時隨地進(jìn)行演練,提高培訓(xùn)效果。應(yīng)急演練可隨時開展,不受時間、地點限制,通過高頻度練習(xí),讓人員熟悉預(yù)案內(nèi)容,并通過在虛擬場景中的體驗式學(xué)習(xí),寓教于樂,提高演練的培訓(xùn)效果。

        (2) 模擬演練,定制場景,降低成本。通過各種數(shù)據(jù)模型模擬真實環(huán)境,不受場景限制,最主要的是可通過模型模擬實現(xiàn)無法實際演練的場景。在虛擬環(huán)境下演練,節(jié)省組織演練的費用,且不會占用大量的時間進(jìn)行演練的組織工作,時間成本和資金成本均可大幅度降低。

        (3) 通過演練數(shù)據(jù)分析,為決策提供支持。系統(tǒng)通過采集各角色在模擬演練中的應(yīng)急處置操作記錄,為評估專家提供了大量數(shù)據(jù),使評估工作可量化處理,確保評估結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性,也給相關(guān)決策提供支持。

        1 莫廷昭.電力生產(chǎn)安全管理工作優(yōu)化探索[J].技術(shù)與市場,2014,25(4):185-186.

        2 吳聲聲.電力企業(yè)人因安全的研究與應(yīng)用[D].北京:北京交通大學(xué),2013.

        3 張 嵐,蒲小瓊.CREATOR與VEGA技術(shù)的虛擬場景優(yōu)化技術(shù)及研究[J].計算機應(yīng)用及軟件,2007,24(5):116-118.

        2016-06-07。

        楊西銀(1983-),男,助理工程師,主要從事變電安全管理工作,email:yangxiyin@139.com。

        劉 江(1976-),男,助理工程師,主要從事電力安全管理工作。

        田 鋒(1982-),男,工程師,主要從事電力安全管理工作。

        陳曉平(1984-),男,工程師,主要從事輸電安全管理工作。

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