周華

摘 要 本文利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建了變電站三維立體空間場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)變電站的可視化操作，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上，利用動(dòng)態(tài)交互技術(shù)完善可操作技術(shù)水平，從而增強(qiáng)員工對(duì)突發(fā)事件的處理能力，保證整體電力培訓(xùn)效果。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 電力培訓(xùn) 可視化操作

目前，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)拓展應(yīng)用到電力系統(tǒng)培訓(xùn)中已成為主流趨勢(shì)。對(duì)此，本文將綜合論述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵與意義，簡(jiǎn)要介紹基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與課程設(shè)計(jì)，力求全面發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)效能，增強(qiáng)電力系統(tǒng)培訓(xùn)效果。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心理念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為核心所衍生的模擬環(huán)境，進(jìn)而依靠各類(lèi)遠(yuǎn)程傳感設(shè)備將用戶(hù)引入模擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與虛擬環(huán)境的交互。在此過(guò)程中，用戶(hù)可以靈活操控模擬環(huán)境中的各類(lèi)技術(shù)，滿(mǎn)足多元化需求?，F(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借其諸多優(yōu)勢(shì)被拓展應(yīng)用搭配飛機(jī)駕駛艙與各類(lèi)工程技術(shù)操作模擬中，其目的是引導(dǎo)技術(shù)操作人員在無(wú)壓力環(huán)境下反復(fù)練習(xí)各類(lèi)機(jī)械設(shè)備，達(dá)到熟能生巧的目的。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所創(chuàng)設(shè)的模擬環(huán)境，其本質(zhì)是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為媒介，生成一種完整、獨(dú)立的立體色彩圖形，帶給受眾無(wú)限的遐想空間。此外，為增強(qiáng)虛擬環(huán)境的感官效果，國(guó)際上相繼推出了一系列配套的傳感設(shè)備，如立體頭盔、手套與數(shù)據(jù)衣等。合理運(yùn)用此類(lèi)設(shè)備，可以充分滿(mǎn)足用戶(hù)的常規(guī)操作，如行走、拿東西等。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)培訓(xùn)具有深遠(yuǎn)的影響，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）解決變電站實(shí)物培訓(xùn)的安全問(wèn)題

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力培訓(xùn)系統(tǒng)，具有全流程、全方位與全時(shí)段特征，整個(gè)培訓(xùn)流程不需要依賴(lài)實(shí)地環(huán)境即可完成，由此，避免工作疲勞、玩忽職守、擅自離崗或責(zé)任感淡薄造成的培訓(xùn)隱患，從根本上解決變電站實(shí)物培訓(xùn)的安全問(wèn)題。

（二）改善培訓(xùn)環(huán)境，加強(qiáng)環(huán)境的生動(dòng)性與可控性

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力系統(tǒng)培訓(xùn)，合理運(yùn)用場(chǎng)景建模與動(dòng)態(tài)交互等技術(shù)，可增強(qiáng)員工的現(xiàn)場(chǎng)感與動(dòng)態(tài)交互感，優(yōu)化調(diào)整培訓(xùn)模式。且針對(duì)不同場(chǎng)景采取特定的培訓(xùn)模式，如事故分析、事故處理與重大事故演練等，從而增強(qiáng)培訓(xùn)效果。

（三）提高電力系統(tǒng)培訓(xùn)效率

與傳統(tǒng)重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式相比，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的智能化教學(xué)，可以增強(qiáng)員工的現(xiàn)場(chǎng)感，提升技術(shù)操作水平，激發(fā)員工的主觀能動(dòng)性，進(jìn)而強(qiáng)化培訓(xùn)效果。與此同時(shí)，在一定程度上縮短培訓(xùn)周期，節(jié)約培訓(xùn)成本。再者，三維立體空間場(chǎng)景構(gòu)建技術(shù)與動(dòng)態(tài)交互技術(shù)的協(xié)同發(fā)展，可以維護(hù)電力系統(tǒng)培訓(xùn)的綜合效益。

三、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的核心在于構(gòu)建三維立體空間模型以及技術(shù)操作平臺(tái)，其設(shè)計(jì)思路與操作流程如下所述：基于現(xiàn)有的一體化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，運(yùn)用3Dmax與M3G技術(shù)構(gòu)建三維立體空間模型，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)備的安裝位置，進(jìn)一步明確空間的相對(duì)坐標(biāo)。同時(shí)，采用貼片技術(shù)，提高金屬的光澤度，增強(qiáng)模擬場(chǎng)景的仿真效果。之后，將接觸插件導(dǎo)入插件模型中，利用遠(yuǎn)程傳感技術(shù)與輸入/輸出設(shè)備模擬視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)，構(gòu)建高度方針空間，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

四、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力系統(tǒng)培訓(xùn)，遵循客觀原則，將實(shí)訓(xùn)課程劃分為四大模塊：實(shí)時(shí)性指導(dǎo)、透明化管理、私人指導(dǎo)與知識(shí)沉淀。以下作具體論述。

（一）實(shí)時(shí)性指導(dǎo)

針對(duì)實(shí)時(shí)性指導(dǎo)的系統(tǒng)培訓(xùn)，首先，培訓(xùn)者應(yīng)將培訓(xùn)文字、圖片與影音等多元化培訓(xùn)信息錄入相應(yīng)的軟件系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步編輯與處理，將其運(yùn)用到仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中。然后學(xué)員可以利用VR眼鏡等交互設(shè)備在虛擬場(chǎng)景中靈活操作設(shè)備。同時(shí)，智能語(yǔ)音提示也可以正確引導(dǎo)學(xué)生注意操作的規(guī)范性。且針對(duì)學(xué)員在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生的觸碰感，可以依靠各類(lèi)傳感設(shè)備將信息導(dǎo)入處理設(shè)備中，進(jìn)而傳導(dǎo)至學(xué)員所處的虛擬環(huán)境中，以便實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化指導(dǎo)技術(shù)操作。

（二）透明化管理

針對(duì)透明化管理，主要依靠虛擬仿真系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與人工智能技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。結(jié)合上述兩種虛擬交互技術(shù)，讓學(xué)員快速采集第一視角下的各類(lèi)圖像，從而方便學(xué)員掌握細(xì)節(jié)，提出有針對(duì)性、有策略性的改進(jìn)處理意見(jiàn)。與此同時(shí)，通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)研究系統(tǒng)所采集的交互數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)員客觀認(rèn)知交互流程中極有可能出現(xiàn)的各類(lèi)錯(cuò)誤，從而增強(qiáng)學(xué)員的技術(shù)操作記憶力，形成良好的操作習(xí)慣。再者，基于后臺(tái)管理數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)員從任意視角了解技術(shù)操作流程，以此為基準(zhǔn)，優(yōu)化培訓(xùn)課程，保證培訓(xùn)工作的時(shí)效性。

（三）私人指導(dǎo)

通過(guò)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)與現(xiàn)有培訓(xùn)系統(tǒng)的有機(jī)整合，不僅可以引導(dǎo)原有的課程要求與技術(shù)操作逐步向標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化方向發(fā)展，還可以促使理論與實(shí)踐的疊加融合，擴(kuò)充學(xué)生的理論知識(shí)儲(chǔ)備，增強(qiáng)技術(shù)操作感。此外，依靠虛擬仿真系統(tǒng)，還可以讓教員與學(xué)員融入同一虛擬場(chǎng)景中，以便教員系統(tǒng)化、實(shí)時(shí)化、標(biāo)準(zhǔn)化地指導(dǎo)學(xué)員操作技術(shù)。再者，結(jié)合上述內(nèi)容所提及的圖像呈現(xiàn)方式，學(xué)員可以更加全面、直觀地觀察教員的規(guī)范流程與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，從而增強(qiáng)培訓(xùn)工作的實(shí)效性，強(qiáng)化培訓(xùn)效果。

五、結(jié)語(yǔ)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，不僅可以依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建接近現(xiàn)實(shí)的虛擬場(chǎng)景，還可以通過(guò)還原工作場(chǎng)景，增強(qiáng)電力培訓(xùn)效果，滿(mǎn)足多元化需求，因而我們應(yīng)對(duì)此加強(qiáng)重視并加大研究力度，以此更好地推進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

（作者單位為國(guó)網(wǎng)常熟市供電公司）

參考文獻(xiàn)

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