許 飛 方 濤 彭永亮 蔣忠權(quán)

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司，浙江 杭州 310000；2.上海久壬信息科技有限公司；上海 201615）

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展，無論是優(yōu)勢領(lǐng)跑的長三角珠三角渤海灣，還是如日中天的中西部，抑或箭在弦上的“一帶一路”國內(nèi)段，用電負(fù)荷持續(xù)攀升。 全國的電網(wǎng)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著經(jīng)濟(jì)運營的重要任務(wù)，起著保障經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要作用。 電力電網(wǎng)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)一直是重中之重。而消防安全則是安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的最重要的關(guān)注點之一。

1 VR 技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)是指利用人工智能、計算機圖形學(xué)、人機接口、多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)及電子、機械、視聽等高新技術(shù)，模擬人在特定環(huán)境中的視、聽、動等行為的高級人機交互技術(shù)。VR 技術(shù)是近十年來發(fā)展的最新計算機技術(shù)。VR 技術(shù)的主要功能是實現(xiàn)仿真環(huán)境，其靈感來自歐美戰(zhàn)爭仿真設(shè)計[1]。VR 技術(shù)與消防技術(shù)的結(jié)合，可給我國消防發(fā)展帶來前所未有的動力。

2 傳統(tǒng)消防知識學(xué)習(xí)和演練體系

多年來，傳統(tǒng)的消防知識學(xué)習(xí)和演練體系持續(xù)為電網(wǎng)的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航，居功至偉。

但以發(fā)展的眼光來看，傳統(tǒng)的消防知識學(xué)習(xí)方式依然存在著以下問題：

（1）靈活性欠缺。 參與演練的人員按照預(yù)先編排的步驟和指令執(zhí)行演練計劃，顯得非常機械。

（2）成本憂慮。 傳統(tǒng)的消防知識學(xué)習(xí)不能在演練中直接操作部分消防設(shè)備器械。

（3）場景受限。 復(fù)合性災(zāi)害具有范圍廣、情況復(fù)雜、規(guī)模大、損失嚴(yán)重等情況，實戰(zhàn)演練無法真實模擬全部災(zāi)害場景，參與人員往往不能全情投入，也就無法完全實現(xiàn)演練效果。

3 VR 技術(shù)在電網(wǎng)消防學(xué)習(xí)演練中的角色定位

目前， 虛擬現(xiàn)實與教育項目相結(jié)合是國家戰(zhàn)略。2017 年教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于2017—2020 年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》， 闡述了今后在高校實驗教學(xué)改革和實驗教學(xué)建設(shè)的基礎(chǔ)上，加強和運用優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行高等教育，提高高等教育質(zhì)量，提高實踐教育水平的目標(biāo)。 在實驗教學(xué)改革和高校實驗教學(xué)項目建設(shè)的基礎(chǔ)上，推進(jìn)信息技術(shù)實驗教學(xué)與高等教育教學(xué)的深入融合。

引入虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)應(yīng)急消防處置的模擬仿真演練，可以對傳統(tǒng)應(yīng)急演練進(jìn)行最有效的補充和增強。 對于組織者而言，將VR 技術(shù)應(yīng)用到應(yīng)急演練中，可以降低組織難度和演練成本；對于參與者而言，將不便于在現(xiàn)實中呈現(xiàn)的事故現(xiàn)場進(jìn)行真實模擬，更能好得提升演練效果，提高學(xué)習(xí)效率。

VR 技術(shù)應(yīng)用于消防學(xué)習(xí)和演練具有以下特點。

3.1 仿真性

VR 消防學(xué)習(xí)演練以現(xiàn)實演練環(huán)境為基礎(chǔ)， 讓參與者在“真實”場景中。 現(xiàn)實中的火災(zāi)多為突發(fā)狀況，具有難以預(yù)料性，而VR 消防演練可以模擬或隨機還原起火點、火勢及其他相關(guān)變動因素，讓參與者真切地看到甚至觸及火災(zāi)本身，從而引起受眾的真實感受。

3.2 針對性

學(xué)習(xí)演練的目的在于提前了解，以便真正地面對顯示狀況臨危不亂、 從容應(yīng)對， 將傷害降低至最小。VR 消防學(xué)習(xí)演練的很重要的一點在于提高參與者的安全意識，在應(yīng)對各種突發(fā)狀況時，參與者通過接收的演練而內(nèi)化于心，外化于行，真正將接收的演練體現(xiàn)出來，面對各種狀況能夠從容應(yīng)對，而非自亂陣腳。實現(xiàn)應(yīng)急處置能力的提升。

3.3 自主性

VR 消防學(xué)習(xí)演練可以方便各單位根據(jù)自身實際需求在任何時間、任何地點組織進(jìn)行，相關(guān)單項學(xué)習(xí)和演練會快速取得演練結(jié)果，演練評估結(jié)果和改進(jìn)及時可靠。參與者同時也可以根據(jù)自己的前次演練效果選擇重復(fù)演練，大大提升演練效果。

3.4 安全性

在VR 消防學(xué)習(xí)演練系統(tǒng)中，參與者可以在確保人身安全的情況下，卸去火災(zāi)及電力事故隱患的包袱，盡可能地參與到演練中，從而大幅度提高自身的技能水平，確保在今后實際操作中的人身與事故安全。

例如，讓參與者了解火勢及風(fēng)向等重要因素或是了解電力設(shè)備在火災(zāi)下的狀態(tài)反應(yīng)，這些如果在現(xiàn)實中模擬具有較大的危險性，可能對人員及設(shè)備財產(chǎn)造成意想不到的損害；而在VR 演練中，這一切都是易于模擬，且百分百安全可靠的。

3.5 統(tǒng)一性

VR 技術(shù)的應(yīng)用有助于進(jìn)一步規(guī)范各級單位的消防學(xué)習(xí)演練的范圍、形式與步驟等，實現(xiàn)資源復(fù)用和場景聯(lián)動，推動標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一化進(jìn)程。

VR 技術(shù)在電網(wǎng)消防學(xué)習(xí)演練中的角色定位并不是單純的競爭者和替代者，事實上也無法完全取代傳統(tǒng)方式。 利用VR 技術(shù)，應(yīng)當(dāng)使其盡可能與傳統(tǒng)消防學(xué)習(xí)演練方式產(chǎn)生互補效應(yīng)，補齊短板，共同完善。

4 應(yīng)用VR 技術(shù)提升電網(wǎng)應(yīng)急消防處置能力

將VR 技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)消防學(xué)習(xí)演練，無疑能大幅度提高個人應(yīng)對火災(zāi)時的處理效果，進(jìn)而推動電網(wǎng)整體應(yīng)急消防處置能力的全面提升。

典型消防場景應(yīng)急演練功能直面火災(zāi)場景，要求用戶熟練掌握場景中設(shè)備的應(yīng)用， 真實應(yīng)對突發(fā)狀況。 圖1 為對于變電站主變的VR 消防演練流程為例。該流程可進(jìn)行單人演練，也提供雙人協(xié)同配合；流程狀態(tài)節(jié)點可變， 考驗參與者的消防認(rèn)知和應(yīng)變能力；提供傳統(tǒng)演練中由于影響巨大（泡沫處理難度大）且成本高企（單次啟動成本數(shù)萬元）而往往不會觸及的SP 的操作互動； 提供傳統(tǒng)演練中無法實現(xiàn)的與消防救援隊伍的配合互動[2]。

圖1 對于變電站主變的VR 消防演練流程

綜上所述，電網(wǎng)消防與人們的生命財產(chǎn)安全密切相關(guān)，VR 技術(shù)與工程設(shè)計、消防、消防演練等相結(jié)合，創(chuàng)造了科學(xué)的安全訓(xùn)練和消防救援訓(xùn)練體系，能夠更有效地開展消防救援行動，減少危險，確保消防救援工作有序進(jìn)行[3]。

5 VR 技術(shù)在電網(wǎng)安全生產(chǎn)中的應(yīng)用展望

基于VR 技術(shù)的業(yè)務(wù)特性，其除了可以應(yīng)用于電網(wǎng)消防學(xué)習(xí)演練之外，從橫向來說，對于電網(wǎng)安全生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)，如生產(chǎn)、檢修時的安全防護(hù)，事故隔離和人員施救，其他災(zāi)變場景如防汛防潮防震等，都具有相同的作用和意義；從縱向來說，VR 技術(shù)非常有助于打造統(tǒng)一化的安全生產(chǎn)規(guī)范和體系，進(jìn)一步降低電網(wǎng)事故發(fā)生率及其帶來的國民經(jīng)濟(jì)損失。