三维仿真技术在电力安全应急演练的运用

杨西银，刘 江，田 锋，陈晓平

(国网宁夏电力公司宁东供电公司，宁夏 灵武 750411)

三维仿真技术在电力安全应急演练的运用

杨西银，刘 江，田 锋，陈晓平

(国网宁夏电力公司宁东供电公司，宁夏 灵武 750411)

分析了三维仿真技术在模拟演练中的应用的意义及其关键技术点，描述了主要场景应急模拟仿真的思路以及重要工作。通过仿真模拟技术，降低了应急演练的成本，提高了培训效果，产生的演练数据为应急评估与决策提供了用力的支撑。

三维仿真；电力安全；应急演练；虚拟仿真

0 引言

目前，我国电力工业发展已进入大电网、高电压、长距离、大容量阶段，促使各电力企业设立专门的管理部门及制定相应的管理制度，但还是无法杜绝电力安全事故的发生。电力安全事故的发生，除了自然灾害因素，还存在人为因素。针对自然灾害，需要做好应急预案；针对人为因素，在做好各种应急预案的同时，还需分析产生原因，完善安全管理制度。

在电力安全应急演练中，利用三维仿真技术，能够丰富应急演练的方式，降低应急演练的组织成本，并且使模拟演练更贴近实际，从而提高演练的效果。通过各种形式的应急演练，可以检验应急预案的合理性，并且通过追溯处置行为完善电力安全相关的各种规章制度。

1 运用三维仿真技术的意义

三维仿真技术运用在电力安全应急演练中：一方面可以模拟各种自然灾害给电力安全带来的影响，通过虚拟环境中的应急演练，在实际环境中有事故发生时，能及时、准确地作出判断，提供应急救援方案，降低损失；另一方面，通过在规定场景下，模拟各种人为活动，分析其造成的后果，从而制定全方位的应急预案，并且通过完善安全管理制度，规避人为因素的影响。

2 三维仿真关键技术点

三维仿真又称虚拟现实，是一项综合集成技术，涉及领域有计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以通过复杂的运算，立即将精确的3D世界影像传回，产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能技术、传感技术、显示技术、网络并行处理技术等最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。三维仿真关键技术点如下。

(1) 是一种可视化界面技术，可以有效地建立虚拟环境，主要集中在2个方面：一是能够精确表示物体的状态模型；二是环境的可视化及渲染。

(2) 是计算机系统设置的一个近似客观存在的环境，为用户提供逼真的三维视感、听感、触感和嗅感，是硬件、软件和外围设备的有机组合。

(3) 用户可通过自身的技能以6个自由度在仿真环境里交互操作。

(4) 传感技术是三维仿真的关键。

(5) 三维仿真离不开视觉和听觉的新型可感知动态数据库技术。可感知动态数据库技术与文字识别、图像理解、语音识别和匹配技术关系密切，并需结合高速的动态数据库检索技术。

(6) 需要结合人工智能、模糊逻辑和神经元技术。三维仿真不仅是计算机图形学或计算机成像生成的画面，更重要的是人们可以通过计算机和各种人机界面与其交互，使人在精神感觉上进入环境。

3 三维纺真的工作思路及要点

3.1 主要思路

3.1.1 自然灾害模拟

自然灾害主要包括台风、雷暴、洪涝、大风等，根据各种类型自然灾害的特点，分别进行建模，并自定义相关参数，按照算法构建复杂动态模型，以获得各种事件逼真的模拟效果。系统建设以最为常见的自然灾害影响下的电力安全事件为基础模型，更多类型的事件可通过扩展包补充完善。

3.1.2 人为因素模拟

模拟各种典型作业场景，制定标准化作业流程，以各种作业关键点作为安全因子，并设定安全阈值，系统通过设定安全因子的缺失和安全阈值的变化，模拟各种可能引起电力安全问题的事件。

3.1.3 突发事件模拟

模拟社会上突发电力安全事件，定义各种场景，模拟突发事件在各种场景下引起的连锁反应，例如事件突发时，周边人的数量和交通便利情况等。

3.1.4 危险源模拟

对各种重点关注的电力安全危险点进行模拟仿真。系统可根据参数的变化，模拟因各种因素造成的电力安全事件对电力安全的影响，从而有针对性地制订全面的应急预案。

3.1.5 应急演练评估模拟

系统记录所有应急演练参与人员在电力安全事故发生过程中的处置行为，为评估专家提供了大量的数据支持。评估专家组成员可对应急处置响应时长、应急处置效率等数据进行评估，并可编写评估总结报告。

3.2 重点工作

(1) 完善各种应急预案，快速准确地对电力安全逐步排查，找到关键点，及时、准确地完成抢修救援，使电网快速恢复运行。

(2) 制定演练计划，并监督计划执行情况，将演练成效纳入考核。

(3) 应急演练步骤大致可分为6个阶段：传送信息、前期的处理、发送预警、应急处理、应急演练停止和善后处置。

(4) 应急演练结束后，要对演练情况及时准确地进行总结与评估。

4 结束语

建设应急演练体系能产生以下几种积极作用。

(1) 可以随时随地进行演练，提高培训效果。应急演练可随时开展，不受时间、地点限制，通过高频度练习，让人员熟悉预案内容，并通过在虚拟场景中的体验式学习，寓教于乐，提高演练的培训效果。

(2) 模拟演练，定制场景，降低成本。通过各种数据模型模拟真实环境，不受场景限制，最主要的是可通过模型模拟实现无法实际演练的场景。在虚拟环境下演练，节省组织演练的费用，且不会占用大量的时间进行演练的组织工作，时间成本和资金成本均可大幅度降低。

(3) 通过演练数据分析，为决策提供支持。系统通过采集各角色在模拟演练中的应急处置操作记录，为评估专家提供了大量数据，使评估工作可量化处理，确保评估结论的严谨性，也给相关决策提供支持。

1 莫廷昭．电力生产安全管理工作优化探索[J]．技术与市场，2014，25(4):185-186.

2 吴声声．电力企业人因安全的研究与应用[D]．北京：北京交通大学，2013.

3 张 岚，蒲小琼．CREATOR与VEGA技术的虚拟场景优化技术及研究[J]．计算机应用及软件，2007，24(5):116-118.

2016-06-07。

杨西银(1983-)，男，助理工程师，主要从事变电安全管理工作，email：yangxiyin@139.com。

刘 江(1976-)，男，助理工程师，主要从事电力安全管理工作。

田 锋(1982-)，男，工程师，主要从事电力安全管理工作。

陈晓平(1984-)，男，工程师，主要从事输电安全管理工作。