浅谈VR技术在电力安全生产培训中的应用

陈卫华

摘要：电力生产是技术密集、人才密集、专业性强的一门复杂的系统工程，怎样避免人为因素造成的生产事故，加强安全教育和培训是解决这一难题最基本也是最有效的手段和方式。针对传统电力安全培训存在交互欠缺和体验性弱的问题，基于沉浸式虚拟现实技术即VR技术设计了电力安全培训VR系统，该培训系统通过沉浸式视觉体验和自然操作交互方式使培训学员在逼真的虚拟培训环境中，深刻体验电力安全事故案例，从而提高培训效果。基于此，本篇文章对VR技术在电力安全生产培训中的应用进行研究，以供参考。

关键词：VR技术;电力;安全生产培训;应用分析

引言

电力企业在推动我国社会更好发展中发挥着不可替代的作用，社会的快速发展需要得到电能的保障。因此，电力企业需要明确自身肩负的责任，本身电力企业在发展过程中，就具备一定特殊性，针对安全生产管理工作要加强重视程度。通过安全生产培训管理工作的落实，能够及时发现在电力企业发展以及生产中存在的不同问题，并给出相应解决措施，尽量避免安全事故的发生，推动电力企业朝着更好方向发展。

1电力生产管理特点

（1）设备性质特点。电力生产过程中运用的设备较多，为保证设备的应用质量，保持设备的完整性是比较重要的。风电机组主要安装于高空中，叶片直径大，机组维护过程需要进入机舱，所以在设备维修管理属于高空作业，工作人员必须拥有登高作业证。（2）生产环境恶劣。电力生产管理工作的开展面临复杂多变的环境，为有效提升各项生产活动质量，需要积极应对恶劣的环境。有的风电场是建设在偏远区域，在恶劣的环境下易发生地质灾害;风机组分布在位置高的区域，管理维修难度大。（3）工作专业性。电力的生产管理面对的管理对象比较专业，各系统设备建设都有严格标准，随着技术水平的提升，电力建设对管理提出更高要求，需要专业的管理人员参与其中，有助于生产管理工作有效开展，促进实际管理工作的有效落实。

2VR技术

虚拟现实是计算机模拟的三维环境。依据选择的软件设备、硬件设备的差异，一般将虚拟现实系统划分成沉浸式VR系统与桌面VR系统。沉浸式VR系统通常需借助不同硬件装置提供沉浸感，但成本高，大部分应用于航天、军事领域。桌面VR系统通过个人PC机与工作站完成仿真，将PC机屏幕当成参与者观察虚拟世界的工作，将鼠标与键盘当成交互装置完成对虚拟状态下电力安全生产中不同动作的控制，这种方式在工程领域中被广泛应用，本研究选用该方式。采用上述方式时，需借助WebVR系统，该系统是通过网络延伸获取的，把VR技术应用于互联网，可把传统二维网页转换成三维场景。WebVR系统通过三维建模、三维展示和交互，并发布部分过程。VR系统中最重要的是虚拟现实建模语言，其通过文本信息描述电力施工现场三维场景，实现三维建模，同时支持交互。虚拟现实建模语言通过场景图数据结构对电力施工现场三维实景进行描述，可代表全部三维世界静态特征节点等级，例如材质、几何变换、光纤、纹理以及视点等。

3电力安全生产培训存在的问题

第一，部分企业对教育培训的重视程度不够。目前，还有部分企业对安全生产教育培训工作意识淡薄，缺乏教育培训投入保障。在这方面，重点监管的危化品企业和烟花爆竹等高风险以及规模以上企业做得比较好，而一些7人以下小微企业，虽然名义上是公司企业，但还是采取家庭经营，安全生产管理比较落后，对安全生产教育培训工作不够重视，成为安全生产事故的高发领域。还有一部分企业，教育培训流于形式，为了应付安全生产监督管理部门检查，“纸面培训”“照片培训”频出，未将安全生产教育培训真正落到实处。第二，缺少完整的教育培训系统和资源。企业安全培训部门在组织培训时，需要准备培训内容、培训场地，安排培训时间，这需要花费大量的人力物力是培训内容比较单一，缺乏创新性。很多企业的培训教材专业性不强，内容比较单一，不能根据工艺、技术等的更新进行及时调整。第三，未建立教育培训效果评估体系。现阶段对教育培训的效果评估方式主要有：一是对受试人员进行考试考核;二是执法监督部门对教育培训进行抽查，随机抽取现场作业人员，随机抽取教育培训资料;三是看本企业事故发生概率。如果事故发生率明显降低，那么说明教育培训有一定效果。这几种方式都有一定的合理性，但都有自己的弊端，比如考试考核，纸面考试不能有效反映作业人员操作规程等现场类作业的培训效果;执法检查抽查对企业来说具有被动性，而且不能全面评估。事故概率评估违背了教育培训的根本目的。因此，需要探索建立完整有效的评估体系，从而对安全生产教育培训工作进行有效指导。

4VR技术在电力安全生产培训中的整合应用分析

4.1增强现实实操培训

增强现实技术（AugmentedReality，简称AR）包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实将LBS（基于位置服务）、Marker（特征标识）、SLM（时定位与地图构建）等技术进行融合。把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉信息、声音、味道、触觉等）通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，如增加安全培训中的触电、灼烧、跌落等交互体感，将虚拟的信息应用到真实世界，人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。AR电力培训能够让还未进入工作岗位的人员身临其境地体会到工作中问题出现的不确定性，利用AR技术还能通过模拟实现运检作业引导，识别目标操作设备，将生产运行指令以可视化操作指导，让操作人员按规程、按步骤完成工作。受训人员可以通过VR设备身临其境地置身作业现场，通过岗前培训，提高安全意识。

4.2智能MR交互培训系统

混合现实（MixedReality，简称MR）交互系统（MIS），混合现实是物理世界和数字世界的混合，开启了人、计算机和环境之间的自然且直观的3D交互。这种新的技术基于计算机视觉、图形处理、显示技术、输入系统和云计算的进步，MR技术虚拟现实VR和AR技术的更深一层次的发展，该技术通过在现实场景中呈现虚拟场景的信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。感知智能MR互相交流系统不需借助任一屏幕等多个介质，就可以将2D/3D图像造影技术呈现在空中，观看人员用眼睛就能看到前方非常真实的三维图像，不需要利用立体眼镜或是VR头盔等一些辅助设施。系统还设置了人机互相交流的功能，观看人员可以以图像进行交流互动，再次提了系统的趣味化以及实用化。

结束语

总而言之，基于VR技术的电力安全生产培训的应用，将VR技术应用于电力生产培训中，突破了时间与空间上的限制，实现了更多操作功能。为改善电力安全控制提供一定的参考价值。

参考文献

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