（国网宁波供电公司 浙江宁波 315010）
摘要：部分输电线路运行工种人员由于没有登高作业资质和高空作业经验，导致这类人群对位处高空的架空输电线路设备元件难以深入细致掌握，影响了日常运行工作质量。对他们开展传统的塔上旁站培训，又存在安全风险。因此，需要创新目前的培训方式。通过对塔上旁站培训几种替代教学载体的比较分析后，提出将虚拟成像技术教学作为理想替代方案，并对其目前在输电专业培训中的实际应用及成效进行了介绍分析，对后期提升改进方向提出了思路。
关键词：虚拟成像；旁站培训；输电线路
对于输电线路运维工种人员来讲，掌握线路本体设备知识，是提升运行工作质量的关键所在。但由于这些设备位处高空，线路运维人员又没有登高作业资质，按照传统的上塔旁站培训显然无法行通。需要利用当下日渐成熟的虚拟成像技术来攻克这一难题。
1.输电线路塔上旁站培训工作中所存在的一些问题
1.1 输电线路塔上旁站培训的重要性。架空输电线路的导地线、金具、绝缘子及附属设施通常位处四五十米高度以上的杆塔上方，在地面通常难以细致观察。没有高空作业实践经验的员工，是难以全面深入了解输电线路各类设备元件的安装部位、外观构造及金具之间的串联情况的。如果员工缺乏此类知识，不仅线路检修工作无从谈起，而且线路运行巡视工作的质量也难以保证。鉴于输电运维工种特殊性，组织新上岗人员在塔上观摩检修作业过程，亲眼目睹设备元件的外观及各部件串联情况，是最有效的现场教学，这也被称为“塔上旁站培训”。
1.2 输电线路塔上旁站培训的实施障碍。目前输电运维专业岗位培训重点群体主要为：一是新入职大学生员工，普遍存在现场经验缺乏、设备不熟悉的情况；二是在职线路运行工种员工，基本年龄偏大，由于长期脱离检修工作，对线路高空本体设备知识相对薄弱，实际运行工作中本体故障捕捉能力差；三是承接输电运维辅助业务的外包单位人员，之前大多没有线路工种从业经历。因此这三类群体往往是开展塔上旁站培训的重点目标。但是这些人群普遍存在既无登高资质又无高空作业经历，冒然组织他们爬塔，在高空开展旁站观摩培训，既不符合规程，更存在巨大的安全风险隐患。基于这样的现实矛盾，使得塔上旁站培训陷入两难境地。
2.塔上旁站培训替代教学载体的比较分析
鉴于对无上塔资质人员开展塔上旁站培训风险极大，因此现实中，把塔上培训纷纷搬到地面，主要通过如下几种主要方式来替代塔上旁站培训。
2.1“一本通”图文式教学。当下供电系统各工种各专业都崇尚推行“一本通”。“一本通”通常定位一个专业工种，以系列丛书的出版形式，通过图文并茂浅显易懂地讲解，从业人员能快速掌握业务实操的各个工作要点。但由于文字描述过于抽象，图片存在角度单一、单体化和静态性缺陷，目前输电运检专业的“一本通”仅涉足线路通道运行技能，如线路巡视中的常见隐患归类。但在展示线路元件及元件之间整体组装上的联系方面等线路本体知识，存在先天不足。
2.2 “微课”视频教学。“微课”视频以时间短、主题突出、问题聚焦、情景化的特点成为目前教培中的热门。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆视频相对图文而言，其动态性、连续性、生动性的特点，确实在展示线路本体设备方面有着较大的优势。但也存在着一些不容忽视的缺点：一是取景角度限制，多数只能反映地面工作。二是每一次拍摄只能反映一个问题，且拍摄制作费用较高，边际效益低。三是在知识传播路径上，学员只能单向被动接受，难以互动。
2.3 虚拟成像技术教学。虚拟成像技术也称全息投影技术，是利用物理光学的干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。实际应用中将输电设备元件制作成3D模型，用数字处理技术作成360度旋转动画，再通过图像投影设备将动画投影至分光镜面，再折射至4个面的成像锥体上，形成360度立体成像效果，无需配戴3D眼镜即可欣赏3D特效。相当于将几十米高空的设备元件搬到了眼前近距离观看。并且还可以植入文字、语音效果，通过触摸屏控制，可以360度自由旋转缩放观看和操作，实现人机互动。
从教培效果来讲，其三维、仿真、直观、动态、互动的特点，弥补了文字、图片、视频等教学载体的固有缺陷。从经济成本来讲，虚拟成像设备分为硬件投入和软件投入。硬件上，一套虚拟成像设备需要购置分光镜面、成像锥体、图像处理机、触摸屏等设备。软件上，通过建模软件和编程语言，将设备元件制作成三维模型，实现虚拟展示和互动操作功能。目前硬件采购费用较高，但属于一次性投入，硬件设备具有三维模型的储存和后期添加功能。随着三维建模技术的日趋成熟，设备元件建模费用势必降低。而且三维建模一旦完成入库，只要后期通过程序代码改写，就可以改变展现形式，使之符合培训需求。总体而言，前期一次性投入高，但后期投入逐渐降低，边际效益较高。
相比“一本通”图文式教学和“微课”视频教学，虚拟成像技术教学是一种教培效果好，经济成本可承受的载体，是输电专业塔上旁站培训的理想替代方案。
3.虚拟成像技术在输电专业培训中的实际应用成效及后续提升
3.1虚拟成像技术在输电专业培训中的实际应用情况。国网浙江省电力公司宁波供电公司专门组织课题组开发一套虚拟成像展示及三维仿真培训平台，专门用于无上塔资质人员的培训。在平台架构设计上，分为三维模型库和仿真实训题库两大部分。在三维模型库层面，课题组以21基典型杆塔、5种绝缘子和21种金具为样本，通过3ds Max、Maya等建模软件，进行三维建模、并作贴图材质和画面渲染处理，制作成三维模型。通过Unity3D引擎、Java Script、C#等编程语言，实现三维模型在平台上的全息展示和人机互动操作功能。在仿真实训题库层面，在三维模型基础上，开发了基础理论知识和仿真组装操作题库，以全面考察元件外观辨识能力、设备相关知识、输电线路绝缘子金具串组装工艺，从基础理论到实操技能全方位覆盖。题库还配有系统自动改卷和答案解析功能。
3.2 虚拟成像平台在培训上的成效分析。本平台培训目标群体主要针对无上塔资质的输电专业从业人员，如果组织其开展塔上旁站观摩培训，不仅违反相关安全规程，而且也面临着极大的安全风险。而本平台可将塔上设备元件真实再现眼前，相当于将塔上培训搬到了地面，实现虚拟场景仿真化培训，既确保培训效果，又消除了安全风险。
3.3 虚拟成像平台后续改进提升方向。相比“一本通”图文式教学和“微课”视频教学，虚拟成像技术教学是一种教培效果好，经济成本可承受的载体，是输电专业塔上旁站培训的理想替代方案。但此项技术应用目前还不完善。从人机交互方式来看，目前过于单一，仅限于键盘操控和触摸屏操控，后期可进一步丰富，如手势识别和语言识别等。从载体功能上来看，仅有模型展示、答题训练、仿真操作、答案解析这些培训过程，但缺少培训效果评估、个体建档、个性化考核功能。后续提升充分可运用培训大数据，为每个学员诊断业务知识上的短板，针对性开展培训，提升培训效益。
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论文作者:许亮亮,潘文鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：线路论文; 设备论文; 技术论文; 元件论文; 一本论文; 工种论文; 建模论文; 《电力设备》2017年第35期论文;