摘要：在电力企业中，虚拟现实技术的应用也逐渐成为可能，并将起到重要作用。本文主要针对虚拟现实技术在电力系统运行维护和工程设计过程中的应用进行探讨。
关键词：虚拟现实技术；电力系统；典型应用
基于 AR、VR 技术所定制的行业产品应用，必然对传统行业工作方式产生革命性的影响，“解放双手”使得作业人员可以抛开手持终端，更专注于作业本身；“高效交互”使得作业人员所需的内容能够传递到更多的人面前，以便提供更多专业的指导，“辅助决策”使得云端大数据、云计算以及各业务深度连接从而服务于现场作业人员，使作业人员的水平逐步向智慧单兵发展，实现企业效能大幅提高。
1 虚拟现实技术的基本情况
1. 1 虚拟现实技术的内涵
虚拟现实技术，主要是创建真实模拟虚拟的现实环境，使用户真切感受到模拟环境中的各项情况，积极提供良好的辅助性手段，这是当前计算机图形、图像领域中的重要内容。通过虚拟现实技术，所建立起的三维环境，具有现实模拟和可交互的特点，能够帮助用户开展直接性的体验。需要注意的是，通过虚拟现实技术所创设的虚拟现实环境之中，主要是融合了运动规则、物体、三维物理模型等方面，使用者能积极通过视觉、触觉、听觉以及位移等方式感受到模拟环境中的各项情况。虚拟现实技术在实际使用过程中，较多使用到了图像处理技术、网络技术、语音识别和处理技术以及系统集成技术等方面。
1. 2 虚拟现实技术的应用情况
虚拟现实技术，能够广泛应用在现阶段多个领域之中，比如说军事、电子、医药、机械设计以及教育等多方面。虚拟现实技术具有十分明显的优势，能够在多个领域之中实现良好的发展，将其积极应用在当前电力系统的运行之中，将能够发挥积极的作用。在虚拟现实技术的作用下，能够为电力工程、设备的规划、设计以及优化工作提供良好的数据参考，是积极有效的技术手段，能够不断完善系统的运行效果。
2电力行业应用研究
2.1AR 技术的应用研究
2.1.1单兵作业领域
基于 AR 技术的应用集中在电力行业现场故障抢修、巡视等单兵作业工作领域，以电力工作人员佩戴智能可穿戴设备为主，通过图像识别和增强现实技术，快速正确的指引设备位置，并且直观、快速的从云端业务大数据获取到现场设备的属性及参数，能直观看到设备历史运行数据，通过智能可穿戴设备的光学显示器将多种辅助信息叠加在现实世界之上并显示给用户，例如：仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。将电力单兵与 AR 技术结合，贯穿电力工作全过程，这是一种全新的工作方式，基于智能可穿戴设备的电网业务应用向电力系统工作人员提供更为智慧的工作模式，通过智能硬件前端的定制，结合智能眼镜的优势，音视频实时交互和便捷性操作，摒弃现有离线式作业缺点，满足现场工作人员的需求，结合高效、智能的交互设计，从而对电力业务的全过程工作提出创新、改革的技术路线。
2.1.2实时通信领域
除了电力行业维修领域，基于 AR 技术的智能可穿戴设备在通信应用领域将有良好的应用场景。目前，现场工作人员仍通过手机、对讲机等传统工作方式进行实时通信，双手未得到完全解放，沟通成本高，效率较低。通过整合多媒体技术、音视频通信技术，以智能可穿戴设备为媒介实现远程协助应用的辅助性功能，实现现场工作人员解放双手，在通话的同时与远端专家实时互动，在不影响可视环境的叠加信息时，很大程度上提高了电力现场工作的效率，节约了沟通成本。现场工作人员可通过实时视频连接与后台进行实时视频及语音的交互，远程专家允许对现场工作人员进行实时指导，从而实现现场工作的实时督导，基于 AR 技术的实时通信应用效果如图 6 所示。
2.2VR技术的应用研究
随着AR技术对行业领域的不断创新，VR 技术对虚拟可视化的需求也逐渐推广应用，针对电力系统，采用虚拟现实技术有助于降低电力专业某些领域的工作难度和提高运维效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆VR 技术的应用前景包括：安防系统可视化、培训系统可视化、配网管理可视化、资产管理可视化、环动监控系统可视化、网管系统可视化。
1）沉浸工作仿真。基于 VR 技术在沉浸式工作中的应用，以标准的数据协议接入需要展示电网数据，再通过智能可穿戴设备直观的三维界面对虚拟设备进行操控。该技术的应用，提升了用户体验及视觉冲击，VR 技术的引入，实现电网设备的展示、查询、漫游等操作，使用户完全沉浸于三维虚拟场景，并且与场景中的虚拟设备进行互动，达到现实世界所无法完成的辅助作用。
2）操作交互仿真。在展示端有时需要操作虚拟设备，如柜门的开关、查看或操作配电柜的开关仪表、传统的鼠标的点击操作。而 VR 时代需要用户在沉浸模式下使用虚拟的手臂操作设备或开关，还可以对三维场景内的设备进行拆解和组装，既提高了管理效率，也降低了由于误操作造成的风险。
3）三维建模仿真。基于 VR 技术在电力基础设施、设计等领域的应用，主要集中于模块化的对现实世界进行可视化三维虚拟设计的领域，改变传统意义的鼠标点击编辑搭建三维场景的模式，基于VR 技术的虚拟现实三维场景，对模块化的电力设施组件以沉浸的方式绘制各种结构及添加各种对象模型，即可立即创建各种三维场景。针对三维建模仿真的体验与一般 PC 端的人机对话方式是完全不同的，以更开放、更自由的方式实现电力基础设施仿真设计。
4）应急预演仿真。通过 VR 技术将应急预案的演练过程真实的在眼前展示，例如火灾、逃生、物资的调配等，在对应急演练的意识培养、流程的宣贯、预案中存在的不足方面，均能得到大幅完善和改进，基于 VR 技术在电力应急预演中的应用，将在应急培训、完善预案、资源调配等环节中承担重要的技术推进作用。
2.3变电站三维空间的 VR 应用
基于 VR 的技术分析将在变电站工作领域有广泛的应用前景，围绕变电站展开 VR 技术的深层次结合，利用多媒体与计算机技术生成变电站三维动态建模，结合虚拟现实 3D 技术，采用以智能可穿戴硬件为核心的现代高科技手段生成逼真的视、听一体化的特定范围的变电站虚拟环境。变电站工作人员通过立体展示平台，利用手部动作或 ART 跟踪交互系统实现以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，控制虚拟物体，从而产生亲临等同真实环境的震撼效果，实现电力系统变电站安全生产。
结束语
虚拟现实技术仍然处于快速发展过程中，虚拟现实技术的推广和应用必将越来越广泛。在电力系统中，为了提升工作效率，节约成本，应用虚拟现实技术也成了重要的手段。随着虚拟现实技术的发展，虚拟现实技术在电力系统中广泛和深入的应用将对电力系统造成深远影响，并带来显著的技术和经济效益。
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论文作者:杜俊泉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
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