（内蒙古鄂尔多斯市康巴什新区鄂尔多斯电业局，内蒙古 鄂尔多斯市 017000）
摘要：目前，虚拟现实技术广泛应用于各个领域，如电子、医药、机械设计、教育、军事等。鉴于其强大的跨学科领域的优势，虚拟现实技术在电力系统中的应用将会有很好的发展机遇。本文分析了虚拟现实技术在输电线路施工中的应用。
关键词：虚拟现实技术；输电线路施工；应用
虚拟实现技术在输电线路施工中的应用，主要是指运用计算机软件技术对实际的施工现场进行仿真模拟，运用卫星地图的虚拟现实技术对施工进行定位选线，可以模拟现场的施工情况，发现难点，可以使实际的投资、设计和施工得到有效的控制，保证项目的可行性，有效的降低投资的成本、施工的难度、减少风险并可以缩短工期。
一、虚拟现实技术概述
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。
二、虚拟现实技术
1、虚拟现实的软件环境
1)桌面虚拟环境系统VRT。主要包括形状编辑器、世界编辑器和可视化器三个功能模块。
2)VPL的RB2系统。RB2(reality、built fortwo)是一套完备的虚拟环境原型系统，利用它可以快速构建评测用的虚拟环境，它是第一个实用的VR环境系统。
3)SGI的VR开发平台。该平台是SGI公司研制的一系列适于虚拟环境的图形平台，它将虚拟世界产生系统与各种外围设备集成在一起，其中SGI的Sky Writer和现实引擎(reality engine)支持“窗口输出”、Unix计算和高级图形操作，支持数据库开发、任务规划、任务预演和映象，目前常用的软件有OpenGL和VRML等。
2、虚拟现实的硬件环境
1)跟踪系统。跟踪系统的任务是实时检测出虚拟现实系统中人的头、身体和手的位置与指向，以便把这些数据反馈给控制系统，生成随视线变化的图像，它包括：电磁跟踪系统、声学跟踪系统、光学跟踪系统等。
2)触觉系统。在虚拟现实系统中，产生“沉浸”效果的关键因素是用户能用手或身体的其他能动部分去操作虚拟物体，并在操作同时能够感觉到虚拟物体的反作用力。
3)音频系统。听觉环境系统由语音与音响合成设备、识别设备和声源定位设备所构成，通过听觉通道提供的辅助信息可以加强用户对环境的感知。
4)图像生成器。图像生成和显示在VR环境中，图像生成和显示技术显得特别重要。
5)可视化显示设备。为了生成一个具有沉浸感的虚拟现实环境，必须集成上述4种技术，而头盔式显示器是该项技术的结晶。
3、关键技术。虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟现实世界的计算机系统，也是计算机仿真技术在更高层次上的延伸与扩展，它可以为用户提供逼真的感觉。虚拟系统最基本的结构为“虚拟环境产生器”和“I/O子系统”。实现虚拟现实的关键技术主要有：
1)视觉技术。眼睛是人获得外界信息的主要器官，也就成为虚拟现实中获得临境感的主要途径，头盔式显示器是实现这种理想的主要技术，这种技术可以使虚拟对象随着人头部的转动改变视角，使人获得身临其境的感觉。
2)触觉技术。手是人类与客观世界交互的主要“工具”，具有丰富的“语言”和感觉器官，手在VR系统中必须完成其在真实环境下的功能，即感受力、触觉和压觉，数据手套(DataGlove)是实现手与虚拟现实环境交互的基本工具。
3)虚拟现实场景生成工具。虚拟环境的一个重要组成部分是虚拟场景，为了生成逼真的场景，满足人眼获取信息的需要，虚拟环境生成器必须具备强大的图形图像处理功能。OpenGL被当今计算机工业界看成最先进的三维图形应用程序接口(APL)，因而OpenGL可以用来作为实现虚拟现实技术中场景生成的工具。
三、工程应用情况
某大跨越线路将采用耐－直－直－耐的跨越方式，跨越档距分别为“1093m-2600m-1344m”，大跨越耐张段长度为5037m。两基跨越塔均立于江中，跨越直线塔全高455m，该塔将创造输电塔结构世界第一高度。跨越塔基础采用灌注桩群桩高桩承台基础，每基基础采用92根变直径钻孔灌注桩，桩长均为85m。桩基承台为4个圆形单腿承台加系梁连接形式，承台平面尺寸达到120m×130m。在长江下游江心深水区建设如此大规模的高桩承台基础，搭建水上施工平台，组立建造特大型输电杆塔，以及超大档距超高放线等施工作业，在国家电网公司尚未有先例，给我国输电线路建设技术提出了新的挑战。为保证项目施工安全、高效、有序和可控，在跨越线路中，采用了特高压钢管塔。特高塔结构复杂，施工技术和工艺要求极高，亟需开展特高塔组塔三维模拟、仿真研究，推进特高塔优质、安全和高效建设。使用三维可视化技术，真实详尽地再现施工现场的情景，利用特高压工程全线的真彩色航空影像，生动、逼真地模拟出现场施工环境。利用模拟的施工现场在招标调查时，可以帮助投标单位详细了解施工现场，可以在室内完成线路复测，组塔施工时可以为组塔方案的选择提供参考和依据，在架线施工中可以从宏观上合理地进行区段划分，根据地形地貌预先制定合理的施工计划，特别是进度虚拟模拟技术。
在此跨越线路项目中，开发了特大型大跨越高塔组立进度仿真系统，将施工计划进度录入系统中，直观展现施工计划进度，实现进度三维生长效果。如图1所示，将施工实际进度录入系统，通过实际进度和计划进度的对比，三维可视化展示进度差异状况，为施工管理人员提供辅助决策。
图1 进度仿真示意
四、结语
虚拟现实技术是指通过计算机软件对施工现场进行仿真模拟，采用卫星地图虚拟现实技术对其进行定位选线，模拟现场的定位和施工情况，发现存在的难点。以便在实际的投资、设计和施工中，采取有效的预控措施，确保项目的可行性，有效降低投资成本、降低施工难度、减少风险及缩短工期，确保项目的正常运行。
参考文献
[1]陈海波,郑健,费瑞轶,王媚,陈锦华.虚拟现实技术在电力系统中的典型应用[J].电网与清洁能源,2016,32(02):20-25.
[2]司彦飞,宋建华.浅析电力工程输电线路施工技术的应用[J].技术与市场,2016,23(06):104+106.
论文作者:郝春来
论文发表刊物:《知识-力量》2018年4月下
论文发表时间:2018/5/28
标签：虚拟现实论文; 技术论文; 环境论文; 系统论文; 进度论文; 线路论文; 触觉论文; 《知识-力量》2018年4月下论文;