摘要：一直以来，对于电力系统生产一线员工而言，培训系统都是重要的培训工具之一。为了更好的了解虚拟现实仿真培训系统，本文在传统电力培训存在问题分析的基础上，对虚拟现实技术应用于电力培训的优势及虚拟现实技术的电力培训模式展开探讨，希望能够对虚拟现实仿真培训系统及模式有一个更好的了解。
关键词：虚拟现实；电力仿真；培训系统
1 传统电力培训存在问题分析
1.1 理论培训存在的问题
理论培训主要是通过多媒体课件等教学形式，通过文字、图片及视频等进行理论阐释。采用这种培训模式，学员现场感和实操性差，参与度低，往往感到枯燥与乏味。
1.2 场地实训存在的问题
场地实训则是以设备模拟为核心，通过设备购置来模拟还原生产现场。采用这种培训模式，一方面考虑设备及其配套设施的购置、维修、换代升级等因素，整体资金投入巨大，实训工位比较有限；另一方面由于生产环境、状态以及辅助设备与工具等无法完全复制现场，故实训功能基本为离线模拟或演示讲解，因而无法完全解决运行及状态检修类实训。
1.3 桌面式仿真培训存在的问题
桌面式仿真培训是在计算机上利用生产现场仿真模型来进行模拟现场造作。传统的桌面式仿真培训系统仅提供了简单的人机对话，只能应用于调控与变电运行等控制类仿真培训，对输、变、配运维及检修项目的生产环境和实训内容难以重现；利用3D建模技术开发的全数字化桌面式仿真培训系统近年来应用较多，该系统同样集成在计算机中，通过显示屏呈现画面，培训内容较为广泛，但系统模拟程度十分有限，学员依旧只能通过操作键盘、鼠标等实现画面切换、工器具选择等简单模拟操作，沉浸感和交互体验感差。
传统培训模式都存在一定的弊端，在电力培训中的应用效果并不十分理想，而随着高新电力技术的快速发展，系统复杂程度和智能化程度越来越高，这不仅对生产一线员工的综合素质提出了更高的要求，也给现今的电力培训事业带来了新的挑战。因而新型培训模式的探索与实践亟待进行。
2 虚拟现实技术应用于电力培训的优势
（1）基于虚拟现实技术的仿真培训系统不仅能够进行具体且有针对性的教学信息展示及推演，还具备沉浸感、交互性等突出优点，能够有效增强学员学习兴趣，提高学员学习积极性和主动性，进而明显提高培训效果。
（2）基于虚拟现实技术的仿真培训系统通过虚拟环境和设备构建能够大大降低硬件设备购置，减少培训投资，提高培训场地空间利用率。
（3）基于虚拟现实技术的仿真培训系统具备二次开发及推演教学功能，针对不同工种作业培训教学可通过状态数据加载定制化的生成培训模块，应用于实时教学，缩短实训周期，提高培训效率。
（4）基于虚拟现实技术的仿真培训系统具备较强的系统扩展性，能够解决培训设备不足及更新换代等问题，从而使得培训能够及时跟进电力技术发展。
（5）将虚拟现实技术引入电力培训中，能够打破客观环境条件对培训的影响与限制，还能解决危险性设备与场所不可摸、不可入等培训问题，从而实现多类工种的仿真实训。
（6）基于虚拟现实技术的仿真培训系统构建的虚拟三维沉浸式交互环境，能够使得学员切身熟悉现场作业环境、学习并亲自动手体验实际操作过程，从而大大提高培训效果。
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由此可见，虚拟现实技术的引入不仅能够弥补传统培训模式的不足，还为中心开发全新培训方式、提高培训效果带来新的契机。
3 基于虚拟现实技术的电力培训模式
3.1 基于虚拟现实技术的教学模式
虚拟现实技术引入教学培训中，将改变传统的多媒体授课方式，而是将现有的与培训相关的文字、图片、视频、语音信息导入相应软件系统进行编辑和处理，然后添加到虚拟仿真培训系统中去，利用仿真系统进行教学指导。
在虚拟现实仿真系统中，教师和学生能够共同进入虚拟环境，通过手柄等智能设备控制，实现虚拟环境中的场地漫游、设备选择及操作等，并能够通过具体虚拟设备碰触实现相应的教学资料呈现，实现多维立体化、完全沉浸式教学指导。
在增强现实（AR）仿真系统中，主要教学形式为呈现式教学，通过智能眼镜实时跟踪学员作业状态，相应的将相关教学培训数字信息叠加在真实操作场景或设备上，直观的呈现在学员面前进行作业指导，并进一步通过语音提示指引学员的正确操作。
在混合现实（MR）仿真系统中，教师和学员同样是同时处于同一场景，利用混合现实技术实现虚实结合教学培训，或是在虚拟环境下进行真实设备操作培训，或是在真实环境下进行虚拟设备操作培训，混合现实技术的引入能够提供更逼真、完善的教学培训环境与功能。
3.2 基于虚拟现实技术的学员训练模式
虚拟仿真培训系统能够为学员训练提供具有沉浸感的虚拟训练环境，同时连接现有培训系统，将课程要求和操作指引可视化、流程规范化，在虚拟环境或智能眼镜上呈现，从而让理论与实践无限接近直至重叠，在逼真的虚拟环境中实现学员理论学习和实操练习的紧密并行。最终通过理论上的全面指导和反复的交互实操，掌握标准化作业流程。
学员的虚拟训练内容主要包括技术技能训练、典型事故案例训练等。其中技术技能训练主要是专业设备的虚拟训练。虚拟状态下，设备呈现于学员面前，学员可以全面了解设备的内外部构造、操作方式等，并实现与设备的交互和控制；典型事故案例训练则是通过虚拟培训系统将典型事故逼真再现，让学员通过亲身操作来了解、推演事故发生的全过程，从而使其得到深刻的操作规范教育和安全规范教育等。
虚拟仿真培训系统的视频监控系统通过交互过程分析、多视角图像采集、视频传输、视觉算法识别等方式获取并保存学员平时训练全程与细节，经软件系统的数据分析得到其训练数据报表，并给出针对个人的、具体到步骤的改进建议。同时，系统能够积累分析数据，提前预防并纠正错误，加深学员对错误操作的记忆警醒。另外，后台管理员老师也能够自由选择学员的第一视角了解其操作过程从而给出优化建议，进而使学员的操作不断规范化、标准化。
3.3 基于虚拟现实技术的学员考核模式
虚拟仿真培训系统同样集合了考核功能，自带可扩展的试题库，多名学员可同时进行考核评定。进入考核模式，可进行操作类考核以及理论类考核等。其中，操作类考核包括设备使用、故障排查以及设备检修等，学员通过智能设备在虚拟系统中进行模拟操作，系统将按照标准化规则对学员的操作步骤、质量及报警情况等方面的进行综合考核评分；理论类考核则包括选择、判断等理论题目，学员全部作答完毕，系统根据标准答案进行核对评分。同时，考核系统自带计时功能，考核时间到，自动终止考核。另外，系统具有信息记录和重演功能，学员在系统中的所有操作内容都会被记录下来并保存成档，可随时调取查看，也方便了培训管理工作。
4结束语
随着信息化、自动化以及网络技术在电力系统的普及，对于电力设备维护水平、故障处理提出了更高的要求，所以，对于岗位的培训就应该拥有更好的效果以及更强的针对性，而把VR技术引入教学培训中，利用虚拟现实仿真培训系统的培训模式可以更加有效的提高电力系统S工作人员技术水平，使得培训能够及时跟进电力技术发展。
参考文献
[1]顾建明、邱荣鑫、王佳培、张媛的浙江省电力公司培训中心管理论坛.2018年（01）
论文作者:邱荣鑫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/12
标签：虚拟现实论文; 学员论文; 系统论文; 设备论文; 技术论文; 操作论文; 电力论文; 《电力设备》2018年第17期论文;