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摘要：近些年来，虚拟现实技术的发展逐渐成熟且稳定，利用模拟技术能够实现现实生活中不可操作的对象。在电力企业中，虚拟现实技术使得电力培训的培养方式发生了转变，从交互设备上对虚拟环境的事物进行感知和体验，是一种先进的学习模式，在电力系统运行维护和工程设计方面发挥着重要的作用。从而在实际操作过程中，加快决策的准确性和提高工作的效率，促进企业智能管理的发展，规避可能出现的安全风险。
关键词：虚拟现实；电力实训；
根据国内各类虚拟现实技术及应用现状调研分析得知，VR、AR、MR对目前电力实训系统设备具有兼容的作用。而电力实训内容主要包括各类电气设备的运行操作和正常巡视检查项目。本文探讨了虚拟现实技术在电力实训中的应用。
一、虚拟现实技术现状分析
（一）虚拟现实技术（VR）
虚拟现实（Virtual Reality，VR）又称临境技术，最早于1989年由VPL（Visual Programming Language）研究的创始人Jaron Lanier提出。一般是以计算机成像技术为核心，合成逼真的虚拟环境，用户在其中通过必要的交互设备与虚拟世界进行互动，相互对话产生身临其境般的体验和感受。从应用层面上看，它整合了计算机图形技术、网络技术、人机交互技术、多媒体技术、仿真技术以及立体显示技术等多种计算机技术，发展成为全新的神奇而美妙的虚拟现实技术。
虚拟现实技术集合了领先的信息传输技术、电子工程技术、图形仿真技术于一身，是面向多源信息交互融合式的三维视景与人类实体行为的混合式系统仿真，产生令使用者身临其境的虚拟环境，用户在系统中可借助必要的交互设备，例如数据头盔、交互手套等，实时感受虚拟情景中的事件，同时进行自主操作来改变虚拟对象，从而获得一种类似真实世界的感受，虚拟现实技术具有沉浸感、交互性、构想性三个特征[1]。
（二）增强现实技术（AR）
增强现实（Augmented Reality，简称AR），也被称为扩增现实。增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是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，通过电脑等科学技术模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。
（三）混合现实技术（MR）
混合现实技术（MR）是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实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。混合现实是一组技术组合，不仅提供新的观看方法，还提供新的输入方法，MR技术在目前主要向可穿戴设备方向发展。
二、传统实训基地现状分析
传统实训教学以设备模拟为中心，每年需要投入大量资金添置与生产现场一致的设备。同时，实习现场存在大量限制因素，影响实训教学效果，比如：学生无法近距离接触设备；无法随意观看设备内部结构；实习岗位与实习时长难以保障；并且电力生产现场存在安全风险。大部分学生步入工作岗位后，对电力设备运行及检修认知还只处于理论状态。
因此，虚拟现实技术的优势大大弥补了传统实训基地的缺陷。虚拟现实技术在教学领域有着强大的优势，通过VR眼镜可以近距离接触高危险、难到达、难重现等各种复杂的现场场景。
三、应用虚拟现实技术的必要性以及意义
（一）应用虚拟现实技术的必要性
虚拟现实技术是增强现实平台，能够完成人机互动。以变压器为例，如变电维检人员通过参数及数据加载，就能在虚拟现实模型上揭示220kV变压器的内部结构，如铁芯、绕组、油箱及附件等，以及典型内部故障后变压器内部结构变形情况，能直观地开展匝间短路、铁芯接地、夹件接地、漏油等的成因分析，有效提升变压器运维及检修水平。变电站虚拟现实系统有助于提高培训效果，保障电力系统和设备的安全生产和运行；系统可灵活配置、不断更新，实现较好的经济效果[2]。
（二）应用虚拟现实技术的意义
首先，通过建立虚拟的三维设备和建筑物模型，可对变电站内部三维结构进行观察，优化系统和设备的结构设计，减少对空间的占用，为用户提供直观体验。
其次，虚拟现实技术能够建立直观的可视化模型，利于在设备和系统造或施工前发现问题，从而制定出合理的结构方案。在常规的变电站系统中，设备布置密集，虚拟现实技术的应用可实现想象中的三维模型的可视化。
最后，虚拟现实技术能够加速数据的及时共享，无论是在运行维护过程中，还是在设计作业过程中，该技术都能自动查找出问题，提供具体的解决方案，利于检修维护作业效率的提高，从而提高了工程的安全性能。
四、虚拟现实技术在电力培训中构建发展
虚拟现实交互体验实训系统将全息增强现实技术与传统的实训模式高效集成，实现设备台账信息、设备技术报告、巡检记录的便捷查询，以及解析设备结构的详细解析。虚拟现实交互体验实训系统能够根据现场设备外观识别设备型号，并直接获取设备信息，同时可通过手势输入系统，控制模型信息的旋转、拆分和设备信息查看。通过此功能，实训人员不用拆解设备就可以在实训场地现场实时了解设备信息。
（一）软硬件配置方案
为确保项目达到预期效果，需要科学化地配置系统软硬件。软硬件设备配置遵照经济、实用、先进的原则，在确保系统实用的前提下保证系统的经济性和先进性。硬件配置与软件配置系统的设备及用途如下图所示：
（二）巡检记录增强现实交互
变电检修现场的信息获取与传递一直是困扰变电检修人员的难题之一。对于检修任务，检修人员需反复核对操作工作票中信息，并检查相应危险单、布控措施布置是否到位。在虚拟现实交互体验实训系统中可以直接通过查看设备，现实本设备的检修任务，危险点情况，可通过手势输入操作记录检修情况。
（三）全自动现场勘查
在对变电站现场进行勘查了解设备最新数据信息时，传统的文件记录和拍照等手段不便于数据的后续维护和管理。配备增强现实的单兵作业装置后可通过实现跟踪系统、手势输入系统在现场勘查过程中直接识别要读取的设备数据，并通过无线组网将数据传输到布控模拟系统服务器。
结语
综上所述，虚拟现实技术在电力培训中的应用氛围十分广泛，结合虚拟现实技术的可模拟性、可操作性、可预测性等特点，在现实作业中力求提高工程的完成进度，提高企业的信息化管理能力。
参考文献：
[1]陈雪松，司国海，李勤，刘贤梅.虚拟现实技术及应用[J].大庆石油学院学报，2002，（2）：25-29.
[2]万波.虚拟现实关键技术分析及其应用综述[J].高等函授学报（自然科学版），2000，（2）：52-54.
论文作者:顾建明1,姚珺1,宋勤1,邱荣鑫1,张媛,张强2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：虚拟现实论文; 技术论文; 设备论文; 现实论文; 系统论文; 实训论文; 信息论文; 《电力设备》2017年第32期论文;