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摘要:增強現實技術可以提供在一般情況下，不同于人類可以感知到的信息。本文通過分析當前電力仿真培訓系統的不足和改進方案，提出通過增強現實技術實現電力仿真培訓這一新思路，并對新模式進行了探討。

關鍵詞:增強現實；電力仿真；變電；配電；培訓

1引言

增強現實(AugmentedReality，AR)是一種將現實世界和虛擬世界信息集成的新技術[1]。AR技術可以提供在一般情況下，不同于人類可以感知到的信息[2]。增強現實技術系統具有真實世界和虛擬世界的信息集成、實時交互、在三維尺度空間中增添定位虛擬物體三個突出的特點[3]?；诖?，AR技術可以很好地應用在仿真培訓領域，尤其是電力仿真培訓這種高要求、高精度、高風險的領域。本文通過分析當前電力仿真培訓系統的不足和改進方案，提出通過增強現實技術實現電力仿真培訓這一新思路，并對新模式進行了探討。

2電力仿真培訓現狀

電網企業當前普遍采用的培訓模式是在國家電網公司、省級電力公司等部門的計劃指導下，結合各地市電力公司的實際需求，開展的包括崗位輪訓、鑒定培訓、新員工入職培訓等方面的培訓。培訓模式以專人指導、老人帶新人的模式為主，過程繁瑣，以大量場地、設備資源為基礎，需要耗費大量的人力資源及時間，并且培訓內容單調、枯燥。培訓中心還需要按照培訓大綱要求對參與培訓的人員進行考核，并提交培訓報告，上級部門再對培訓結果報告進行分析。這種培訓模式有培訓學員的工作與學習之間互相矛盾、培訓資源不充足、培訓內容的表現形式相對單調等問題。而引入AR技術，通過3D化的模型和對真實世界的物理模擬，大大增強培訓學員與學習中的沉浸感和互動性，有利于學員更好地進行仿真模擬。

3AR技術

近年來，隨著國民經濟的發展，電網運行的安全與穩定越來越重要，電網事故的影響也將越來越大。這對電力行業從業人員的綜合能力提出了更高的要求。由于電力系統的特殊性，其培訓無法針對電力設備的實際運行開展人才培養和實訓。隨著AR技術的發展，傳統仿真訓練系統的缺點逐漸暴露出來。因此，利用最新的AR技術，研發高沉浸式虛擬仿真培訓系統，對于提高新時期變電站操作人員的技能水平，改進教學培訓和技能鑒定單位的培訓工作和考核方法，具有重要的現實意義，有利于更好地確保電網安全穩定運行[4]。

4實際應用

GIS組合電器一鍵順控安全規范化操作與異常事故處理半實物仿真培訓可以實現組合式電器“運行、熱備用、冷備用、檢修”四種狀態間的轉換操作。GIS組合電器一鍵順控安全規范化操作與異常事故處理半實物仿真培訓根據實際位姿和3D虛擬物體的實時虛實遮擋處理方法，保證虛實場景完全融合。某些操作時，由于對象本身的復雜性，用戶可能無法直接觀察到裝配操作位置。此時需要“看穿”艙壁、看到內部情況，GIS組合電器一鍵順控安全規范化操作與異常事故處理半實物仿真培訓模式的“穿透顯示”(又稱盲操作透明化顯示)完美地解決了此問題，如圖1所示。同時通過圖像同傳等技術，將攝像頭采集圖像同步傳送到服務器并實時計算疊加虛擬場景，同時在第三方大屏上投影顯示，方便評判人員對操作人員操作進行及時指導和審核，如圖2所示。3D數字化為操作過程的智能化交互控制提供了基本信息。實際操作過程還需要根據用戶的操作、工具或設備的工作參數、質檢或其他檢測參數來進行綜合的智能化控制。它既為操作提供引導信息，又為作業監控提供參考標準[5]，為此要研究基于數字化操作指導和作業過程監控。模擬過程中系統會對操作人員的步驟進行分析記錄，并會在模擬結束時生成報告供培訓人員分析總結，如圖3所示。GIS組合電器一鍵順控安全規范化操作與異常事故處理半實物仿真培訓是一種基于全新理念的GIS組合電器一鍵順控安全規范化操作與異常事故處理半實物仿真培訓模式，很好地結合了當下較為成熟的AR技術。采用虛實結合技術對當下電力系統培訓模式進行改進，在節省人力、物力、時間成本的基礎上最大化地完善了培訓以及解決了當下GIS組合電器的模擬培訓系統表現出來的不足。

5小結

基于增強現實技術的電力仿真訓練具有新穎的訓練模式和較強的針對性。在增強現實技術的幫助下，仿真培訓必定會有顯著的提升，而且還有巨大的改進空間。通過增強現實技術，可以真實地還原電力生產和運行中的各種過程。這也有利于電力仿真培訓取得良好的培訓效果。

作者:朱天樂 江季聲 朱廣鋒 李天伊 單位:南京工程學院