虛擬現(xiàn)實技術在電力應急演練中的應用

虛擬現(xiàn)實技術在電力應急演練中的運用

中國電力科學研討院2021年3月四、近期階段任務重點〔2〕下一階段重點任務電力平安規(guī)范研討虛擬現(xiàn)實技術運用研討互動與展現(xiàn)技術運用研討定位與傳感技術運用研討〔四〕實際研討〔2021年3、4、5月〕概述我國地域遼闊，電網(wǎng)覆蓋面積大，各地自然環(huán)境和條件迥異，各種自然災禍時有發(fā)生，電網(wǎng)大面積停電風險一直存在。電網(wǎng)的平安運轉涉及各行各業(yè)，涉及千家萬戶居民的日常生活，關乎社會穩(wěn)定和國家平安。近年來政府日益注重應急管理任務，國家電網(wǎng)公司也開展以應急組織體系、應急物資貯藏等八項重點任務為主要內容的應急體系建立。背景概述近兩年來，公司組織編制了<電網(wǎng)大面積停電事件應急結合演練指點意見>及其音像輔導片，積極推進、指點各網(wǎng)省公司開展以重點城市大面積停電處置為主的應急結合演練。華北、華東、北京、上海、福建等16個網(wǎng)省公司按照公司一致部署，積極爭取省〔市〕人民政府的支持，組織開展了大面積停電應急處置和社會聯(lián)動應急演練，獲得了較好的效果。2021年，公司各單位累計開展各類應急演練3591場〔次〕，21.1萬人次參與，其中省級及以上累計開展演練278場〔次〕，3.1萬人次參與。經(jīng)過多種方式的演練，到達了“檢驗預案、磨合機制、鍛煉隊伍和教育公眾〞的目的，大大加強了全員應急認識和應急處置才干。電網(wǎng)應急演練現(xiàn)狀概述電網(wǎng)應急演練現(xiàn)狀概述但是，目前的應急演練主要是以按預定腳本實戰(zhàn)演練的方式為主，存在以下問題一，這種方式缺乏靈敏性，人員按照預先編排的指令執(zhí)行義務，無法真正檢驗應急機制運轉，訓練人員應急才干；二，這種方式破費較大，不能夠進展多次反復演練，不能對比多種救援方案的后果；三，由于大型災禍多數(shù)為復合性災禍，具有規(guī)模大、范圍廣、情況復雜、損失嚴重等特點，實戰(zhàn)演練無法真實模擬全部災禍場景。為理處理現(xiàn)有演練任務的缺乏，建立一套規(guī)范和完好的三維現(xiàn)場仿真演示系統(tǒng)，實現(xiàn)電力事故現(xiàn)場指揮、處置的模擬仿真操作。一方面滿足應急組織成員間的溝通需求，提高應急處置的協(xié)調才干和效率；另一方面成為基層搶修實際的有力工具，為大規(guī)模綜合應急演練模擬出真實的演練場景。應急演練存在的問題二、虛擬現(xiàn)實技術簡介定義虛擬現(xiàn)實技術是指利用人工智能、計算機圖形學、人機接口、多媒體、計算機網(wǎng)絡及電子、機械、視聽等高新技術，模擬人在特定環(huán)境中的視、聽、動等行為的高級人機交互技術。交互性是指“參與者〞利用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等感官功能及對話、頭部運動、眼睛挪動、轉身、拾取和放置等人類自然技藝，對虛擬實體進展交互調查與操作的過程。四、近期階段任務重點簡介虛擬環(huán)境技術的體系構造可以用圖1所示的3個I的“三角形〞來表示，所謂的3-I即Immersion-Interaction-Imagination，指沉浸-交互-想象。這三個I，是VR系統(tǒng)的三個根本特征。它表示VR系統(tǒng)使人由過去只能從計算機系統(tǒng)的外部去觀測計算處置的結果，開展到可以沉浸到計算機系統(tǒng)所創(chuàng)建的系統(tǒng)中；從過去人們只能經(jīng)過鍵盤、鼠標與計算環(huán)境中的數(shù)字化信息發(fā)生交互作用，到可以利用多種傳感器與多維化信息的環(huán)境發(fā)生交互作用；由過去人們只能從定量計算為主的結果中得到啟發(fā)從而加深對事物的認識，到有能夠從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認識，從而深化概念和萌生新意。VRInteraction交互Imagination想象Immersion沉浸根據(jù)當前情況和對城市的未來規(guī)劃，將城市的過去、如今和未來恣意時間的情況展如今規(guī)劃設計者、政府決策者、投資開發(fā)者和普通市民面前。從不同角度遍歷城市的各個部分，協(xié)助有關人員作出決策。由于虛擬現(xiàn)實技術的特點,它的實踐運用在理工科的教學中應有寬廣作為。尤其在建筑、機械、物理、化學等學科有著質的突破。建立建造虛擬三維場景，將現(xiàn)實中的建筑物進展在線展現(xiàn)。經(jīng)過簡單操作，可以選擇恣意途徑進入建筑物的恣意位置，體驗空間對人本身的尺度感。配以相關的圖片、文字、聲音，更顯生動、逼真。二、虛擬現(xiàn)實技術簡介運用現(xiàn)狀規(guī)劃設計教學培訓三維展現(xiàn)各高校在許多領域都進展了相關的課題研討，對科學技術研討具有很大的促進作用，如：在分布式飛行模擬方面的運用?？煽s短開發(fā)周期，減少費用二、虛擬現(xiàn)實技術簡介運用現(xiàn)狀科研規(guī)劃遨游培訓“嚴肅游戲〞思想：即建立一套可獨立運轉的，基于多人在線游戲方式的模擬演練系統(tǒng)?？绲赜蛴脩魠⑴c：各網(wǎng)省公司應急處置人員跨地域遠程訪問該系統(tǒng)，結合總部用戶，在三維虛擬場景中進展各種應急處置行為的互動。典型案例結合智能推理：經(jīng)過對典型案例的流程梳理，結合智能推理機制，構成演練腳本。與應急指揮系統(tǒng)互聯(lián)：可抽取應急指揮系統(tǒng)的真實數(shù)據(jù)來進展模擬演練。三、功能設計設計思緒提供平安、經(jīng)濟、不受氣候條件和場地空間限制的應急演練手段。體驗突發(fā)事件處置流程，豐富處置閱歷和體驗。明確應急管理責任，提高溝通協(xié)調、決策指揮、社會發(fā)動等應急才干。檢驗應急預案的有效性與可執(zhí)行性。檢驗應急資源配置的合理性。檢驗各參演單位應急處置的機動性和聯(lián)動性。三、功能設計總體目的三、功能設計總體流程三、功能設計技術架構三、功能設計運用架構三、功能設計角色設計

三、功能設計功能架構設置演練的稱號、目的、事故稱號及類型、參考預案、演練時間等。三、功能設計功能描畫設置參與演練的組織機構及演練人員、并分配賬號和角色。也可以從應急系統(tǒng)中提取用戶信息。三、功能設計功能描畫設置模擬演練場景，包括受災城市根底場景、預設災禍場景、資源配置等根底演練場景。三、功能設計功能描畫以時間先后的順序配置災禍事件的過程，制造演練腳本，進展災情提示。三、功能設計功能描畫設定演練過程的考核評價點，便于根據(jù)演練過程中參演人員的詳細操作，進展系統(tǒng)自動評價或手動評價操作。三、功能設計功能描畫可在地圖上查看災禍發(fā)生地點、資源分布調配情況。三、功能設計功能描畫在模擬演練過程中，根據(jù)演練進展可經(jīng)過對場景組件進展修正、刪除、添加來進展演練義務調整，調整后的場景可直接展現(xiàn)。三、功能設計功能描畫在模擬演練過程中，各級指揮部及其他部門可經(jīng)過系統(tǒng)音訊方式進展信息溝通。三、功能設計功能描畫此功能主要用于演練培訓過程中，根據(jù)演練的進度對參演人員進展相應的操作提示功能，以熟習演練過程。三、功能設計功能描畫按照預先設定的演練腳本輔以智能推理，經(jīng)過多人在線方式，實現(xiàn)多人角色扮演，模擬實現(xiàn)應急事件處置流程。三、功能設計功能描畫參演人員在演練過程中，可以靈敏查詢到已有的類似應急事件的預案和案例進展處置參考。三、功能設計功能描畫在演練過程中方便應急指揮人員隨時對演練的流程和當前場景推演到的進度進展查看。三、功能設計功能描畫態(tài)勢標繪為應急指揮人員提供了一個在地圖上進展指揮方案標繪的功能，主要包括對救援物資、配備和人員的調配標繪。三、功能設計功能描畫觀摩演練是在演練過程中為方便指點或專家進展應急演練的觀看和評價，將應急人員在三維場景中的一切處置操作進展同步的查看。三、功能設計功能描畫在演練過程中，涉及到許多三維場景，為能及時定位場景并確定行進道路，方便進展場景切換，提供導航圖的功能。三、功能設計功能描畫根據(jù)演練過程中參演人員的詳細操作，結合系統(tǒng)設定的考核評價點，系統(tǒng)進展演練自動評價。三、功能設計功能描畫根據(jù)演練過程中參演人員的詳細操作，結合系統(tǒng)設定的考核評價點，系統(tǒng)進展演練自動評價。三、功能設計功能描畫對模擬演練的過程進展回放查看。三、功能設計功能描畫將模擬演練過程的相關數(shù)據(jù)進展存檔，方便日后調閱查看。三、功能設計功能描畫研討電網(wǎng)突發(fā)事件特征參數(shù)和關鍵要素挑選、提取方法及再現(xiàn)應急事件場景的規(guī)那么；研討電網(wǎng)突發(fā)事件和案例智能知識技術；研討電網(wǎng)突發(fā)事件智能推理技術；研討三維地理信息及虛擬現(xiàn)實運用技術；研討電網(wǎng)突發(fā)事件演練場景生成、導入、導出、提取技術；開發(fā)電網(wǎng)大規(guī)模綜合應急演練模擬系統(tǒng)；研討、實施與應急信息系統(tǒng)的資源整合；四、關鍵技術研討關鍵技術四、結論1)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以真實再現(xiàn)客觀環(huán)境，使人能充分沉浸由其年所發(fā)明的人工環(huán)境中實現(xiàn)感知模擬的現(xiàn)實，因此對于應急中的培訓、指揮以及性能設計等多方面具有重要意義。隨著計算機圖形學、體視化技術的提高，虛擬現(xiàn)實技術將在模型及設備方面越來越能順應這些系統(tǒng)的要求。

2)應急演練可以在科學研討成果真實化再現(xiàn)、平安產(chǎn)品性能設計、事故救災指揮、平安教育與培訓等多個方面運用VR系統(tǒng)。

3)應急演練中運用VR技術的方法是多種多樣的，文中所論述的建筑火災VR系統(tǒng)可以為構建其他平安工程VR系統(tǒng)所自創(chuàng)。