梁海濤 張宇 趙曉霞

摘要：近年來，虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，并在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高能源安全生產(chǎn)培訓(xùn)的有效性，介紹了虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)的概念和近年來的發(fā)展。通過對傳統(tǒng)能源安全培訓(xùn)的比較，分析了虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在能源安全生產(chǎn)培訓(xùn)和教育中的優(yōu)勢，列舉了當(dāng)前虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在電力安全培訓(xùn)介紹了虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在電力安全生產(chǎn)培訓(xùn)中的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)已在能源安全培訓(xùn)系統(tǒng)中得到了一定程度的應(yīng)用，并取得了良好的聲譽(yù)，但其應(yīng)用范圍有待擴(kuò)大。希望VR技術(shù)在能源安全生產(chǎn)培訓(xùn)中的應(yīng)用能為廣泛的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實VR技術(shù) ;應(yīng)用研究;電力安全培訓(xùn)

1 虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）是20世紀(jì)發(fā)展起來的一門新興的實用技術(shù)。虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)結(jié)合了虛擬化技術(shù)、信息處理技術(shù)、圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，構(gòu)建了一個逼真的虛擬世界，使實驗者能夠獲得視覺、聽覺和觸覺的模擬體驗，包括計算機(jī)技術(shù)電子信息與仿真，其基本實現(xiàn)方法是在計算機(jī)上建立一個虛擬環(huán)境，給人一種沉浸在環(huán)境中的感覺[1]。基于虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)的諸多優(yōu)點，它受到了許多行業(yè)的關(guān)注和應(yīng)用。其中，將虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)應(yīng)用于能源安全生產(chǎn)培訓(xùn)可以有效地提高培訓(xùn)的效果和質(zhì)量。

2 VR 技術(shù)在電力生產(chǎn)企業(yè)職工教育培訓(xùn)中的優(yōu)勢

目前，大多數(shù)電力企業(yè)開展的安全培訓(xùn)項目大多采用傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式，教師在課堂上用二維圖像或視頻進(jìn)行教學(xué)。培訓(xùn)內(nèi)容是教師向?qū)W生單向傳遞的方式。效果無法得到及時反饋，方法單一。將虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)應(yīng)用于能源安全生產(chǎn)培訓(xùn)具有明顯的優(yōu)勢。[2]

2.1 豐富職工教學(xué)內(nèi)容和方式

虛擬現(xiàn)實安全體驗訓(xùn)練系統(tǒng)可以模擬事故場景。參與的學(xué)生可以通過視覺、觸覺和聽覺實現(xiàn)三位一體的感官體驗，集成了虛擬現(xiàn)實硬件、移動終端、物理設(shè)備等多終端管理平臺。一臺機(jī)器。一次視覺體驗，親身體驗非法操作的后果，效果逼真，感受更深刻。仿真場景更加逼真、完整，能真實地反映學(xué)生在遇到緊急情況時的現(xiàn)場反應(yīng)。根據(jù)學(xué)員選擇的專業(yè)信息，系統(tǒng)可以自動分配或選擇特定的培訓(xùn)項目開始培訓(xùn)。緊急處理操作，自動記錄學(xué)員的學(xué)習(xí)時間和每個設(shè)備的測試結(jié)果，生成培訓(xùn)文件。[3]

2.2 加強(qiáng)職工電力安全培訓(xùn)效果

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)軟件的內(nèi)容是以實際事故的仿真畫面為基礎(chǔ)，恢復(fù)電力系統(tǒng)的場景，并利用功能模塊與虛擬仿真場景進(jìn)行協(xié)同工作。讓員工沉浸在事故發(fā)生的過程中，對事故有最深的感受，樹立安全第一的思想，從而提高培訓(xùn)效果。[4]

2.3降低培訓(xùn)成本

虛擬現(xiàn)實中的虛擬體驗區(qū)不需要重復(fù)構(gòu)建物理體驗區(qū)，大大降低了不必要的構(gòu)建和拆卸成本。它可以重復(fù)使用，隨著培訓(xùn)需求的增加，其他安全培訓(xùn)項目也可以添加到硬件中。設(shè)備的開發(fā)和擴(kuò)大，使之更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保。[5]

3 ?VR技術(shù)在電力安全培訓(xùn)教學(xué)的幾種整合

3.1增強(qiáng)現(xiàn)實實操培訓(xùn)

增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）包括多媒體、三維建模、實時視頻顯示與控制、多傳感器融合、實時跟蹤與記錄、場景融合等新技術(shù)和新方法。增強(qiáng)現(xiàn)實集成了LBS（基于位置的服務(wù)）、Marker（特征識別）和SLM（時間、位置和地圖構(gòu)建）等技術(shù)。實體信息（視覺、聲音、味覺、觸覺等）在現(xiàn)實世界的某個時間和空間中很難體驗到，通過計算機(jī)科學(xué)和其他科學(xué)技術(shù)，如電擊和安全培訓(xùn)燒傷，這些信息是重疊的。身體感覺的互動，如燒傷和跌倒，將虛擬信息應(yīng)用到現(xiàn)實世界，并被人類的感官感知，以獲得超越現(xiàn)實的感官體驗。[6]HR能量訓(xùn)練可以讓尚未進(jìn)入工作崗位的人體驗到工作中問題的不確定性。AR技術(shù)還可以通過仿真來指導(dǎo)檢查操作，通過可視化操作來識別操作目標(biāo)設(shè)備和產(chǎn)生執(zhí)行指令，使操作人員能夠按照程序和步驟完成工作。學(xué)員可以通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備進(jìn)入工作場所，并通過崗前培訓(xùn)提高安全意識。[7]

3.2 VRHMD虛擬實操培訓(xùn)系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)VRHMD，即HMD（頭戴式屏幕），可以看作是一個改進(jìn)的屏幕在你面前。這些產(chǎn)品和設(shè)備通常連接到個人計算機(jī)、智能手機(jī)或其他類型的計算機(jī)平臺，需要集成一個或多個圖像傳感器、無線連接，當(dāng)然還有超高分辨率屏幕（高幀速率和寬視野），以提供高度逼真的圖像和沉浸式訓(xùn)練體驗。虛擬現(xiàn)實操作訓(xùn)練系統(tǒng)VRHMD是一個集教學(xué)、操作、訓(xùn)練于一體的立體視覺體驗訓(xùn)練系統(tǒng)。通過虛擬實踐操作和科學(xué)分析，建立符合正常教學(xué)和培訓(xùn)要求的虛擬實踐培訓(xùn)平臺。它將頭、手的位置結(jié)合起來，在虛擬現(xiàn)實中進(jìn)行三維通信和交互，與真實環(huán)境分離，具有很強(qiáng)的新穎性，更適合在大空間中使用。[8]

3.3智能MR交互培訓(xùn)系統(tǒng)

混合現(xiàn)實交互系統(tǒng)（Mixed Reality Interaction System，MIS）是物理世界和數(shù)字世界的混合體，它在人、計算機(jī)和環(huán)境之間打開了一個自然和直觀的三維交互。這項新技術(shù)是基于計算機(jī)視覺、圖形處理、顯示技術(shù)、輸入系統(tǒng)和云計算的發(fā)展。MR技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR和AR的進(jìn)一步發(fā)展。信息，在真實世界、虛擬世界和用戶之間建立交互反饋信息循環(huán)，提高用戶體驗的真實性。磁共振智能互檢測通信系統(tǒng)可以在不使用任何顯示器等多種手段的情況下，實現(xiàn)空氣中二維/三維圖像的對比度檢測。觀眾可以用眼睛看到非常真實的三維圖像，而不需要戴立體眼鏡?；蛘咭恍┹o助設(shè)施，比如虛擬現(xiàn)實頭盔。該系統(tǒng)還具有人機(jī)交互功能，觀眾可以與圖像進(jìn)行交流和交互，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的趣味性和實用性。

結(jié)語

近年來，虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在電力培訓(xùn)系統(tǒng)中得到了一定程度的應(yīng)用，并在設(shè)備認(rèn)知、培訓(xùn)管理等領(lǐng)域進(jìn)行了試點，取得了良好的口碑。虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)在電力生產(chǎn)培訓(xùn)中的應(yīng)用范圍有待擴(kuò)大，參與者的數(shù)量和使用頻率仍然較低。相信隨著虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)的普及和發(fā)展，虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)的安裝成本也會降低。虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)將給電力行業(yè)的培訓(xùn)帶來更加豐富的培訓(xùn)手段，減少電力生產(chǎn)企業(yè)各種隱患的發(fā)生，概率的貢獻(xiàn)越來越大。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝宇.基于VR技術(shù)的高校煤礦安全教學(xué)方法探討——評《煤礦生產(chǎn)仿真技術(shù)及在安全培訓(xùn)中的應(yīng)用》[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2019，19（6）：1.

[2]白鑫，譚林.VR技術(shù)在管理人員培訓(xùn)中的應(yīng)用[J].人力資源，2020.