虚拟现实技术在电力安全培训中的研究与应用

安全是摆在电力工作者面前一个非常重要的命题，由于电力网具有高危险和不可轻易停电的特殊性，传统的培训方式在电力安全培训上的效果并不是很理想。随着计算机仿真技术和虚拟现实技术的快速发展，虚拟现实技术为电力安全培训提供了一个新的途径。 本文介绍了虚拟现实技术的基础理论及研究应用现状，结合电力工程实际、标准化作业流程和典型电力事故，详细阐述了虚拟现实电力安全培训系统的设计方案，重点研究了虚拟现实系统开发的关键技术。论文的主要工作包括以下几个方面： （1）对三维建模技术和建模工具进行研究，探讨了三维模型经过实物虚化、虚物实化、计算机后期处理三个步骤实现三维可视化的过程，并在建模软件中实现了电力模型的动画效果。 （2）对Torque Game Engine开发引擎进行二次开发，实现了开发引擎与建模软件的结合，并利用开发引擎对模型进行优化处理。脚本程序是开发引擎的核心工具，通过对引擎内部脚本程序的编写能把引擎的各个部件连接起来，完成项目的开发。文中通过一个实例介绍了脚本程序的特点。 （3）考虑到电力系统设备数量多、类型复杂的特点，本文提出了基于电气连接特性的虚拟场景搭建方案，将离散的模型组合起来，以较快的速度达到一个良好的整体效果，为系统的开发奠定了基础。 （4）交互性是虚拟现实系统三大特征之一，是虚拟现实系统成功的标志之一。本文对人机交互进行了探讨，分析了交互技术中的一些关键技术，重点针对电力设备的碰撞检测技术进行了研究，采用了一种利用包围球算法和AABB包围盒算法混合的检测方案。 （5）研究了虚拟现实电力安全培训系统及设计方案，将系统分成了标准化作业培训模块、典型案例分析模块，并以实例介绍了标准化作业培训模块和典型案例分析模块。 基于虚拟现实技术的电力安全培训系统是融合了娱乐性、互动性、实用性等特性于一体的电力安全培训系统。系统娱乐性、互动性等特点提高了员工参与培训的兴趣；高度仿真性的特点提高了培训的效果；纯软件的形式大大节约了培训的费用。