虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的运用

陶智强 龙航 马小琴 陈章印 王雯茜 王颖

摘要：虚拟现实技术又称之为VR技术，虚拟现实技术包括电子信息、计算机、仿真技术融合为一体，给人一种环境沉浸感。为解决学员在UPS巡检作业中所面临的问题，通过对虚拟现实技术分析，总结虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的使用优势，认识培训操作中存在问题，旨在通过专业作业培训技术的使用及研究，掌握虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的使用方法，以便充分调研带电设备的操作环境，建立具有高度沉浸感的虚拟三维空间。本文研究中，针对UPS巡检作业的特点，总结虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的使用价值，并结合构建可容纳多用户的虚拟空间以及交互方案的内容，展现虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的优势，全面提升电力系统作业培训的专业性，为当前电力系统的运行及发展提供参考。

关键词：虚拟现实技术;UPS巡检;培训

在电力系统运行及发展背景下，由于系统操作专业技能升级，为提升技术人员操作水平，保证电力系统安全、经济运行，UPS巡检作业中的技术人员不仅需掌握专业知识，且也需具有较强的实践能力以及操作能力，在现场作业中遇到问题时，需及时、快速的发现解决策略，以提高故障巡查及诊断的有效性。因此，各行业应结合产业特点，通过虚拟现实技术的使用，积极构建UPS巡查作业培训系统，通过UPS巡查作业结构以及程序的分析，提升专业人员技术操作的综合能力，以实现UPS巡检技术的稳步运行，为产业的发展提供支持。

1 概念分析

1.1虚拟现实技术

虚拟现实技术包括计算机图形学、人机接口技术以及多媒体技术、传感技术等，在虚拟现实技术使用中，计算机会建立一个模拟真实环境，实现虚拟、抽象以及复杂性计算机数据的展示。结合当前虚拟现实技术状况，对其发展趋势进行总结：一，虚拟现实技术使用过程中，可将VR技术作为核心，通过动态环境建模技术的运用及时营造三维数据环境，以更好建立虚拟环境模型。二，三维图形生成及现实技术。由于三维图形的生成技术趋于成熟，需在不降低图形质量以及复杂程度提升刷新的频率，以满足不同系统通过操作使用需求，为全新三维图形生成以及显示技术的运用提供参考。三，大型网络分布式虚拟现实技术。在网络虚拟现实技术运用中，通过网络计算机集合，可利用新型人机交互设备产生多维、适应性的用户体验模块，以保证虚拟场景现实的真实性[1]。

2 系统及功能构架

2.1系统构架

在虚拟现实技术分析中，为提高UPS巡检作业培训的有效性，通过学员信息、UPS场景状态、巡查操作信息以及电池状态的综合性显示，可实现学员之间数据空间交换、信息互联网互通以及在线数据更新等，作业人员在这种模拟三维空间数据环境下，可掌握UPS巡查的具体方法，全面提升UPS巡查技能。

2.2系统功能结构

在UPS巡检作业系统设计中，其功能结构包括以下部分。一，服务端配合CSCW技术原理，可交换并控制服务器中的信息。系统中的资源更新服务可为受训人员提供针对性的服务。场景服务中，可结合UPS巡检作业的特点，模仿系统运行状况，使参与人员真实掌握场景信息，保证受训内容与实际操作内容一致性。在服务端中，系统运行中也可实现协同控制、资源更新服务以及场景服务的最终目的，提高UPS巡检作业操作整体效率。二，学员端功能模块分析中，包括虚拟现实模块，通过UPS巡检技能培训、UPS培训专家知识库的建立等，建立三维场景信息、蓄电池三维场景信息以及UPS三维场景信息等。技术操作人员在作业培训中，可按照某些执行请求，确定功能执行的任务，以实现各项作业培训方案的稳步进行[2]。

3 虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的运用

在UPS巡检作业培训系统设计中，采用Unity3D三维引擎系统，交互技术作为虚拟现实技术的关键内容，可引导系统有更好的操作技能。在Unity3D引擎系统中，通过交互技术使用，可保证3D虚拟场景数据分析的真实性。一般情况下，虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的运用中应该确定以下方案[3]。

3.1碰撞检测

在虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的碰撞检测中，设置障碍物时，可更好模拟物理反应，物理操作技术无法得到继续运行，为更好、更快解决冲突探测对虚拟场景的冲突，应合理确定碰撞检测的执行方案，操作人员在靠近物体时，系统会按照碰撞探测的检验模式，进行检测对象的尺寸选择，以提升碰撞检测方案执行的有效性。在Unity3D配备物理引擎之后，物体碰撞以及重力会发生一定的物理效应，更好的进行仿真数据的模拟，以保证虚拟交互场面数据分析的真实性[4]。

3.2场景漫游互动模块

通过这一模块的分析，在场景漫游过程中，可结合UPS巡检作业特点，构建系统性项目培训方法。一，在Unity3D导入之后，应导入碰撞体模型，并按照仿真虚拟场景的运行特点保证项目操作的虚拟化、环境的交互性。在互动捕捉设备操作中，可对训练者的肢体运动状态进行捕捉，以得到准确性的数据运动轨迹。二，在Unity3D设备运用中，培训人员应通过场景漫游活动状况的分析，确定UPS机房运行状态，以保证定位转移的准确性。三，在选择定位移动目的地的互动模块选择中，通过直观抛物线选择机制的确定，选择简单性的运动学程式，提升系统数据调整的整体价值，满足场景漫游互动模块的检测需求。四，在训练区域构建中，可避免走出边界。

4 结束语

总而言之，虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中，为提升作业培训巡查的整体质量，应在三维虚拟仿真平台中，进行UPS虚拟场景的构建，提升虚拟现实技术培训的有效性，全面提升操作人员的专业技能，以节约人才培训的成本，保证系统运行以及作业系统操作的流程性。且，在虚拟现实技术与以及协同技术结合的状况下，能够提高技术人员的专业素养，通过动态化、效果性的数据整合，降低人才培训的成本，强化学员的操作技能，提升学员日常工作中的专业水平以及心理适应能力，缩短上岗适应时间，充分展现虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的核心价值。

参考文献：

[1] 傅骏， 陈庚， 米宪儒. 应用虚拟现实技术提升工科实训效果探索与实践[J]. 无线互联科技， 2018， 15（19）：83-84.

[2] 吴慧思. 初探虚拟现实技术在我国教育领域的发展[J]. 传播与版权， 2019， 068（01）：174-176.

[3] 毕会静， 李兵， 张红艳. 虚拟现实技术在电力培训中的应用[J]. 电子技术与软件工程， 2018（13）：138-138.

[4] 王勇， 戚浩金， 周震杉，等. 基于虚拟现实技术电力系统信息机房巡视仿真培训平台设计[J]. 中国高新区， 2018（12）：27-28.

作者简介：

陶智強（1989-），男，工程师，本科，研究方向为电力信息系统及网络安全;

龙航（1987-），男，工程师，硕士，研究方向为电力信息系统;

马小琴（1981-），女，高级工程师，硕士，研究方向为电力信息系统;

陈章印（1988-），女，工程师，本科，研究方向为电力信息系统;

王雯茜（1996-），女，本科，研究方向为电力信息系统;

王颖（1996-），女，本科，研究方向为电力信息系统。

（贵州电网有限责任公司贵阳供电局，贵州 贵阳 550000）