应用VR 技术提升电网应急消防处置能力

许 飞 方 涛 彭永亮 蒋忠权

（1.国网浙江省电力有限公司，浙江 杭州 310000；2.上海久壬信息科技有限公司；上海 201615）

0 引言

随着国民经济和城镇建设的快速发展，无论是优势领跑的长三角珠三角渤海湾，还是如日中天的中西部，抑或箭在弦上的“一带一路”国内段，用电负荷持续攀升。 全国的电网系统担负着经济运营的重要任务，起着保障经济持续发展的重要作用。 电力电网系统的安全生产一直是重中之重。而消防安全则是安全生产各环节中的最重要的关注点之一。

1 VR 技术简介

虚拟现实（VR）技术是指利用人工智能、计算机图形学、人机接口、多媒体、计算机网络及电子、机械、视听等高新技术，模拟人在特定环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。VR 技术是近十年来发展的最新计算机技术。VR 技术的主要功能是实现仿真环境，其灵感来自欧美战争仿真设计[1]。VR 技术与消防技术的结合，可给我国消防发展带来前所未有的动力。

2 传统消防知识学习和演练体系

多年来，传统的消防知识学习和演练体系持续为电网的安全生产保驾护航，居功至伟。

但以发展的眼光来看，传统的消防知识学习方式依然存在着以下问题：

（1）灵活性欠缺。 参与演练的人员按照预先编排的步骤和指令执行演练计划，显得非常机械。

（2）成本忧虑。 传统的消防知识学习不能在演练中直接操作部分消防设备器械。

（3）场景受限。 复合性灾害具有范围广、情况复杂、规模大、损失严重等情况，实战演练无法真实模拟全部灾害场景，参与人员往往不能全情投入，也就无法完全实现演练效果。

3 VR 技术在电网消防学习演练中的角色定位

目前， 虚拟现实与教育项目相结合是国家战略。2017 年教育部办公厅发布《关于2017—2020 年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》， 阐述了今后在高校实验教学改革和实验教学建设的基础上，加强和运用优质资源进行高等教育，提高高等教育质量，提高实践教育水平的目标。 在实验教学改革和高校实验教学项目建设的基础上，推进信息技术实验教学与高等教育教学的深入融合。

引入虚拟现实（VR）技术实现电网应急消防处置的模拟仿真演练，可以对传统应急演练进行最有效的补充和增强。 对于组织者而言，将VR 技术应用到应急演练中，可以降低组织难度和演练成本；对于参与者而言，将不便于在现实中呈现的事故现场进行真实模拟，更能好得提升演练效果，提高学习效率。

VR 技术应用于消防学习和演练具有以下特点。

3.1 仿真性

VR 消防学习演练以现实演练环境为基础， 让参与者在“真实”场景中。 现实中的火灾多为突发状况，具有难以预料性，而VR 消防演练可以模拟或随机还原起火点、火势及其他相关变动因素，让参与者真切地看到甚至触及火灾本身，从而引起受众的真实感受。

3.2 针对性

学习演练的目的在于提前了解，以便真正地面对显示状况临危不乱、 从容应对， 将伤害降低至最小。VR 消防学习演练的很重要的一点在于提高参与者的安全意识，在应对各种突发状况时，参与者通过接收的演练而内化于心，外化于行，真正将接收的演练体现出来，面对各种状况能够从容应对，而非自乱阵脚。实现应急处置能力的提升。

3.3 自主性

VR 消防学习演练可以方便各单位根据自身实际需求在任何时间、任何地点组织进行，相关单项学习和演练会快速取得演练结果，演练评估结果和改进及时可靠。参与者同时也可以根据自己的前次演练效果选择重复演练，大大提升演练效果。

3.4 安全性

在VR 消防学习演练系统中，参与者可以在确保人身安全的情况下，卸去火灾及电力事故隐患的包袱，尽可能地参与到演练中，从而大幅度提高自身的技能水平，确保在今后实际操作中的人身与事故安全。

例如，让参与者了解火势及风向等重要因素或是了解电力设备在火灾下的状态反应，这些如果在现实中模拟具有较大的危险性，可能对人员及设备财产造成意想不到的损害；而在VR 演练中，这一切都是易于模拟，且百分百安全可靠的。

3.5 统一性

VR 技术的应用有助于进一步规范各级单位的消防学习演练的范围、形式与步骤等，实现资源复用和场景联动，推动标准化统一化进程。

VR 技术在电网消防学习演练中的角色定位并不是单纯的竞争者和替代者，事实上也无法完全取代传统方式。 利用VR 技术，应当使其尽可能与传统消防学习演练方式产生互补效应，补齐短板，共同完善。

4 应用VR 技术提升电网应急消防处置能力

将VR 技术应用于电网消防学习演练，无疑能大幅度提高个人应对火灾时的处理效果，进而推动电网整体应急消防处置能力的全面提升。

典型消防场景应急演练功能直面火灾场景，要求用户熟练掌握场景中设备的应用， 真实应对突发状况。 图1 为对于变电站主变的VR 消防演练流程为例。该流程可进行单人演练，也提供双人协同配合；流程状态节点可变， 考验参与者的消防认知和应变能力；提供传统演练中由于影响巨大（泡沫处理难度大）且成本高企（单次启动成本数万元）而往往不会触及的SP 的操作互动； 提供传统演练中无法实现的与消防救援队伍的配合互动[2]。

图1 对于变电站主变的VR 消防演练流程

综上所述，电网消防与人们的生命财产安全密切相关，VR 技术与工程设计、消防、消防演练等相结合，创造了科学的安全训练和消防救援训练体系，能够更有效地开展消防救援行动，减少危险，确保消防救援工作有序进行[3]。

5 VR 技术在电网安全生产中的应用展望

基于VR 技术的业务特性，其除了可以应用于电网消防学习演练之外，从横向来说，对于电网安全生产的其他环节，如生产、检修时的安全防护，事故隔离和人员施救，其他灾变场景如防汛防潮防震等，都具有相同的作用和意义；从纵向来说，VR 技术非常有助于打造统一化的安全生产规范和体系，进一步降低电网事故发生率及其带来的国民经济损失。