摘要:通過使用三維動畫及游戲開發(fā)技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)游戲與電力安全生產(chǎn)教育完美結(jié)合，在計(jì)算機(jī)世界中模擬了電力行業(yè)日常運(yùn)行操作。通過對曲臂式隔離開關(guān)等設(shè)施的實(shí)物建立對應(yīng)的三維模型，同時用數(shù)學(xué)模型對更換曲臂式隔離開關(guān)的操作流程進(jìn)行描述，在電腦中模擬了曲臂式隔離開關(guān)的更換及調(diào)試等過程，讓電力員工能夠在電腦中完整地學(xué)習(xí)更換曲臂式隔離開關(guān)及所需要注意的安全事項(xiàng)。
　　關(guān)鍵詞：曲臂式隔離開關(guān)，電力安全教育，模擬培訓(xùn)，虛擬現(xiàn)實(shí)
　　1、背景及現(xiàn)狀
　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力能源需求量不斷增加。電力系統(tǒng)員工的安全意識也需要加強(qiáng)。然而傳統(tǒng)的教育手段存在著如：培訓(xùn)手段單一，教育方式缺乏多樣化；重安全意識教育，輕安全技能教育；電力設(shè)備成本高昂，用于電力教育不太現(xiàn)實(shí)等問題[2]。
　　面對傳統(tǒng)電力安全教育中存在的這些問題，亟需我們能夠探索出一條能夠吸取傳統(tǒng)電力教育模式優(yōu)點(diǎn)，克服其缺陷的電力教育新路子。而近年來，以網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維圖形技術(shù)為代表的電腦信息科技的發(fā)展，為電力安全教育的實(shí)施提供了新思路。
　　電力系統(tǒng)近年來在IT基礎(chǔ)設(shè)施方面取得了巨大成就，目前電力系統(tǒng)信息化建設(shè)硬件環(huán)境已經(jīng)基本構(gòu)建完成，硬件設(shè)備數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)狀況良好，在各個電力生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)已初步實(shí)施了信息化。同時也逐步健全和完善了信息化管理機(jī)制，培養(yǎng)和建立了一支強(qiáng)有力的信息技術(shù)隊(duì)伍，為電力工業(yè)中IT技術(shù)的縱深應(yīng)用構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這也為計(jì)算機(jī)科技與電力安全教育的結(jié)合在現(xiàn)實(shí)層面上提供了可行性。
　　2、目的
　　通過采用三維動畫虛擬現(xiàn)實(shí)的方式可以有效的解決傳統(tǒng)的電力教育中存在的問題。在更換曲臂式隔離開關(guān)的模擬培訓(xùn)中，通過模擬操作，使電力員工能夠快速掌握曲臂式隔離開關(guān)的安裝及調(diào)試工作中的技術(shù)要求和安全要點(diǎn)，預(yù)知工作中需重點(diǎn)把關(guān)的技術(shù)要求和潛在的危險(xiǎn)，在提高電力員工技術(shù)水平的同時，激發(fā)員工的學(xué)習(xí)興趣與積極性，降低電力教育的成本。3、技術(shù)要點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)
　　隨著電腦多媒體技術(shù)的發(fā)展與普及，三維模擬技術(shù)的成熟以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與帶寬的增大，可以利用三維動畫技術(shù)模擬現(xiàn)場操作，再加入邏輯判斷，完整的將“更換曲臂式隔離開關(guān)工作”展現(xiàn)出來，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：
　　
　　圖1模擬操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
　　在電腦系統(tǒng)中模擬“更換曲臂式隔離開關(guān)工作”主要用到以下幾個技術(shù)要點(diǎn)：
　　1、現(xiàn)場模擬：
　　1.1現(xiàn)實(shí)工作中的變電站場景：需更換的曲臂式隔離開關(guān)、吊車、切割工具、各種材料、工器具等，可以利用3D技術(shù)，進(jìn)行虛擬化；
　　1.2利用三維建模技術(shù)，可以形象逼真的展現(xiàn)工作場景和器械在工作中的各種運(yùn)動狀態(tài)。
　　2、仿真動畫：模擬現(xiàn)實(shí)中的現(xiàn)場交底、拆除引線、靜觸頭安裝等工作，將每一步中的人物動作以三維動畫的形式展現(xiàn)。使被培訓(xùn)員工以操作人的身份進(jìn)行操作，了解每一步動作以及操作順序。
　　如封頂板的安裝：操作人必須將封頂板放平、放正，使三相封頂板高度基本保持一致，用沿線拉三相封頂板對應(yīng)孔中心至一條直線等三個步驟，才判斷為正確；否則將被扣分或判為錯誤。整個過程較為復(fù)雜，涉及到的動作細(xì)節(jié)很多，通過逼真的動畫形式，將整個過程表現(xiàn)出來。
　　
　　圖2封頂板安裝正確位置
　　3、邏輯判斷：通過借助電腦程序，加入一定的邏輯判斷。例如：工作設(shè)備兩側(cè)都帶電，操作時必須符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定，與不停電設(shè)備保持安全距離需要參考表1[1]：
　　
　　電壓等級（kV） 安全距離（m）
　　10及以下（13.8） 0.70
　　20、35 1.00
　　63（66）、110 1.50
　　220 3.00
　　330 4.00
　　500 5.00
　　
　　表1設(shè)備不停電時的安全距離
　　操作人在操作中必須嚴(yán)格按照上述規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，如果未按規(guī)定作業(yè)，則給予扣分或演示事故動畫，并將原因進(jìn)行記錄。
　　4、違規(guī)操作記錄：將電力安全生產(chǎn)中的一些細(xì)節(jié)融入到培訓(xùn)系統(tǒng)中，如：登高作業(yè)超過2米必須系安全帶；氣割時，氧氣瓶與乙炔瓶不得近距離擺放等，在培訓(xùn)結(jié)束時將這些記錄列出，使操作者清楚的認(rèn)識到哪些操作是違規(guī)的，并結(jié)合計(jì)分系統(tǒng)，給操作者打分。通過加入試題、陷阱等形式，合理的展現(xiàn)出工作中的要點(diǎn)，并在要點(diǎn)處設(shè)置記錄點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生違規(guī)操作時，立即進(jìn)行記錄。
　　除了上述技術(shù)外，還需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)[3]，通過網(wǎng)絡(luò)部署，如圖3：
　　
　　圖3操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署
　　將更換曲臂式隔離開關(guān)模擬培訓(xùn)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。一方面解決了設(shè)備問題：只需要一臺連通網(wǎng)絡(luò)的電腦，電力員工就可以登錄系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)，減少了設(shè)備資金的投入，也減少了資源與空間的浪費(fèi)；另一方面也解決了時間和地域的限制：不需要將員工集中進(jìn)行培訓(xùn)，只要有一定的網(wǎng)絡(luò)條件，甚至可以在家中進(jìn)行培訓(xùn)。
　　4、總結(jié)
　　在模擬培訓(xùn)中，將工作中各個流程都體現(xiàn)出來，從現(xiàn)場交底到驗(yàn)收、終結(jié)工作票，并舍去了一些前期現(xiàn)場摸底及工作準(zhǔn)備等相對次要的內(nèi)容。
　　如何將安全知識要點(diǎn)合理的展現(xiàn)出來是模擬培訓(xùn)軟件制作的關(guān)鍵。
　　模擬培訓(xùn)以試題、陷阱等形式，通過記錄錯誤，并在培訓(xùn)結(jié)束后列出的方式，使操作者更容易記住這些要點(diǎn)，達(dá)到在實(shí)際的操作中有意識避免這類錯誤發(fā)生的目的。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]《電業(yè)安全工作規(guī)程》（2005）
　　[2]謝曉明:《電力企業(yè)安全教育機(jī)制的創(chuàng)新》
　　[3]申蔚，夏立文（2002）：《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)》，希望電子出版社