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虚拟现实技术在变电站作业远方现场勘查及安全管控技术的研究及应用

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成果主要完成人

李 超、吕海玲、任天磊、董昭阳、董永永、高 伟、李智玲、张俊霞

项目概况

一、主要创新点 1.VR(虚拟现实)技术:运用3D效果、720度视角及单元热点布置技术,将实现实体变电站转变为三维全景数字变电站,实现变电站零距离漫游。 2.变电站三维建模技术:程序的结构采用模块化,模块之间相互独立,使用标准化的参数,便于传递数据、修改和维护。 3.虚拟现实和三维建模技术的交互结合场景组装与配置:研发VR全景虚拟现实技术与三维建模技术在变电站应用的有机结合,基于三维交互技术,借助传感器的输出数据,重建主观节点空间坐标与运动轨迹,利用交互软件进而与虚拟物体进行三维交互。做到实际场景与模拟场景相结合,实现漫游和互动效果。 二、应用情况及前景简述 《虚拟现实技术在变电站作业的远方现场勘查及安全管控技术的研究及应用》应用到变电检修作业现场的提前可视化勘查和安全管控方面,将对变电检修作业现场的安全管控和质量管控起到变革性作用。生产管理人员可通过该系统提前勘查现场,制定检修方案,布控安全措施,极大程度降低了工作难度和工作成本。生产操作人员可通过该系统了解现场实际,学习方案措施,做好生产准备。通过将变电站各种属性参数化,可以得到比传统手段更多的信息,从而大幅度提升人员工作效率和安全管控水平,提高了作业的安全系数。 该项目已在包头供电局500kV变电管理处应用,应用效果良好,使工作人员可以精准的勘察现场,制作检修方案,极大地提升了人员的工作效率,降低了工作难度和工作成本。同时也为变电专业培训(包括安全措施、倒闸操作以及设备等方面)以及变电运行专业管理(包括工作管理、资料管理、培训管理)提供了重要平台。 该成果已搭建了一套完整的500kV变电站虚拟模型,并依据我局某500kV变电站为实景,建立720全景模型,第二座500kV变电站的全景模型正在搭建之中。该成果的应用,彻底颠覆了以往现场勘查的模式,节约了大量时间成本,应用效果良好。可继续推广完成其余变电站的720全景模型搭建,进一步提升工作效率。 三、效益 直接效益: 以现有的运检需配置4个专业人员两辆车子,按人均工资5000/月计4个专业人员加两个驾驶员年工资支出为30万元。车辆每天行使300公里,油耗加过路费加车辆维修折旧等平均每公里费用合计为2.0元,年行驶7.5万公里计15万元费用,两者合计年费用45万元。投入可视化变电站系统,更有利于变电站的资料部分的合理化管理和实时数据管理,给工程设计和工程施工,提供准确的基础资料,合理地利用已有网络和设备资源,避免资源浪费和重复投资。 间接效益: 传统的设计图等表现手段不直观,容易误导。而应用虚拟现实技术,可通过亲身感受,评估各方案的特点与优劣,以便做出最佳的方案决策,不但可以避免决策失误,提高了人员的安全系数,而且可以提高资源利用效率和开发成功率,保护投资。管理人员可通过虚拟现实技术提前勘查现场,制定检修方案,布控安全措施。操作人员可通过虚拟现实技术了解实际现场,学习方案措施,做好生产准备。虚拟现实技术提供一个实时交互的审批平台,让审批者可以身临其境地感受建成后的景观,并支持实时各维度展示、总图布置、施工建设,检修维护多方案等调整,从而争取宝贵的时间。通过将各种属性参数化,可以得到比传统手段更多的信息,从而大幅度提升个人安全意识、工作效率和管控水平,提高了人员的安全系数。利用虚拟现实技术作为大型项目的展示工具,构筑逼真的三维动态模型,全方位的展示建筑物内外部空间及功能,在申报、审批、宣传、交流时,使项目策划者的诉求更易为他人所认同。