第二節　建立仿真系統與后臺專家支持平臺

針對一線班組建設中存在的新技術普及應用和新員工快速成長的問題，急修班積極探索班組建設新模式，將現代技術應用于班組建設中，開發并應用了基于無人機、VR等新技術的3D物理引擎多旋翼無人機電網巡檢技能仿真和電纜故障查找的VR仿真技術應用。通過培訓方式的創新，達到解決一線班組提升員工能力和適應新技術的內在要求，最終形成了基于VR與無人機技術相結合的急修班組后臺專家支持平臺。

（一）建立模擬無人機配電故障巡檢的仿真系統

無人機配電故障巡檢的仿真系統是將多旋翼無人機工作理論、VR技術與系統仿真技術相結合，可應用于配電線路的故障巡視及多旋翼無人機技能培訓中，是實際多旋翼無人機培訓及作業過程在計算機上的虛擬實現，具有突出的空間沉浸、高度仿真的特點。

該系統可以將真實多旋翼無人機及縱橫沃野的故障線路濃縮在計算機屏幕上，并通過真實操控進行虛擬操作（見圖2-1）、闖關訓練、科目考核及電網巡視，而且不消耗現實資源和能量，確保培訓過程的安全高效，滿足多旋翼無人機培訓及評價要求，達到提高急修班成員無人機駕駛技能水平的目的。

為實現系統建設目標，該系統建立了簡單高效的現場地形構建手段，以方便不同場景下的模擬組建立了科學準確的數學模型，真實顯現配電故障線路設備狀況；明確、真實地反映故障線路巡視工作的實際流程；建立了良好的人機界面、功能完善、操作簡便，利于現場技術人員培訓使用。在構建該系統時，實現了以下幾方面因素的綜合體現。

（1）為實現配電故障的真實呈現，讓急修班成員達到訓練效果，VR平臺選型力求成熟性和開放性。

（2）系統功能實現組態化開發與維護。通過功能模塊的組態化組織，各種屬性的定義和功能實現之間的關系定義可重組，從而滿足靈活變化的需求。

（3）系統提供真實飛行控制的使用。考慮到系統操作的需要，通過該系統的使用，達到急修班成員在訓練后能夠操控真實的無人機。

（4）系統操作的簡單化、個性化。系統操作要符合簡單的原則，簡潔明了，以提升急修人員操控無人機的訓練效果。

（5）虛擬仿真內容全面、準確，正確反映線路的真實情況。三維虛擬空間必須具備充分的延展空間；沿線路景物，各種配電設備及其運動狀態形態逼真；工具和手段符合現場工作要求。

（二）建立模擬電纜故障查找的VR仿真系統

電纜故障查找是急修班工作的重點和難點。隨著電纜設備的快速增加，電纜故障也因外力破壞、接頭故障等原因逐年遞增，而電纜故障點的查找和隔離對于青年員工來說，經驗的積累顯得尤為重要。電纜故障點的查找也是青年員工業務技能提升的重要環節，也就是說，電纜故障點的查找能力直接決定了急修工作的完成情況，而且對用戶滿意度有極大的影響。為了快速提升急修班員工查找電纜故障效率，電力公司完成了電纜故障查找的VR仿真技術開發與應用。

該系統通過對電纜故障定位場景、檢測設備操作流程和交互動作進行全仿真模擬，一方面使急修人員產生身臨其境的視覺感受；另一方面在VR系統中，急修人員可與場景中的設備、工具進行直接對話，使得培訓體驗過程生動、有趣，如圖2-2所示。在開發該系統過程中，力求沉浸感強、交互性好，且不受場地因素限制，極大豐富了現有的實景培訓方式，提高培訓效率，有效節約培訓成本。該系統可完成電纜故障查找，包括故障性質判斷、故障預定位、路徑查找、精確定點，電纜路徑查找及電纜識別等相關培訓內容。

該系統主要有以下三個功能特點。

一是VR教學模塊。通過文字、語音、動畫等形式，介紹電纜故障定位設備的使用方法、操作。

二是VR聯系模塊。通過變化不同的作業場景，沒有任何引導提示，基于自身知識積累完成所有的操作步驟，達到鞏固和加深的目的。

三是VR考核模塊。以游戲任務的形式，隨機設置考核場景，故障類型、電壓等級、電纜長度、故障距離、考核時間和要點，急修人員需在規定時間內完成任務。

（三）建立以VR技術和無人機技術為支撐的急修后臺專家支持平臺

無人機配電故障巡檢技能的仿真與應用大幅提升了急修人員的無人機駕駛技能，同時，滿足了急修人員通過無人機開展配電故障巡視的相關要求。電纜故障查找VR仿真技術的開發與應用，使青年員工在短期內了解電纜外力故障、本體故障等不同類型故障的查找方法，切實提升了青年員工查找電纜故障的水平，快速累積了電纜故障查找經驗。以上創新的培訓方法基本可以滿足配電故障處理的要求，但是，遇到相對較復雜的配電故障，單憑一組急修人員在現場很難快速排查出故障點，這就需要更為強大的配電故障后臺專家的支持平臺，共同協助解決現場故障，實現故障的快速處置和隔離。

該平臺的建設基于無人機技術在配電故障現場的應用，利用無人機的多通道傳輸技術，通過急修現場工作人員操控無人機，采集故障現場畫面，將疑似故障點畫面通過無人機傳輸通道傳至急修專家后臺處，由相關專家協助急修現場人員對故障點進行判斷。特別是對電桿桿頂瓷瓶擊穿、避雷器擊穿等隱蔽故障進行判斷。同時解決了現場人員因現場環境惡劣而忽略的一些隱患點和線路運行薄弱點，從而有效提升急修工作效率，確保急修工作的安全穩定開展。

為確保該平臺的順利實施，共完成了以下幾項工作：一是確定專家團隊，專家團隊由急修經驗豐富的老師傅、運行經驗豐富的運行人員、運檢部配電專責、配電運檢室領導及骨干等組成，遇有惡劣天氣、多條線路同時故障、重要用戶線路停電等及時上線參與故障點的判斷和處理；二是明確工作流程和工作職責，將現場急修人員的工作職責和后臺專家的職責進行明確劃分，梳理工作流程，確保平臺的穩定運行；三是通過形成配電運檢專業的無人機巡視管理辦法，固化后臺急修專家協助處理故障的創新成果。同時，參照國家和公司的相關法律法規及管理辦法等，明確無人機巡檢的飛行高度、飛行區域等，確保無人機巡檢的安全運行。