本发明属于电网应急演练，具体涉及基于元宇宙的电网应急演练沙盘构建方法及演练方法。
背景技术：
1、应急演练是指各级政府部门、企事业单位、社会团体，组织相关应急人员与群众，针对待定的突发事件假想情景，按照应急预案所规定的职责和程序，在特定的时间和地域、执行应急响应任务的训练活动。其目的：一是检验预案的实用性、可用性、可靠性；二是检验全体人员是否明确自己的职责和应急行动程序，以及反映队伍的协同反应水平和实战能力；三是提高人们避免事故、防止事故、抵抗事故的能力，提高对事故的警惕性；四是取得经验以改进所制定的应急预案。
2、应急演练是应急管理的重要环节，在应急管理工作中有着十分重要的作用。通过开展应急演练可以实现评估应急准备状态，发现并及时修改应急预案、执行程序等相关工作的缺陷和不足；评估突发公共事件应急能力，识别资源需求，澄清相关机构、组织和人员的职责，改善不同机构、组织和人员之间的协调问题；检验应急响应人员对应急预案、执行程序的了解程度和实际操作技能，评估应急培训效果，分析培训需求。同时，作为一种培训手段，通过调整演练难度，可以进一步提高应急响应人员的业务素质和能力；促进公众、媒体对应急预案的理解，争取他们对应急工作的支持。
3、因此，开展有针对性的各类应急演练，不断提高应急人员的熟练程度和技术水平，提高员工对突发事件的应急意识和处理能力，增强企业应急管理能力，减少各种自然灾害造成的伤亡和损失具有十分重大的意义。
4、数字沙盘利用虚拟现实技术、多通道无缝大屏幕显示技术、集群化信息处理技术、高并发访问控制技术、gis技术、海量数据动态调度技术、图象识别技术、流媒体压缩与传输技术、计算机程控技术等将硬件系统、软件系统、数据内容有效的整合到一起，达到强大的展示功能，支持丰富的展示效果并使各类设备到达高效、一致、平稳的运行。突破传统物理沙盘的技术局限，将空间屏、信息屏、触摸屏合理的结合，实现沙盘的无级缩放、实时漫游及信息展示等一系列功能。以扬州市规划展示馆为例的数字沙盘系统设计的基本原则为：贴近用户需求、实用性、易用性、可靠性、易于维护和管理、开放性、技术先进性。
5、“元宇宙”是近期最火的新兴概念。“元宇宙”(metaverse)一词诞生于1992年的科幻小说《雪崩》，metaverse是由meta和verse两个单词组成，meta表示超越，verse代表宇宙(universe)，合起来即为“超越宇宙”的概念：一个平行于现实世界运行的人造空间，是互联网的下一个阶段，由ar、vr、3d等技术支持的虚拟现实的网络世界。《雪崩》里提到的“metaverse(‘元宇宙’)”和“avatar(化身)”两个概念。人们在“metaverse”里可以拥有自己的虚拟替身，这个虚拟的世界就叫做“元宇宙”。从时空性来看，“元宇宙”是一个空间维度上虚拟而时间维度上真实的数字世界；从真实性来看，“元宇宙”中既有现实世界的数字化复制物，也有虚拟世界的创造物；从独立性来看，“元宇宙”是一个与外部真实世界既紧密相连，又高度独立的平行空间；从连接性来看，“元宇宙”是一个把网络、硬件终端和用户囊括进来的一个永续的、广覆盖的虚拟现实系统，在扩展现实(xr)、区块链、云计算、数字孪生等新技术下的概念具化。
6、目前，“元宇宙”尚无公认、权威、统一的定义。一般而言,元宇宙是指下一代互联网,是移动互联网的升级版“,真假难辨”、“身临其境”的沉浸式体验是元宇宙最核心的特征。“元宇宙”的实现基于多项科学技术的综合发展,比如会涉及到扩展现实(vr/ar)、iot物联网、ai人工智能、区块链、5g/6g、3d引擎、实时渲染、动作捕捉等。元宇宙的发展会带来一系列的问题和挑战,如何构建安全、可信、规范、绿色、健康的元宇宙值得深度思考。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种基于元宇宙的电网应急演练沙盘构建方法及演练方法，针对不同的气象灾害类型及大量现有的气象过程数据进行分析建模，使用类似于元宇宙的高性能、高真实还原度算法进行应急预案沙盘演练/推演，再根据模拟沙盘演练/推演结果反馈优化调整应急预案具体的预警发布阈值、应急响应措施、资源调配方式，以真实、虚拟相结合的方式提升应急演练频次，可减少在模拟应急实战演练方面的人力、物力成本投入。
2、本发明的技术方案是：
3、基于元宇宙的电网应急演练沙盘构建方法，针对气象灾害方面进行电网应急演练沙盘构建，包括如下步骤：
4、s1.对待进行应急演练的电力沙盘进行三维地理信息空间数据收集；
5、s2.利用虚幻引擎4将采集到的电力沙盘空间数据转换成虚拟模型；
6、s3.为虚拟模型中的电力设备附加上运行特性，并为虚拟模型中的电力设备设置各种运行环境阈值；
7、s4.将典型的气象灾害过程模型数据同步导入虚拟模型中，结合步骤s3实现气象灾害与电力设备运行数据的耦合。
8、具体的，所述的步骤s3虚拟模型中创建参演机构及组成或者人员及名称、各人员职责、应急响应动作流程，并根据实际情况设置其角色的初始状态，并按照应急响应动作流程为每个人设置在响应中各个阶段的任务。
9、具体的，所述的参演机构名称包括远程指挥部，参与的人员包括总指挥、指挥长、副指挥长、应急队伍队长及队员。
10、具体的，对电力沙盘进行三维地理信息空间数据收集采用三维激光扫描、无人机航测方式，所述的三维激光扫描仪用于对于地面设备及空间结构进行数据收集，无人机通过在不同高度对下放和统一海拔的电线、杆塔电力设施进行空间数据扫描采集。
11、使用如上所述基于元宇宙的电网应急演练沙盘的演练方法，包括如下步骤：
12、s1.参与应急演练的各类参演人员参加学习和培训，以明确各自在演练中的岗位职责、演练流程，掌握演练过程中各种知识和技能；
13、s2.为应急预案中涉及的每个参演人员配置分发个人账户，个人通过专有账户登入虚拟模型；
14、s3.总指挥在应急指挥中心根据虚拟现场反馈的信息进行下发指令，适时开展研判会商；
15、s4.总指挥判断气象灾害过程已结束，并组织对结束突发事件应急响应进行研判会商；
16、s5.总指挥宣布应急响应接受。
17、具体的，所述的会商内容包括结合灾损点电网运行状态与电网运行调度实时监测系统同时分析，各参演机构是否需要人员、车辆、设备、装备支援，在虚拟模型中及时调配充足资源对现场进行支援。
18、目前。已经有人研究通过数字沙盘的方式来进行虚拟的应急演练，但是还是需将参加演练的所有人员聚集在一个相对密闭的空间，比如应急指挥中心，通过对讲机的方式开展失真度较高的各种应急演练动作，在这种方式中每个参与人员只是象征性地在演练流程中开展自己的工作并不能清晰地从第三视角看到自己的应急动作有哪些可以提升的地方，所以利用元宇宙技术中的支撑技术——3d建模、vr/ar技术、数字孪生技术相互融合构建一个无限接近于真实场景的虚拟模型，每个人通过自己独立的账号登入虚拟模型中，以第三视角操作并观察自己在应急演练中的各种行为动作，达到提升人员应急能力的目的。
19、本发明的有益效果是：本发明针对不同的气象灾害类型及大量现有的气象过程数据进行分析建模；元宇宙技术方面，利用无人机、3d扫描仪等工具将变电站、输电线路、杆塔等电力场景及设备的空间数据进行采集搭建虚拟模型。在各类气象灾害与电力设备数据耦合的电力气象灾害模型基础上，分析拆解各单位应急预案，将队伍、物资、车辆等应急资源、应急响应处置及资源配调原则映射入电力气象灾害模型，使用类似于元宇宙的高性能、高真实还原度算法进行应急预案沙盘演练/推演，再根据模拟沙盘演练/推演结果反馈优化调整应急预案具体的预警发布阈值、应急响应措施、资源调配方式，以真实、虚拟相结合的方式提升应急演练频次，可减少在模拟应急实战演练方面的人力、物力成本投入。