一种输变电工程风险行为虚拟仿真方法及其系统与流程

本技术涉及数据处理，特别是涉及一种输变电工程风险行为虚拟仿真方法及其系统。

背景技术：

1、在当前输变电工程的安全风险作业培训实践中，技术方案的构建通常涉及理论教学、模拟操作和现场实操等多个层面。这些成分旨在通过不同的教学手段，提升参训人员的安全意识和操作技能。然而，尽管这些技术方案在一定程度上取得了成效，但它们仍面临着一系列技术挑战和局限性，这些挑战和局限性限制了培训的质量和效果。

2、首先，理论培训环节通常依赖于传统的课堂讲解和视频教学。尽管这些方法在传递基本知识和案例分析方面具有优势，但它们往往缺乏足够的互动性和沉浸感，导致学员难以深入理解和吸收复杂的安全操作规程。此外，模拟操作环节通常依赖于专门设计的模拟器，这些模拟器虽然能够提供一定程度的实操体验，但由于与真实环境的差异较大，其沉浸感不足，难以全面模拟真实工作场景中的各种复杂情况。

3、其次，现场实操环节虽然在一定程度上能够提供真实的操作体验，但由于安全风险较高，加之培训场地和设备的限制，导致培训的频率和规模受到限制。此外，安全风险再现性差也是一个问题，现有技术难以真实再现高风险作业场景，如触电、高空坠落等，这导致学员对事故严重性的认识不足，难以在实际工作中做好充分的预防措施。

4、此外，培训效果的评估也面临着挑战。传统的考核评估方法往往难以全面、准确地衡量学员在实际操作中的表现和进步，这使得培训效果的评估和反馈机制不够完善。同时，培训内容的更新和维护成本较高，模拟器和专业软件需要定期更新和维护，成本较高。现场实操培训需要专门的场地和设备，建设和维护成本较高。

5、最后，培训的灵活性也是一个问题。培训时间和地点较为固定，难以满足不同学员的个性化学习需求。此外，培训内容的更新缓慢，难以跟上快速变化的行业标准和技术发展，这使得培训内容与实际工作需求之间的差距逐渐扩大。

6、综上所述，尽管当前输变电工程中的安全风险作业培训技术方案在一定程度上取得了成效，但它们仍面临着一系列技术挑战和局限性。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种输变电工程风险行为虚拟仿真方法及其系统，以至少解决上述相关技术中的不足。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种输变电工程风险行为虚拟仿真方法，包括以下步骤：

3、步骤一：采集输变电设备的设备参数，并基于节点结构和所述设备参数进行建模，以得到所述输变电设备的数字模型；

4、步骤二：通过虚拟现实建模语言对所述输变电设备的数字模型进行环境模拟，以模拟出变电站的实际工作场景得到对应的虚拟环境；

5、步骤三：提取输变电工程的各个阶段的风险指标信息，并根据所述风险指标信息和所述输变电工程的执行流程在所述虚拟环境下搭建出对应的仿真操作环境；

6、步骤四：在所述仿真操作环境下，通过虚拟现实硬件设备进行安全风险任务的仿真操作，以使工作人员根据仿真结果进行操作调整。

7、进一步的，所述步骤一包括：

8、采集输变电设备的实际设计数据、物理特性数据以及技术参数，并确定所述输变电工程所对应的节点结构；

9、根据所述节点结构和所述设备参数构建所述输变电设备的物理模型，并根据所述输变电设备的物理模型获取对应的数字建模属性，利用三维建模软件对所述数字建模属性进行建模，以得到所述输变电设备的数字模型。

10、进一步的，所述步骤二包括：

11、将所述输变电设备的数字模型导入至虚拟仿真平台，以使所述虚拟仿真平台通过虚拟现实建模语言对所述数字模型进行环境模拟；

12、利用编程语言扩展所述虚拟现实建模语言的功能，以模拟出变电站的实际工作场景得到对应的虚拟环境。

13、进一步的，所述步骤三包括：

14、提取输变电工程的各个阶段的风险指标信息，并根据所述风险指标信息从预设的安全约束条件库中获取所述输变电工程的各个阶段的安全约束条件；

15、获取所述输变电工程的执行流程，并将所述执行流程与所述输变电工程的各个阶段的安全约束条件构建映射关系，以在所述虚拟环境下搭建出对应的仿真操作环境。

16、进一步的，所述步骤四包括：

17、通过虚拟硬件设备进入所述仿真操作环境中进行安全风险任务的仿真操作，并实时接收仿真操作的操作反馈，生成对应的仿真反馈数据，其中，所述仿真反馈数据包括操作反馈数据、力反馈数据以及视觉反馈数据；

18、对所述仿真反馈数据进行数据转换，以得到对应的仿真结果。

19、第二方面，本技术实施例提供了一种输变电工程风险行为虚拟仿真系统，包括：

20、模型构建模块，用于采集输变电设备的设备参数，并基于节点结构和所述设备参数进行建模，以得到所述输变电设备的数字模型；

21、虚拟环境模拟模块，用于通过虚拟现实建模语言对所述输变电设备的数字模型进行环境模拟，以模拟出变电站的实际工作场景得到对应的虚拟环境；

22、仿真环境搭建模块，用于提取输变电工程的各个阶段的风险指标信息，并根据所述风险指标信息和所述输变电工程的执行流程在所述虚拟环境下搭建出对应的仿真操作环境；

23、操作调整模块，用于在所述仿真操作环境下，通过虚拟现实硬件设备进行安全风险任务的仿真操作，以使工作人员根据仿真结果进行操作调整。

24、进一步的，所述模型构建模块包括：

25、数据采集单元，用于采集输变电设备的实际设计数据、物理特性数据以及技术参数，并确定所述输变电工程所对应的节点结构；

26、模型构建单元，用于根据所述节点结构和所述设备参数构建所述输变电设备的物理模型，并根据所述输变电设备的物理模型获取对应的数字建模属性，利用三维建模软件对所述数字建模属性进行建模，以得到所述输变电设备的数字模型。

27、进一步的，所述虚拟环境模拟模块包括：

28、虚拟环境模拟单元，用于将所述输变电设备的数字模型导入至虚拟仿真平台，以使所述虚拟仿真平台通过虚拟现实建模语言对所述数字模型进行环境模拟；

29、虚拟环境构建单元，用于利用编程语言扩展所述虚拟现实建模语言的功能，以模拟出变电站的实际工作场景得到对应的虚拟环境。

30、进一步的，所述仿真环境搭建模块包括：

31、指标提取单元，用于提取输变电工程的各个阶段的风险指标信息，并根据所述风险指标信息从预设的安全约束条件库中获取所述输变电工程的各个阶段的安全约束条件；

32、仿真环境搭建单元，用于获取所述输变电工程的执行流程，并将所述执行流程与所述输变电工程的各个阶段的安全约束条件构建映射关系，以在所述虚拟环境下搭建出对应的仿真操作环境。

33、进一步的，所述操作调整模块包括：

34、仿真操作单元，用于通过虚拟硬件设备进入所述仿真操作环境中进行安全风险任务的仿真操作，并实时接收仿真操作的操作反馈，生成对应的仿真反馈数据，其中，所述仿真反馈数据包括操作反馈数据、力反馈数据以及视觉反馈数据；

35、数据转换单元，用于对所述仿真反馈数据进行数据转换，以得到对应的仿真结果。

36、相比于相关技术，本技术实施例提供的一种输变电工程风险行为虚拟仿真方法及其系统，根据输变电设备的设备参数和节点结构构建数字模型，利用虚拟现实建模语言对数字模型进行环境模拟，以得到对应的虚拟环境，并提取输变电工程的各个阶段的风险指标信息，将风险指标信息和执行流程在虚拟环境下搭建出对应的仿真操作环境，在仿真操作环境下，通过虚拟现实硬件设备进行安全风险任务的仿真操作，以使工作人员根据仿真结果进行操作调整； 通过高度逼真的虚拟环境，模拟各种安全生产事故，建立安全生产的行为红线，从而提高安全意识，在虚拟环境中进行实际操作，从而提高操作熟练度和准确性。

37、本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。