（内蒙古电力（集团）有限责任公司培训中心内蒙古呼和浩特市010010）
摘要：电力系统不断发展，电力产业的规模迅速扩张，大量新技术、新设备的出现，给电力企业的员工培训带来了更大的挑战。而要利用真实的设备进行安装、拆卸和缺陷处理，则受制于客观物理条件的限制难于进行。本文对于三维数字化电力培训平台的系统改进进行的研讨，旨在面向电力施工人员和设备检修人员做提升培训，并由培训需求反推系统功能。
关键词：电力教育职工培训仿真培训培训系统设计
一、三维数字化电力培训平台在电网中的应用前景
企业员工知识、技能培训，直接影响企业的生产效率、产品质量，所以一直受到普遍重视。目前，国内外多数电力企业使用的“培训、考试管理系统”，主要是以知识传授为主。一般地，以录制的视频短片、专业知识题库为基础，进行安全生产知识的培训、考核。通过视频短片，特别是三维的动画，可以使学员更容易掌握一些设备的构造、工作原理；基于专业题库的在线考试系统，可使学生随时检验对理论知识掌握的程度。
将三维虚拟现实、数字化标准库等技术相结合，构建完成智能型“数字化电力培训平台”，学员使用系统可进行实际工作技能的自我模拟培训、现场作业过程模拟演练等。这些实际技能包括如何正确进行变压器、断路器等设备的安装、拆卸、检修等。现场施工作业的材料、工器具、备品备件的准备，以及作业工序和危险点的控制等都可在系统上进行模拟仿真。学员可在虚拟工作现场，模拟进行设备检修、配件安装、套管吊装等虚拟作业。学员使用该系统可进行变压器检修、断路器等设备检修实际技能的自我培训、自我模拟测试，它是新一代智能型安全生产技能自我培训、模拟演练系统，不仅具备常规“知识培训、考试管理系统”的功能，而且可为每个学员提供一个“实际工作技能”自我训练平台，使“技能培训”从“师带徒”模式上升到“自我智能学习”模式，这种新模式必将大大提升岗位技能学习的效率，也将为现场作业安全水平的提高做出贡献。
二、全仿真培训系统的发展
随着我国电力需求的不断增长，电力产业的规模迅速扩张，大量新技术、新设备在电网中广泛使用，对施工建设、安装调试、运行维护、缺陷排查等都提出了更高的要求，不仅工作量大大增加，而且对现场工作人员的知识和技能的要求也大大提高。
为了提高各相关专业工作人员的工作能力，各企业都投入大量资源用于员工的培训，主要的培训方式有：提供专业培训书籍供员工自学、聘请各类专家讲解培训、采购各种培训视频专题片供员工观看、提供各类专业题库供员工评测，这些培训方式在一定程度上解决了员工的“知识充足率”问题，却仍然无法提高专业人员最需要的安装技能、检修技能，无法获得感性的体验。而要利用真实的设备进行安装、拆卸和缺陷处理，则受制于客观物理条件的限制难于进行。
因此，与实际设备联系密切的技能培养，目前仍然依赖现场施工作业过程中的师徒传授和实际作业，不仅大量的施工作业技能无法预先培训、演练，而且许多设备内的构件都无法预先熟悉。导致施工作业效率难以提高、施工作业质量难以保障、施工作业人员的水平也难以评估。
三、国内对于三维数字化培训系统的应用
电力系统目前的实际工作技能培训，主要集中在调度部门，通过实时调度员培训仿真系统实现。该系统和实时调度系统共享实时数据，培训教师可在该系统上模拟设置各种故障，检验、提升调度员实际分析、处理事故的能力。
广大电力企业的实际工作技能的培训，一直是个空白。这些实际工作技能包括如何正确进行变压器、断路器等设备的安装、拆卸、检修等。现场施工作业的材料、工器具、备品备件的准备，以及作业工序和危险点的控制等都是实际工作技能的不同方面。本系统应用虚拟现实、数字化标准库等技术，开发完成的智能型“三维数字化电力培训平台”，是为广大电力施工企业员工实际工作技能培训，做出的初步探索。
四、内蒙古蒙西电网对于三维数字化电力平台仿真培训系统的探索及其改进思路
本项目将三维虚拟现实、数字化标准库等技术相结合，构建完成智能型“数字化电力培训平台”，学员使用该系统可进行实际工作技能的自我模拟培训、现场作业过程模拟演练等。一期工程已完成500kV,220kV变压器、断路器、隔离开关共8种型号设备66个现场检修作业任务的仿真，二期拟开展110kV,35kV,10kV变压器、断路器、隔离开关共20多种设备100多个现场作业任务的仿真，全面实现高压、低压设备的三维、交互式智能培训。
改进项目研究的关键技术包括：
1）仿真场景状态快速设置技术
根据标准化作业指导书，每一个设备检修任务的作业过程划分为了很多工序步骤，每一步骤的结束或下一步骤的开始都对应着仿真场景的相应状态，该数字化电力三维培训平台要求具备点播功能，即可以任意的点击某一步骤，直接展示该步骤的作业内容，这就要求仿真场景能够快速的实现该步骤所需状态的设置。，二期目进行仿真场景状态快速设置技术的研究，实现点播时仿真场景状态瞬间设置的功能。
2）作业步骤仿真过程快速移植技术
二期项目规划实现110kV、35kV和10kV共计20多个设备模型100多个检修任务的标准化作业过程仿真，模型数量、任务数量较大，为了确保按时完成本期项目，进行作业步骤仿真过程快速移植技术的研究，基于一期项目基础上，实现类似模型相同任务仿真过程的快速移植，可以节省约25%至30%的工作量。
3）数字化标准库技术
它是通过对国家、行业或机构颁发的标准、规程进行数字化、解析化处理，将之转变为结构化数据的技术。本项目创新性地提出并成功地将之应用于构建电力设备组件的数字化标准库，它将为模拟作业过程的工序控制、危险点控制服务，也将为学员自我模拟测试、模拟演练服务。本期项目完善数字化标准库结构，使其具有更高效率，更好的适应三维仿真培训的需要。
五、三维数字化电力平台对于电网发展的积极意义
电力安全生产水平的提高，不仅要依靠高质量的一次设备、坚强的电网和功能强大的二次控制、保护设施，更要依靠高水平的运维、检修队伍，广大电力一线人员的安全生产知识、技能直接影响电网的安全水平。
本次系统建设过程中选取各单位常用一次设备进行建模，所有设备均以生产企业装配级图纸、实地拍摄、厂家技术人员指导下，完成一次设备的外部和内部结构建模。以设备检修导则为基础、按照设备检修作业指导书的标准，结合实际工作中设备常见检修任务，通过各个单位检修专家的论证，完成所有设备检修任务仿真剧本的制作。针对各种业务逻辑的需要，进行智能引擎知识表达方式的设计，以及知识技能解析算法的设计。在模拟练习和考试，学员对设备的任一项操作，系统都要基于系统内的智能引擎进行计算，实现自动量化评分，结合三维模型交互操作捕获功能，真正实现智能培训的目标。
系统的应用实现了检修工序、工艺知识技能的实用化仿真培训，全面提升运行、检修人员的安全生产知识、实操技能，确保现场作业质量的重要措施，可有效提升检修、运维工作的安全水平，保证电网的安全运行，因而具有显著的社会效益和经济效益。
参考文献
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[2]李建萩,银哲.内蒙古地区馈线自动化研发方向与培训方法研讨[J].中国电力教育,2018,362(4):51-53.