VR技术在风电场智能安全培训系统中的应用

VR 技术在风电场智能安全培训系统中的应用

李娟

国家电投集团广西电力有限公司，南宁 530000

摘要：丰富的感觉能力与3D显示环境使得虚拟现实技术VR广泛应用于新能源生产管理领域。特别是VR技术在风电场安全教育培训中的应用是外委承包商安全培训手段的一个创新。VR培训系统的应用减少的培训人员的工作量，通过亲身体验“事故”使受教育人员对安全的理解更加深刻，能够将安全管理理念入脑入心，保证作业安全。

关键词：VR；风电场；智能；培训

0 引言

根据风电场特点，其高风险作业主要包括触电、高处坠落、车辆伤害、坍塌等。风电场根据安全培训需求开发智能安全培训系统用于企业员工日常安全培训和外来人员入场安全教育。针对高风险作业在系统中运用VR模拟事故场景，虚拟学习环境、虚拟现实技术能够为培训人员提供生动、逼真的学习环境，亲身经历事故发生在自己身上的，感受事故的惨烈状况，通过强烈刺激培训人员的眼、耳、手等感觉器官，使培训人员从内心深处感受到事故对生命的伤害和对财产的破坏，时时刻刻提醒自己遵守规章、规范操作，牢固树立“安全第一”的安全理念。

1 灵田风电场简介

灵田风电场工程位于广西灵川县灵田乡东北部山区，东北靠兴安县高尚镇，场址西侧距

灵川县城约17km，场址东西宽约6.7km，南北长约8.3km，场址面积约25.7km2，处于国道322、泉南高速及湘江斜贯风电场交汇处，交通十分便利。风电场所选用的风机为明阳智慧能源集团股份公司研发的MY2.0-121型风机，共30台，总装机容量为60MW。

风电机组采用单母线接线方式，箱式变压器将风电机组端电压升至35kV后接至场内35kV集电线路，汇集后送至风电场升压站35kV开关柜。依据风电机组机位布置、升压站位置及集电线路输送容量与线路损耗考虑，将30台的风电机组分为3个回路。35kV集电线路采用直埋电缆，集电线路路径总长约44.20km，其中一回路线路长度13.85km，二回路线路长度12.01km，三回路线路长度18.34km。

2 灵田风电场智能安全培训系统及简介

2.1 安全培训系统功能图

2.2安全培训系统主要功能

对于整个安全培训系统主要功能：一是具有自助打印功能，培训人员通过二代身份证读卡器选择性的打印考试成绩单，查询考试成绩。二是身份识别入场功能，培训人员通过二代身份证读卡器确认考试人员。三是自主录入成绩功能，考试结束后可自动判卷也可人工判卷，并在接受信息的电脑上，录入对应的考生成绩。四是具有VR安全拓展培训功能，以灵田风电场现场为基础，量身定做 15个事故场景进行体验式拓展培训。

3 VR在灵田风电场安全培训中的应用

3.1 VR安全拓展培训系统的组成及主要参数。

灵田风电场VR安全培训系统主要有头盔式j维显示器、数据手套、数据衣、立体声耳机和相应的计算机软硬件系统组成。其设备主要参数如下：

3.2 VR安全拓展培训系统的应用

参加培训人员通过穿戴虚拟现实应用设备，通过计算机技术、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术及人工智能技术等多种高新技术的集成应用，体验灵田风电场多种事故场景，了解事故发生的原因、如何处置以及如何预防。体验事故场景介绍如下：

1）高空坠落事故主要包含：风机维护高空坠落、塔筒攀爬高空坠落、孔洞高空坠落、临边高空坠落等四种常见风电高处坠落事故。

①风机维护高空坠落：以风机外部塔筒维护清洗为作业内容，体验有高处坠落的掉落感和晕眩感。

②塔筒攀爬高空坠落：以风机内部塔筒爬梯登塔为作业内容，体验有高处坠落的掉落感和晕眩感。

③孔洞高空坠落：以风机内部孔洞施工为作业内容，体验有高处坠落的掉落感和晕眩感。

④临边高空坠落：以风机顶外部维修为作业内容，体验有高处坠落的掉落感和晕眩感。

2）恶性电气误操作主要包含：带负荷拉（合）隔离开关、带电挂（合）接地线、带接地线（开关）合断路器、误分（合）断路器、误入带电间隔五大类。本场景以检修风机配电柜为作业场景，有触电的电流震动感和震撼感。

3）起重伤害：风机塔筒起吊作业为场景，有重物下落的压迫感。

4）机械伤害：风机齿轮箱安装时使用液压扳手固定螺丝为作业内容，手部有重伤震撼感。

5）个人防护不到位伤害事故主要包含：安全帽使用、防护服使用、防滑鞋使用、坠落悬挂用安全带、坠落悬挂用安全绳、限位工作绳检使用。

①安全帽使用：第三人称演示安全帽正确使用，有真实感和操作感。

②防护服使用：第三人称演示防护服正确穿戴，有真实感和操作感。

③防滑鞋使用：第三人称演示防滑鞋正确使用，有真实感和操作感。

④坠落悬挂用安全带：第三人称演示安全带正确使用，有真实感和操作感。

⑤限位工作绳检使用：第三人称演示限位工作绳正确使用，有真实感和操作感。

6）车辆伤害：风机塔筒基坑挖掘作业场景，有被车辆压倒的感觉。

7）坍塌伤害事故主要包含风机塔筒基坑坍塌和风机塔筒坍塌。

①风机塔筒基坑坍塌：以基坑施工为作业场景，体验时有被物体砸倒掩埋的压迫感和窒息感。

②风机塔筒坍塌：以风机齿轮箱维修为作业场景，体验时有跌落摔倒的晕眩感及掩埋的压迫感。

3.3应用效果

灵川风电公司将安全生产智能培训系统与VR安全拓展培训系统结合起来开展入场安全培训，使培训效果取得了明显提升，主要表现在：一是入场培训人员在学习理论知识的基础上，再通过VR虚拟现实场景培训，收到了事半功倍的效果。二是2020年1—9月份，灵川风电公司共开展42批次入场人员安全培训，共有348人/次参加培训。通过培训，作业现场违章行为同比减少65%，未发生人身伤害事件。三是通过VR虚拟现实场景的宣传和推广，共有14个兄弟单位到灵川风电公司参观学习和培训，为兄弟单位的安全生产培训了人才。

4 结束语

在风电场智能安全培训系统中，参加安全培训人员在理论安全知识培训的基础上再开展VR安全拓展培训，充分利用VR沉浸性、交互性和构想性的特点提高培训效果，提升安全培训管理水平。虚拟现实技术已在经济建设过程中应用，未来也将更加广泛的应用于社会发展的各行各业，也将更好的服务于电力企业的管理。

参考文献：

[1]王娜，沈力，邓淑平.VR虚拟现实在电力安全生产教育培训中的应用[J].通讯电源技术，2017,9.

[2]张洪波.增强现实技术在教学的应用研究[D].开封：河南大学，2012.

[3]施鹏.VR技术在安全生产培训中的应用[J].安全,2017.

作者简介：

李娟，女，15878056116，国家电投集团广西电力有限公司运营服务分公司，1983年4月，工程师，本科，发电运行管理；广西南宁市高新区鲁班路99号1号研发楼12层，邮编350000