混合现实技术用于电力营销安全培训综述

摘要：电力营销现场存在电压等级低、工作人员安全意识薄弱、现场环境复杂等问题，这使电力营销安全培训尤为重要。本文首先介绍了混合现实技术（MR）在电力工业、教育培训等领域的应用情况，对电力营销安全培训可利用混合现实技术模拟电力营销安全现场，以提升学员安全意识，降低安全风险。结合国网湖南省电力有限公司技术技能培训中心已建成的电力营销安全VR、MR仿真教学实训室，探讨了MR技术在电力营销安全培训中的应用。结果表明，MR技术为电力营销安全培训提供了有效的参考，但仍需进一步加强对一线状况的模拟和不同地区情况的精确收集与整合。

关键词：电力营销；混合现实技术（MR）；仿真教学；安全培训；智能技术

中图分类号：TP391.9文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）34-0110-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

0引言

随着信息技术的飞速发展，混合现实技术（MR）、虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR）等新一代智能技术已广泛应用于教育、医疗等多个领域[1]。混合现实技术通过扫描真实环境并进行三维建模，结合可穿戴设备，为操作人员提供沉浸式体验[2]。因此，针对当前电力营销作业一线现场中存在的安全隐患，更加需要对工作人员做好安全培训，由此可借助混合现实技术。本文介绍了近年来混合现实技术在电力工业、教育培训等领域的应用，并探讨了相关优势。最后结合国网湖南省电力有限公司技术技能培训中心已建成的VR、MR仿真教学实训室，探索了混合现实技术在电力营销现场作业安全培训中的实践，为提升培训效果提供参考价值。

1混合现实技术

1.1混合现实技术概念

混合现实技术（MixedReality，MR）是一种新型数字化全息影像技术，由专用硬件和软件组成[3]。它通过实时提供计算机处理的成像数据，将真实物体与计算机生成的图像有机融合，实现虚拟场景与现实世界的无缝结合。混合现实技术利用可穿戴设备，让操作人员在扫描并建模的三维真实环境中进行沉浸式交互[4]。

1.2混合现实技术特点

在现实生产生活中的各个领域，各类数字技术已经得到广泛使用。以下图1为混合现实技术、增强现实技术与虚拟现实技术的特点总结。

1.3混合现实技术在电力领域应用

混合现实技术目前在电力领域中常用于电气设备运检、抢修工作，通常与人工智能技术相结合。如表1所示为混合现实技术（MR）在电力工业领域的主要应用。

文献[5]中刘建明等人结合电网抢修工作经验，在生产管理系统、地理信息系统等电网传统业务系统的基础上融合了混合现实技术，研发了可在抢修作业的过程中运用的关键技术如作业环境感知、可见光识别等。从而更加高效地完成了电网应急抢修工作，以保证人身和设备安全，减少事故损失。

文献[6]中宋慧娟将混合现实技术与人工智能技术相结合，围绕电力巡检业务，提出了一系列的应用方法，包括数据读取及显示、主要电气故障的预测、告警提示电力巡检中的潜在危险和可能出现的故障等。进一步提高了电力巡检业务过程中评估缺陷和危险的预知能力以及巡检效率，降低了人为因素在电力巡检业务中的影响。

文献[7]中张哲等人研发了一款基于混合现实技术的避雷器运检系统。该系统具备避雷器识别认知、辅助运检等功能，能够实时指引操作人员规范、便捷地完成避雷器巡检任务，并且还可应用于企业及学校的培训和教学中，既可提升避雷器巡检工作效率，又可用于提升工作人员的专业技能。

文献[8]中吴茜等人针对电力电缆巡视时地下通道线路识别困难、设备信息获取不全面、设备运行数据获取不实时、运维数据管理效率低、巡视检修不够直观等问题，研发了一款基于混合现实技术的电缆及通道数字化运维系统，该系统具备三维展示、台账信息查询、虚拟巡视、技能培训等多项功能，可显著提升电力电缆及通道的运维效率。

1.4混合现实技术在教育培训领域应用

混合现实技术打造了虚拟世界与真实世界之间融合的通道，使使用者难以分辨两者的边界，为学生提供了一种全新的学习体验，因此也广泛应用于多个领域的教育培训领域中。

文献[9]中陈晓鹏等人针对传统新能源汽车实践课程的虚拟教学方式的内容简单、结构单一等问题，利用混合现实技术，结合现实的工作环境，为学生提供沉浸式的新能源汽车机电维修的模拟。

文献[10]中文帅等人针对传统医学教育模式中存在的如教学模式单一、枯燥，不易构造出合适的实操条件，而通常只能采用人体模型等问题，因此利用混合现实技术进行建模，构建出多种医疗工作场景。

文献[11]中江荣旺、王豆豆等人将混合现实技术应用于几何教学中，与传统的纸质教学材料相比，通过混合现实技术构造几何模型能够更好地激发学生学习兴趣，提升学生的空间想象能力。

文献[12]中杨晓龙、凌莉等人将混合现实技术应用于机械设计和制造类课程中。传统的机械制造类课堂仅通过文字、图片或视频等二维媒介开展教学，这使得学生容易产生审美疲劳和刻板印象，需要学生本身具备较好的空间想象能力。因此可在传统的教学方法上，培养学生积极主动的思考能力及创造力。

具体的应用实例、方法及成效详见表2，由此得出混合现实技术在教育培训领域具有独特的优越性。

2电力营销安全

2.1电力营销安全风险点

当前，健全的安全管理体系备受关注。不仅要加强安全管理的管控，还需增强对安全隐患的排查，尤其是电力营销现场作业的安全管理。电力营销现场作业包括计量装置安装与检查、消缺工作，以及充换电服务、综合能源、电能替代等新型业务。由于多位于低压客户侧，与客户安全责任划分存在诸多问题。营销现场作业的工作环境复杂，通常在居民小区、单元楼、停车场、街道旁、配电房等地，具有临时性、计划性不强、紧急程度高、工作人员结构复杂等特点。因此，存在点多面广、过程管控不足、系统数据交互弱等问题[13]。

2.2电力营销安全培训注意事项

针对上述电力营销现场可能遇到的风险，特别是在低压现场作业中，作业环境复杂多变，伴有植物、建筑物、水池等，且会随天气和用户用电情况变化，增加了施工难度和安全隐患。因此，培训中需强化员工的安全意识和职业责任感，重点分析和总结现场安全事故的教训，汇总案例素材。根据具体情景进行分工，有针对性地梳理案例，提高员工的警惕性和应对能力[14]。

3混合现实技术用于电力营销安全

而传统的电力营销现场作业安全培训通常采用观看警示视频、安规考试等方法。这些方法具备一定的局限性，容易引起学员反感，并没有真正起到增强学员安全意识的作用，学员仍有可能在实际工作中忽视安全隐患。因此在电力营销安全培训中，引入混合现实技术，能够模拟营销安全风险点，高效还原真实场景。这样既能有效规避风险，又能增强学员的警惕性，提升技术技能水平。解决了在复杂的现场工作环境中工作人员安全意识不足的问题，利用混合现实技术模拟典型场景，让学员通过可穿戴设备进行沉浸式体验，意识到安全措施不到位带来的威胁，消除侥幸心理，避免安全事故的发生。

国网湖南省电力有限公司技术技能培训中心（国网湖南技培中心）已建成电力营销现场作业安全VR、MR仿真教学实训室（如图2所示）。该实训室利用VR、MR等先进技术，采用“以实化虚、以虚辅实”的虚实融合教学理念，将营销现场作业安全规程、标准化作业指导书和违章事故感知体验融入虚拟环境。

通过数字化手段还原6类典型电力营销现场作业场景、33个典型作业任务、结合营销现场作业安全规程、标准化作业指导书，嵌入安全风险违章点178个、典型案例76个。采用混合现实技术全流程全要素感知方式模拟电力营销现场作业，并创新采用“VR+MR+纯实物”联合“进阶式”的培训模式深化安全教育培训。实训室可开展多项作业任务，其主要开展任务如图3所示。

采用引导式教学、实操演练、自由式考核、违章警示等多种教学方式，使得学员可获得超现实沉浸式学习体验，提升安全技能，强化标准化作业流程，深化违章事故的警示教育。

如图4所示，学员在软件引导下学习标准化作业流程，系统实时跟踪学习效果，及时反馈操作结果。如有违章操作，系统会给予文本反馈、语音提醒和惩罚性感知。学员通过仿真体验，在安全环境中感受到不规范操作的严重后果，与实际生产零距离对接，增强了培训的实用性和挑战性，能够快速掌握电力营销现场作业流程中的安全技能要领。

4结论

混合现实技术目前已广泛应用于多个领域，也为电力营销安全培训提供了新的途径。通过可穿戴设备，学员可在虚拟环境中体验真实的工作场景，较之传统观看安全警示视频及安全规程考试的教育方式具备更加直观的体验感，更好地提升学员在电力营销现场工作中的安全意识，强化了安全技能。然而目前对不同地区情况的精确收集与整合需要进一步加强，以便于更好地模拟出电力营销一线风险点。未来，应进一步优化、扩大案例库并改进混合现实技术的应用，在此基础上创建出更多场景，以提高对复杂环境的模拟能力，全方位预控电力营销现场作业风险，使培训教学取得更好的效果。

参考文献：

[1]刘书中，王以朋，周熹，等.混合现实技术在骨科手术规划及教学培训中的应用进展[J].中国实验诊断学，2021，25（1）：156-158.

[2]孔玺，孟祥增，徐振国，等.混合现实技术及其教育应用现状与展望[J].现代远距离教育，2019（3）：82-89.

[3]郝英好.人机交互新模式，VR/AR/MR产业开始形成[J].新型工业化，2016，6（8）：65-70.

[4]刘建明，施明泰，庄玉琳，等.增强现实、虚拟现实和混合现实技术在电力系统的应用研究[J].电力信息与通信技术，2017，15（4）：4-11.

[5]刘建明，施明泰，庄玉林，等.混合现实技术在电网应急抢修作业中的应用[J].电力信息与通信技术，2017，15（5）：12-15.

[6]宋慧娟.基于混合现实的人工智能在电力巡检中的应用[J].电网与清洁能源，2020，36（2）：75-79.

[7]张哲，彭政，张珊茹，等.基于混合现实技术的避雷器运检系统设计[J].自动化与仪器仪表，2021（1）：97-99，103.

[8]吴茜，袁博，马凌波.基于混合现实技术的电缆及通道运维辅助系统应用研究[J].农村电气化，2023（9）：41-44.

[9]陈晓鹏，李智军，谢丽君，等.混合现实技术与情境模拟教学的融合在新能源汽车技术专业实践教学中的应用[J].汽车维护与修理，2024（8）：29-31.

[10]文帅，罗敏，聂森，等.混合现实技术在医学智慧教室中的应用[J].河南医学高等专科学校学报，2024，36（2）：271-273.

[11]江荣旺，王豆豆.混合现实技术在几何教学中的应用研究[J].电脑知识与技术，2020，16（7）：118-119，123.

[12]杨晓龙，凌莉.混合现实技术在机械课程教学中的应用研究[J].高教学刊，2021，7（28）：90-93.

[13]国家电网有限公司发布.国家电网有限公司安全教育培训工作规定[M].北京：中国电力出版社，2020.

[14]尚琳琳，周龙.案例教学法在煤矿安全技术培训中的应用分析[J].科技与创新，2024（13）：152-154.

【通联编辑：王力】

基金项目：2022年度湖南省教育厅科学研究项目“基于‘混合现实（MR）’的电能计量装置安装与检查安全实训模型研究”（22C1383）