CN116415819B - 一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，该方法包括以下步骤：S1、获取电力环境中多类型电力作业场景的物理参数与对应的风险因素；S2、利用物理参数构建三维数字模型，并融合为虚拟交互环境；S3、利用风险因素构建风险评估模型，评估各电力作业场景的风险值；S4、根据风险值编排并分配各电力作业场景的管理周期与维护任务；S5、利用虚拟交互环境对电力作业场景进行场景展示及风险模拟；S6、根据展示模拟结果对电力作业场景内建筑与设备进行维护优化。本发明通过基于虚拟现实技术及增强现实技术构建三维的虚拟交互环境，可以将复杂电力设备系统和场景映射出来，实现可视化、交互式的演示和管理。
Description
技术领域
本发明涉及风险管控技术领域具体来说，涉及一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法。
背景技术
电力系统是一个复杂的能量传输和分配系统，由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成。它的主要作用是将发电厂产生的电能传输到用户，以满足人们对电力的需求。而电力作业场景是指在电力系统中进行各种维修、安装和检修等作业的现场环境。电力作业场景包括火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、变电站、输电线路和配电网等。
在电力作业场景中，人员需要对各种类型的电力设备进行各种维修、安装和检修等作业，以确保电力系统的正常运行和安全性。这些作业可能会涉及到高电压、高温、高空和机械设备等危险因素，如果不采取相应的安全措施和防护措施，就会面临各种风险和危险。因此，需要引入风险管控技术来提高与保证作业人员在电力作业场景的安全性。
风险管控是指采取各种措施来识别、评估、监测和控制各种潜在风险，以减少或避免损失的过程。它通常包括以下几个方面：1、确定潜在的危险和风险，并对其进行分析和评估，以确定其严重性和可能性。2、采取各种措施来减少或避免潜在的损失，这些措施可能包括预防措施、应急响应计划、保险等。3、监测和评估已采取的控制措施的有效性，并在必要时对其进行调整或改进。
现有技术中，存在基于虚拟现实的场景风险管控的技术方案，包括：
公开号为CN113253842A的中国专利公开了一种场景编辑方法和相关装置、设备，具体公开了获取现实场景的图像数据；对图像数据进行三维重建，得到现实场景对应的三维模型；利用虚拟数字空间对三维模型进行转换，得到现实场景的虚拟数字模型；能够提高编辑现实场景的自由度，增强现实场景虚实融合的显示效果。但是，该现有技术针对的是如何执行用户关于物品摆放位置的指令，属于开环控制，缺乏对场景风险的监督和管控。
公开号为CN112561276A的中国专利公开了一种作业操作风险演示方法及装置、存储介质、电子装置，具体公开了根据作业数据配置和动态数据构建三维交互模型；接收目标对象执行目标作业任务的作业操作，确定作业操作的风险数据并在三维交互模型中进行作业操作风险演示，解决了相关技术中对于目标作业任务的作业操作中出现的风险缺乏针对作业全过程的沉浸式体验，培训作业操作的场景与实际情况存在偏差等问题。但是，该现有技术仅公开了基于已有的风险判定依据进行风险判定，且未明确公开如何从数值角度进行风险技术，对实际场景的判定灵活性和自适应能力不足。
公开号为CN110428147A的中国专利公开了一种虚拟电厂通信风险评估方法、系统及设备，具体公开了将评估结果纳入到风险评估与分析数据库中；在数据库中建立不同的风险等级，并建立不同风险等级的预处理方案。但是，该现有技术的风险值依赖于历史数据进行概率计算，在历史数据缺失或不足时，计算精度极低，且未考虑不同场景和设备的权重，未能统合所有不同设备进行权重计算，造成整体判定准确性不足。
现有的风险管控技术多为局部和单一的技术手段，缺乏系统性和综合性，需要进一步加强技术研发和应用，构建完整的风险管控体系；现有技术虽然先进，但在实际应用过程中，很多技术手段未能得到充分应用；而且，电力作业场景中人员的安全意识和应急响应能力也存在一定的差距，需要加强人员培训和技能提升。另外，部分风险管控技术缺乏可视化展示和智能交互的功能，难以实现对于数据的直观展示和快速响应。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，该方法包括以下步骤：
S1、获取电力环境中多类型电力作业场景的物理参数与对应的风险因素；
S2、利用物理参数构建三维数字模型，并融合为虚拟交互环境；
S3、利用风险因素构建风险评估模型，评估各电力作业场景的风险值；
S4、根据风险值编排并分配各电力作业场景的管理周期与维护任务；
S5、利用虚拟交互环境对电力作业场景进行场景展示及风险模拟；
S6、根据展示模拟结果对电力作业场景内建筑与设备进行维护优化。
进一步，物理参数包括建筑实体参数、管线实体参数、电力设备参数、空间位置参数及电力环境参数，风险因素包括历史故障数据、历史作业数据、实时作业数据及目标重要度。
进一步，利用物理参数构建三维数字模型，并融合为虚拟交互环境包括以下步骤：
S21、将物理参数输入至三维建模软件并采用模块化混合建模法；
S22、利用建筑实体参数进行电力建筑的室外三维建模；
S23、利用管线实体参数进行电力管线的室内三维建模；
S24、利用电力设备参数进行电力设备的室内三维建模；
S25、利用空间位置参数将电力建筑、电力管线及电力设备融合为电力作业场景，并利用电力环境参数进行场景环境优化渲染；
S26、将电力建筑与其内部的电力设备进行层级关联，将电力建筑作为一级编号、电力设备作为二级编号，并分别赋予定位ID；
S27、将单个电力建筑作为跳跃视点，利用多视点跳跃技术融合多个电力作业场景，形成可与用户实时交互的虚拟交互环境。
进一步，利用风险因素构建风险评估模型，评估各电力作业场景的风险值包括以下步骤：
S31、利用历史故障数据分别计算电力建筑中每个电力设备与电力管线的故障频率；
S32、利用历史作业数据与实时作业数据分别计算电力设备与电力管线的常规健康度；
S33、分别为每个电力设备、电力管线赋予各自的目标重要度；
S34、利用故障频率、常规健康度与目标重要度设定风险评估模型，分被计算每个电力设备、电力管线的独立风险值；
S35、综合单个电力作业场景内所有独立风险值评估该电力作业场景的风险值。
进一步，风险评估模型的表达公式为：
式中，R表示电力管线或电力设备的独立风险值，i表示电力管线或电力设备的序号，P表示故障频率，I表示目标重要度，b表示实时作业数据，a表示历史作业数据。
进一步，利用历史故障数据分别计算电力建筑中每个电力设备与电力管线的故障频率包括以下步骤：
S311、分别获取每个电力设备与电力管线各自对应的历史故障数据，并设定该电力设备的近期使用时间为T，该电力管线的近期使用时间为K；
S312、统计电力设备的历史故障数据中T时间内的故障次数，并统计其余电力设备的历史故障数据中前T时间内的总故障次数，将故障次数与总故障次数的比值作为该电力设备的故障概率；
S313、统计电力管线的历史故障数据中K时间内的故障次数，并统计其余电力管线的历史故障数据中前K时间内的总故障次数，将故障次数与总故障次数的比值作为该电力管线的故障概率。
进一步，综合单个电力作业场景内所有独立风险值评估该电力作业场景的风险值包括以下步骤：
S351、对电力作业场景内所有电力设备与电力管线的独立风险值进行降序排列，分别选取前m个电力设备的独立风险值，以及前n个电力管线的独立风险值；
S352、综合每个电力设备与电力管线对应的目标重要度，计算电力作业场景的风险值，计算公式为：
式中，Q表示电力作业场景的风险值，α表示电力设备在电力作业场景中的权重值，β表示电力管线在电力作业场景中的权重值，I表示目标重要度，R表示独立风险值，m表示电力设备的数量，n表示电力管线的数量，x表示电力设备的序号，y表示电力管线的序号。
进一步，根据风险值编排并分配各电力作业场景的管理周期与维护任务包括以下步骤：
S41、设定电力作业场景的风险阈值；
S42、依据风险值与风险阈值的关系对管理周期进行编排；
S43、将电力设备风险维护作为人工维护任务，将电力管线风险维护作为无人机维护任务；
S44、利用AR技术执行人工维护任务；
S45、利用VR技术执行无人机维护任务。
进一步，利用AR技术执行人工维护任务包括以下步骤：
S441、执行人员佩戴AR眼镜并接收云端下达的人工维护任务；
S442、执行人员获取电力设备的定位ID进行设备定位；
S443、利用AR眼镜获取电力设备的运行过程中的深度图像与状态参数，并上传至虚拟交互环境并同步至专家诊断库。
进一步，利用VR技术执行无人机维护任务包括以下步骤：
S451、执行人员获取电力管线定位ID进行管线定位；
S452、利用无人机对电力管线进行巡检，获取高清视频图像与声波成像图像，并与无人机位置信息传输至执行人员携带的通信设备，并上传同步至虚拟交互环境。
本发明的有益效果为：
1、通过基于虚拟现实技术及增强现实技术构建三维的虚拟交互环境，可以将复杂电力设备系统和场景映射出来，实现可视化、交互式的演示和管理；让执行人员能够通过虚拟现实技术直观地感知电力作业中存在的风险，提高安全生产防范水平；同时，在应急状态下，管理人员与执行人员可全过程使用这个平台，对场景中发现的潜在威胁快速作出优化调整，保证生产后的安全性。
2、通过结合电力作业场景内电力建筑、电力管线及电力环境构建虚拟交互环境，可以将电力作业场景的建筑、设备、管线等元素实时呈现出来，实现对场景的可视化，快速识别场景中的安全隐患和风险点，有利于实时监测和预警；可以实现对电力作业场景的远程监控和管理，为企业提供更多的安全保障；另外，虚拟交互环境可以通过预演和模拟，优化应急响应预案，提高应对突发事件的效率和准确性，同时还可以减少安全事故的发生，为企业节省人力和物力资源。
3、通过利用电力设备与电力管线的风险因素，构建风险评估模型，优先计算每个电力设备、电力管线的独立风险值，再综合计算电力作业场景风险值，可以对每个电力设备、电力管线的独立风险进行准确识别和评估，从而能够及时发现和排除潜在的安全风险；通过风险评估模型计算出的每个电力设备、电力管线的风险值，可以为企业管理层提供更为准确的数据支持，从而优化安全决策，提高企业的管理效率。再通过分析电力作业场景风险值的大小，可以为企业提供相应的风险管控方案，指导企业在安全防范措施上进行投入和优化，有效降低电力作业场景的运营成本和维护成本，避免因疏漏导致的意外事故所带来的巨额损失，此外，还可让员工更加了解电力作业场景中的安全风险，并提高他们的安全意识和防范意识，从而降低安全事故的发生率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法的流程图。
实施方式
根据本发明的实施例，提供了一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，该方法包括以下步骤：
S1、获取电力环境中多类型电力作业场景的物理参数与对应的风险因素；
其中，物理参数包括建筑实体参数、管线实体参数、电力设备参数、空间位置参数及电力环境参数，风险因素包括历史故障数据、历史作业数据、实时作业数据及目标重要度。
其中，物理参数中各个参数的具体组成包括：
1.建筑实体参数：建筑物的尺寸、形状、材料、结构、承重能力、防火等级等参数；
2.管线实体参数：管道的材质、直径、压力等级、长度、连接方式、流体类型等参数；
3.电力设备参数：设备类型、功率、电压、电流、温度、压力等参数；
4.空间位置参数：电力作业场景内各个实体之间的相对位置关系、布局、空间限制等参数；
5.电力环境参数：环境温度、湿度、气压、风速、光照、噪声等参数。
风险因素中各个数据的具体组成包括：
1.历史故障数据：包括电力设备或电力管线过去出现的故障类型、故障次数、故障原因、故障对设备或管线的影响等信息。历史故障数据可以帮助识别设备或管线的弱点和薄弱环节，以便进行有针对性的风险管控。
2.历史作业数据：包括电力设备或电力管线过去的操作记录、历史监测数据、历史传感器数据等信息。历史作业数据可以帮助分析设备或管线的使用情况、运行状态，用于与实时作业数据进行比对分析。
3.实时作业数据：包括电力设备或电力管线当前的操作状态、实时监测数据、传感器数据等信息。实时作业数据可以帮助实时监测设备或管线的状态，及时发现问题，做出及时的反应和调整。
4.目标重要度：指电力设备或电力管线在电力作业中的重要程度和影响程度。目标重要度可以考虑设备或管线对生产流程的影响、对生产效率的影响、对产品质量的影响等因素，以便对设备或管线的风险程度进行评估和分类。该值可由管理人员根据实际生产场景为设备或管线进行赋值。
S2、利用物理参数构建三维数字模型，并融合为虚拟交互环境；
将三维数字模型与虚拟现实技术结合，可以呈现出交互式的虚拟环境，用户可以通过交互式界面实现场景的漫游和探索，并对模型中的各个要素进行实时交互和操作，实现对场景中风险因素的分析和管控。通过这种方式，可以大大提高风险管控的效率和准确性，同时也能够减少因误判和误操作而导致的人员伤亡和财产损失。
其中，利用物理参数构建三维数字模型，并融合为虚拟交互环境包括以下步骤：
S21、将物理参数输入至三维建模软件并采用模块化混合建模法；
模块化混合建模法是一种将不同建模技术结合起来的方法，可以更准确地描述和分析复杂系统的行为。该方法通过将系统分为多个不同的子系统，并分别使用合适的建模技术对其进行建模，最终将各个子系统集成起来，得到整个系统的行为模型。其中，每个子系统可以使用不同的建模技术，例如连续系统建模、离散事件建模、混合建模等。
在电力作业场景中，模块化混合建模法可以应用于对电力设备和管线的行为进行建模和分析。例如，在建模一个化工厂的生产过程时，可以将生产设备和管线分为不同的子系统，并采用合适的建模技术对其进行建模。通过将各个子系统集成起来，可以得到整个化工厂生产过程的行为模型，并通过该模型对生产过程进行优化和管控。
S22、利用建筑实体参数进行电力建筑的室外三维建模；
S23、利用管线实体参数进行电力管线的室内三维建模；
S24、利用电力设备参数进行电力设备的室内三维建模；
S25、利用空间位置参数将电力建筑、电力管线及电力设备融合为电力作业场景，并利用电力环境参数进行场景环境优化渲染；
空间位置参数可以将电力建筑、电力管线和电力设备的三维数字模型融合为一个完整的电力作业场景模型。通过模型融合，可以实现电力作业场景内的空间位置关系的精确表示，为后续的风险评估和优化提供基础数据。
同时，利用电力环境参数进行场景环境的优化渲染，可以提高电力作业场景的真实感和可视化效果，使得场景内的元素更加生动形象。例如，在场景内添加灯光、烟雾、气味等效果，可以使得用户更加真实地感受到电力作业场景的环境特征，从而更好地进行风险评估和管控。
S26、将电力建筑与其内部的电力设备进行层级关联，将电力建筑作为一级编号、电力设备作为二级编号，并分别赋予定位ID；
S27、将单个电力建筑作为跳跃视点，利用多视点跳跃技术融合多个电力作业场景，形成可与用户实时交互的虚拟交互环境。
多视点跳跃技术是指通过多个视点来观察一个物体或场景，从而实现更为全面的观察和交互。在电力作业场景中，可以利用多视点跳跃技术将多个电力作业场景进行融合，形成更为全面的场景视角，并与用户实时交互。
具体实现可以通过以下步骤进行：
1、基于物理参数构建多个电力作业场景的三维数字模型。
2、利用空间位置参数将这些电力作业场景进行融合，形成一个大的虚拟场景。
3、对这个虚拟场景进行优化和渲染，使其更加真实和生动。
4、利用多视点跳跃技术，将用户的视角从一个电力作业场景跳转到另一个电力作业场景，实现更为全面的观察和交互。
通过这种方式，用户可以在虚拟交互环境中自由移动和观察不同的电力作业场景，从而更加深入地了解电力环境的各个方面，并更好地进行风险管控。
S3、利用风险因素构建风险评估模型，评估各电力作业场景的风险值，包括以下步骤：
S31、利用历史故障数据分别计算电力建筑中每个电力设备与电力管线的故障频率；
其中，利用历史故障数据分别计算电力建筑中每个电力设备与电力管线的故障频率包括以下步骤：
S311、分别获取每个电力设备与电力管线各自对应的历史故障数据，并设定该电力设备的近期使用时间为T，该电力管线的近期使用时间为K；
S312、统计电力设备的历史故障数据中T时间内的故障次数，并统计其余电力设备的历史故障数据中前T时间内的总故障次数，将故障次数与总故障次数的比值作为该电力设备的故障概率；
S313、统计电力管线的历史故障数据中K时间内的故障次数，并统计其余电力管线的历史故障数据中前K时间内的总故障次数，将故障次数与总故障次数的比值作为该电力管线的故障概率。
S32、利用历史作业数据与实时作业数据分别计算电力设备与电力管线的常规健康度；
常规健康度的计算表达式为：
S33、分别为每个电力设备、电力管线赋予各自的目标重要度；
S34、利用故障频率、常规健康度与目标重要度设定风险评估模型，分被计算每个电力设备、电力管线的独立风险值；
其中，风险评估模型的表达公式为：
式中，R表示电力管线或电力设备的独立风险值，i表示电力管线或电力设备的序号，P表示故障频率，I表示目标重要度，b表示实时作业数据，a表示历史作业数据。
S35、综合单个电力作业场景内所有独立风险值评估该电力作业场景的风险值，包括以下步骤：
S351、对电力作业场景内所有电力设备与电力管线的独立风险值进行降序排列，分别选取前m个电力设备的独立风险值，以及前n个电力管线的独立风险值；
S352、综合每个电力设备与电力管线对应的目标重要度，计算电力作业场景的风险值，计算公式为：
式中，Q表示电力作业场景的风险值，α表示电力设备在电力作业场景中的权重值，β表示电力管线在电力作业场景中的权重值，I表示目标重要度，R表示独立风险值，m表示电力设备的数量，n表示电力管线的数量，x表示电力设备的序号，y表示电力管线的序号。
S4、根据风险值编排并分配各电力作业场景的管理周期与维护任务，包括以下步骤：
S41、设定电力作业场景的风险阈值；
S42、依据风险值与风险阈值的关系对管理周期进行编排；
S43、将电力设备风险维护作为人工维护任务，将电力管线风险维护作为无人机维护任务；
S44、利用AR技术执行人工维护任务，包括以下步骤：
S441、执行人员佩戴AR眼镜并接收云端下达的人工维护任务；
S442、执行人员获取电力设备的定位ID进行设备定位；
S443、利用AR眼镜获取电力设备的运行过程中的深度图像与状态参数，并上传至虚拟交互环境并同步至专家诊断库。
具体实现过程为：AR眼镜通过深度传感器获取电力设备的深度图像，并通过内置计算机将深度图像转换为三维模型，然后通过相应的算法对电力设备的状态参数进行提取和计算，例如温度、压力、转速等。这些状态参数随后可以通过无线网络上传至虚拟交互环境，并同步至专家诊断库。
在虚拟交互环境中，利用这些状态参数可以实时地对电力设备进行监测与诊断。例如，可以利用这些参数来进行设备的健康状态评估、故障预测和预防性维护等。同时，这些状态参数也可以被用于生成虚拟交互环境中的电力设备模型，以提高模拟的真实性和精确度。此外，专家诊断库可以通过对这些状态参数的分析来提高诊断精度和效率，帮助企业更好地管理和维护电力设备。
S45、利用VR技术执行无人机维护任务，包括以下步骤：
S451、执行人员获取电力管线定位ID进行管线定位；
S452、利用无人机对电力管线进行巡检，获取高清视频图像与声波成像图像，并与无人机位置信息传输至执行人员携带的通信设备，并上传同步至虚拟交互环境。
在无人机对电力管线的巡检过程中，虚拟交互环境可以起到以下作用：
1、为无人机导航提供支撑：通过VR技术建立的虚拟环境，可以让执行人员在控制中心精确掌握无人机所处的位置和环境信息，以便更好地指引其前往巡检区域。
2、为图片分析提供丰富信息：通过虚拟交互环境建立景象图，并将实际情况与映射出来的景象图联结起来，可方便无人机航行过程中获取电力管线的实时数据。执行人员可以通过VR界面查看无人机摄像头实时捕获的视角，识别其中的问题和预警信号等进行判断。
3、提供操作沉浸式体验：通过一些高级VR设备和对应软件，控制人员可以如亲临现场般沉浸至无人机巡检、检修现场，并且手部灵活控制无人机各项任务执行。这种体验让操作者能够远程操纵无人机巡检，其效率和安全性比传统操作更优秀。
S5、利用虚拟交互环境对电力作业场景进行场景展示及风险模拟；
场景展示：通过虚拟交互环境，将电力作业场景的三维数字模型呈现给用户，用户可以通过虚拟现实技术来感受电力作业场景的真实感，了解场景的具体情况，包括电力建筑、电力管线、电力设备等的布局和特征。
风险模拟：利用虚拟交互环境，可以对电力作业场景进行风险模拟，通过对历史故障数据、历史作业数据、实时作业数据等风险因素的综合分析，计算出电力作业场景的风险值，同时也可以对不同风险因素进行分析和评估。在风险模拟的过程中，还可以利用可视化技术来呈现风险分布图和风险等级图，便于用户进行风险识别和评估。
S6、根据展示模拟结果对电力作业场景内建筑与设备进行维护优化。
其中，根据展示模拟结果对电力作业场景内建筑与设备进行维护优化通常包括以下几个方面：
一、分析展示模拟结果：根据虚拟交互环境中展示的风险模拟结果，分析电力作业场景中哪些建筑、设备或管线存在潜在的风险或存在问题。
二、制定维护优化方案：针对分析结果，制定相应的维护优化方案，包括维护的优先级、维护的内容和维护的方式等。例如，对于存在安全隐患的设备或管线，可以优先进行维护和修复。
三、实施维护优化方案：根据制定的维护优化方案，实施相应的维护措施，例如检修设备、更换部件、修复管线等。
四、监测维护效果：在维护优化方案实施后，需要对维护后的建筑、设备或管线进行监测，确保维护效果符合预期。
通过这些步骤，可以帮助电力作业场景实现风险管控和优化维护，提高电力作业场景的安全性和可靠性，减少潜在的事故隐患，同时也可以提高电力作业场景的效率和生产能力。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过基于虚拟现实技术及增强现实技术构建三维的虚拟交互环境，可以将复杂电力设备系统和场景映射出来，实现可视化、交互式的演示和管理；让执行人员能够通过虚拟现实技术直观地感知电力作业中存在的风险，提高安全生产防范水平；同时，在应急状态下，管理人员与执行人员可全过程使用这个平台，对场景中发现的潜在威胁快速作出优化调整，保证生产后的安全性。通过结合电力作业场景内电力建筑、电力管线及电力环境构建虚拟交互环境，可以将电力作业场景的建筑、设备、管线等元素实时呈现出来，实现对场景的可视化，快速识别场景中的安全隐患和风险点，有利于实时监测和预警；可以实现对电力作业场景的远程监控和管理，为企业提供更多的安全保障；另外，虚拟交互环境可以通过预演和模拟，优化应急响应预案，提高应对突发事件的效率和准确性，同时还可以减少安全事故的发生，为企业节省人力和物力资源。
通过利用电力设备与电力管线的风险因素，构建风险评估模型，优先计算每个电力设备、电力管线的独立风险值，再综合计算电力作业场景风险值，可以对每个电力设备、电力管线的独立风险进行准确识别和评估，从而能够及时发现和排除潜在的安全风险；通过风险评估模型计算出的每个电力设备、电力管线的风险值，可以为企业管理层提供更为准确的数据支持，从而优化安全决策，提高企业的管理效率。再通过分析电力作业场景风险值的大小，可以为企业提供相应的风险管控方案，指导企业在安全防范措施上进行投入和优化，有效降低电力作业场景的运营成本和维护成本，避免因疏漏导致的意外事故所带来的巨额损失，此外，还可让员工更加了解电力作业场景中的安全风险，并提高他们的安全意识和防范意识，从而降低安全事故的发生率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、获取电力环境中多类型电力作业场景的物理参数与对应的风险因素；所述风险因素包括历史故障数据、历史作业数据、实时作业数据及目标重要度；
S2、利用所述物理参数构建三维数字模型，并融合为虚拟交互环境；
所述物理参数包括建筑实体参数、管线实体参数、电力设备参数、空间位置参数及电力环境参数；
包括以下步骤：
S21、将所述物理参数输入至三维建模软件并采用模块化混合建模法；
S22、利用所述建筑实体参数进行电力建筑的室外三维建模；
S23、利用所述管线实体参数进行电力管线的室内三维建模；
S24、利用所述电力设备参数进行电力设备的室内三维建模；
S25、利用所述空间位置参数将电力建筑、电力管线及电力设备融合为电力作业场景，并利用电力环境参数进行场景环境优化渲染；
S26、将电力建筑与其内部的电力设备进行层级关联，将所述电力建筑作为一级编号、所述电力设备作为二级编号，并分别赋予定位ID；
S27、将单个所述电力建筑作为跳跃视点，利用多视点跳跃技术融合多个所述电力作业场景，形成可与用户实时交互的虚拟交互环境；
S3、利用所述风险因素构建风险评估模型，评估各电力作业场景的风险值；包括以下步骤：
S31、利用所述历史故障数据分别计算所述电力建筑中每个所述电力设备与所述电力管线的故障频率；
S32、利用所述历史作业数据与所述实时作业数据分别计算所述电力设备与所述电力管线的常规健康度；
S33、分别为每个所述电力设备、所述电力管线赋予各自的目标重要度；
S34、利用所述故障频率、所述常规健康度与所述目标重要度设定风险评估模型，分被计算每个所述电力设备、所述电力管线的独立风险值；
S35、综合单个所述电力作业场景内所有所述独立风险值评估该电力作业场景的风险值
S4、根据所述风险值编排并分配各电力作业场景的管理周期与维护任务；包括以下步骤：
S41、设定所述电力作业场景的风险阈值；
S42、依据所述风险值与所述风险阈值的关系对管理周期进行编排；
S43、将所述电力设备风险维护作为人工维护任务，将所述电力管线风险维护作为无人机维护任务；
S44、利用AR技术执行所述人工维护任务；
S45、利用VR技术执行所述无人机维护任务；
S5、利用所述虚拟交互环境对电力作业场景进行场景展示及风险模拟；
S6、根据展示模拟结果对电力作业场景内建筑与设备进行维护优化。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，其特征在于，所述风险评估模型的表达公式为：
式中，R表示电力管线或电力设备的独立风险值；
i表示电力管线或电力设备的序号；
P表示故障频率；
I表示目标重要度；
b表示实时作业数据；
a表示历史作业数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，其特征在于，利用所述历史故障数据分别计算所述电力建筑中每个所述电力设备与所述电力管线的故障频率包括以下步骤：
S311、分别获取每个所述电力设备与所述电力管线各自对应的所述历史故障数据，并设定该电力设备的近期使用时间为T，该电力管线的近期使用时间为K；
S312、统计所述电力设备的所述历史故障数据中T时间内的故障次数，并统计其余所述电力设备的所述历史故障数据中前T时间内的总故障次数，将故障次数与总故障次数的比值作为该电力设备的故障概率；
S313、统计所述电力管线的所述历史故障数据中K时间内的故障次数，并统计其余所述电力管线的所述历史故障数据中前K时间内的总故障次数，将故障次数与总故障次数的比值作为该电力管线的故障概率。
4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，其特征在于，所述综合单个所述电力作业场景内所有所述独立风险值评估该电力作业场景的风险值包括以下步骤：
S351、对所述电力作业场景内所有所述电力设备与所述电力管线的所述独立风险值进行降序排列，分别选取前m个所述电力设备的独立风险值，以及前n个所述电力管线的独立风险值；
S352、综合每个所述电力设备与所述电力管线对应的目标重要度，计算所述电力作业场景的风险值，计算公式为：
式中，Q表示所述电力作业场景的风险值；
α表示所述电力设备在所述电力作业场景中的权重值；
β表示所述电力管线在所述电力作业场景中的权重值；
I表示目标重要度；
R表示独立风险值；
m表示所述电力设备的数量；
n表示所述电力管线的数量；
x表示所述电力设备的序号；
y表示所述电力管线的序号。
5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，其特征在于，所述利用AR技术执行所述人工维护任务包括以下步骤：
S441、执行人员佩戴AR眼镜并接收云端下达的所述人工维护任务；
S442、执行人员获取所述电力设备的定位ID进行设备定位；
S443、利用所述AR眼镜获取所述电力设备的运行过程中的深度图像与状态参数，并上传至所述虚拟交互环境并同步至专家诊断库。
6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟现实的风险管控场景编排及展示应用方法，其特征在于，所述利用VR技术执行所述无人机维护任务包括以下步骤：
S451、执行人员获取所述电力管线定位ID进行管线定位；
S452、利用无人机对所述电力管线进行巡检，获取高清视频图像与声波成像图像，并与无人机位置信息传输至执行人员携带的通信设备，并上传同步至所述虚拟交互环境。
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