Статьи
Наука и технологии

Электростанция дополненной реальности


В Нижнем Новгороде состоялась конференция «Цифровая индустрия промышленной России», где были представлены передовые ИТ-решения российских компаний. Особо интересны разработки в области информационных технологий для электроэнергетики, которые представила крупнейшая гидрогенерирующая компания страны «РусГидро».

Тренажер виртуальной реальности – об этом ИТ-решении можно было не только услышать в ходе пленарной части конференции, его можно было опробовать на стенде РусГидро. Одним из первых с разработками ведущей гидрогенерирующей компании России ознакомился глава правительства Михаил Мишустин.
Тренажер, который вызвал повышенный интерес у представителей промышленных компаний-участников форума, создан для обучения и повышения квалификации оперативного персонала ГЭС. Он позволяет отрабатывать комплексные задачи, связанные с управлением и обслуживанием оборудования станций, с возможностью воссоздать любую ситуацию.
Заложенная в VR-симулятор трехмерная модель виртуальной ГЭС, гибрид оборудования и устройств релейной защиты и автоматики Саяно-Шушенской и Воткинской ГЭС, содержит 9 локаций, необходимых для отработки оперативно-технологического управления. Тренировки проводятся по 26 базовым сценариям и реализованы в виде конструктора. Ежегодно 50% оперативного персонала, которому необходимо пройти профессиональную переподготовку и повышение квалификации, использует этот тренажерный комплекс.
Но, обо всем поподробнее. Теперь переместить человека на ГЭС можно практически мгновенно и из любого места, главное – иметь с собой нужное оборудование. И речь, конечно же, не про телепорт. Цифровые технологии позволяют применять для обучения новые и более эффективные подходы. До недавнего времени оперативный персонал ГЭС отрабатывал навыки выполнения задач по оперативно-технологическому управлению только с помощью корпоративного тренажера переключений в электроустановках. Его функциональные возможности не позволяют тренировать некоторые важные умения. А в виртуальной реальности таких ограничений нет, ведь воссоздать можно любую ситуацию.
В 2018 году проект по созданию VR-тренажера для Корпоративного университета гидроэнергетики был включен в программу цифровизации РусГидро. Сначала шла разработка сценариев, отрисовка и компоновка. Сегодня это уже готовый продукт. Использовать его могут работники оперативных служб, отвечающие за эксплуатацию.


Попасть в матрицу

Дорога в «другой мир» лежит через шлем виртуальной реальности, состоящий из очков и наушников. Шлем объемный, но весит не более 0,5 кг. Мягкие ремешки и пряжки позволяют легко отрегулировать размер шлема по голове. В руках джойстики, с помощью которых происходит управление виртуального аватара. Все действия «внутри» VR отображаются на мониторе компьютера, а при необходимости изображение можно выводить и на любой большой экран.
Владислав Сергиенко, начальник управления департамента эксплуатации РусГидро, рассказывает: «Виртуальный интерьер очень похож на физический аналог. Я нахожусь на Саяно-Шушенской ГЭС. Ориентироваться мне помогает хорошее знание самой станции – знаю, что будет за поворотом».
Перемещения в виртуальной реальности происходят гораздо быстрее, чем в реальной жизни. С помощью джойстика Владислав обозначает точку, в которую хочет попасть, и нажатием кнопки мгновенно туда перемещается. Со стороны похоже на наблюдение за видеоигрой.
Можно выбрать два режима работы: обучение и экзамен.
Учебный процесс проходит под контролем преподавателя, который может следить за всеми действиями на экране компьютера либо с помощью VR-очков проходить вместе с учащимся его маршрут.
Испытатель продолжает описывать свои ощущения: «Слышу шум работающего оборудования, также видна световая сигнализация. Кстати, могу остановиться около оборудования и осмотреть его со всех сторон. Все не плоское, а объемное, четко прорисовано. Я в режиме обучения, поэтому всплывают подсказки, которые указывают на действия, которые нужно выполнить. Подсвеченный контур оборудования подсказывает, что сценарием предусмотрена работа с ним. Вот я подношу руку к двери, подсвечивается ручка, значит, я захватил ее, нажимаю рычаг джойстика и попадаю в следующее помещение. В случае неправильных действий слышу звук аварийной и предупредительной сигнализации».
Зрители тест-драйва видят только обстановку, которая окружает Владислава, и его руки, которые пытаются то открыть дверь, то повернуть ключ или выполнить другие действия. Позвонить по телефону, поговорить по рации, заполнить оперативную документацию – все это возможно на виртуальной ГЭС. А вот пройти сквозь стены (испытатель пробовал) не получается даже в нарисованной реальности.

Воспитательный момент

В режиме экзамена фиксируются все действия обучаемого, по результатам формируется итоговый протокол, в котором будут указаны все допущенные ошибки. Кроме того, виртуальная система обучения позволяет провести анализ действий: правильный (без нарушения инструкций) и оптимальный ли был выбран путь решения задачи.
Сейчас разработано 26 сценариев, которые предусматривают выполнение различных действий при работе с гидроагрегатом, КРУ 6 кВ и ОРУ 110 кВ. Для проекта была создана виртуальная модель, представляющая собой гибрид оборудования и устройств РЗА Саяно-Шушенской и Воткинской ГЭС.
Разработку сценариев вели работники КорУнГа Иван Шошин и Николай Ярда при содействии коллег из оперативных служб Саяно-Шушенской и Воткинской ГЭС. «В системе виртуальной реальности мы постарались объединить накопленный опыт применения других тренажеров, возможности современных технологий и запросы коллег со станций в части функционала применяемых инструментов. Отмечу еще комплексный подход к обучению. Помимо отработки действий, обучаемым предстоит заполнять документацию, вести оперативные переговоры», – отмечает эксперт по тренажерной подготовке КорУнГа Иван Шошин.
«В основе программы – информационная модель, созданная на стыке виртуальных технологий и производственных бизнес-процессов, которые выстраивались на станциях годами. У каждой локации своя математическая модель, которая описывает функциональный узел, его свойства и способ взаимодействия с другим оборудованием. Чтобы точно описать последовательность действий, мы запрашивали у гидроэлектростанций инструкции, бланки переключений и вносили их в систему», – добавляет Сергей Федорчук, главный эксперт Департамента информационных технологий и цифрового развития РусГидро.
Оборудование, использующееся в программе обучения, типично для любой станции – малой или большой ГЭС. Большинство сценариев предполагают их прохождение одновременно двумя работниками в очках виртуальной реальности, при этом за каждым закрепляется своя роль.

В будущем

Тренажер будет использоваться в обучении оперативного персонала ГЭС на базе КорУнГа, Саяно-Шушенского и Волжского учебных центров. Также есть и мобильный комплект тренажера, который можно легко использовать в любом месте.
Проект VR-тренажера представили Ассоциации цифровой энергетики. К нему проявили интерес представители других энергокомпаний. В будущем в условиях широкого распространения VR-технологий в обучении сценарии тренажеров могут стать универсальными для отрасли из-за схожести энергооборудования и единых регламентов работы на гидростанциях.
Цель программы не только обучение, но и тестирование, контроль правильности выполнения действий. При разработке была поставлена цель охватить весь оперативный персонал, независимо от функциональных обязанностей и стажа работы специалиста. Помимо прописанных в сценарии действий, обучаемый может подойти к любому другому оборудованию, произвести какие-то операции и увидеть, что это за собою повлечет. Кроме того, был разработан конструктор, который позволяет создавать всё новые и новые варианты сценариев, не прибегая каждый раз к внешнему подрядчику.

Текст подготовлен пресс-службой РусГидро

для журнала «Академия Энергетики.РФ»

Made on
Tilda