CN114970176A - 电力作业的虚拟仿真方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电力作业的虚拟仿真方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据；将业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，基于电力作业仿真模型中业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件；若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警。采用本方法能够使培训人员可视化的了解业务环节容易存在的安全隐患，提升培训效果，进而降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电力作业技术领域，特别是涉及一种电力作业的虚拟仿真方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
电力现场的作业安全在整个电力作业管理中处于至关重要的地位，不仅与电厂电能的稳定、持续供应直接挂钩，还与电力作业员工的生命安全息息相关。由于电力现场作业具有较多的危险源，如高空作业较多、经常需要对高压带电设备进行操作等，危险作业较为频繁，为了***性管控电力现场作业风险，大部分电网公司都会在定期对电力作业操作人员进行操作培训，以达到作业风险立体防控、联防联控的效果。
目前电力作业操作培训大多采用人工讲述操作安全规则的方法，或者让操作人员现场进行操作，再由培训老师对操作结果进行安全判断，让操作人员了解在各业务环节需要遵守的安全规则，然而仅仅使用人工讲述的方法进行培训，操作人员往往无法真正感受业务操作中可能存在的安全隐患，而人工对业务操作进行安全判断，单纯凭借主观经验判断是否存在安全隐患也容易出现主观臆断的偏差，从而导致培训效果不佳，无法降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升培训效果，进而降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险的电力作业的虚拟仿真方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种电力作业的虚拟仿真方法。所述方法包括：
获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据；
将所述业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，基于所述电力作业仿真模型中所述业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对所述业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定所述业务操作数据是否满足所述业务环节对应的安全规程约束条件；
若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果对所述业务环节的业务操作进行预警。
在其中一个实施例中，所述电力作业仿真模型的构建过程包括：
获取电力现场作业信息中的各业务环节信息；
基于各所述业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型；
将所述数字业务模型与所述电力现场中预先设置的行为感知终端以及所述三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型；
根据各所述业务环节对应的历史业务数据与所述初始仿真模型，获得电力作业仿真模型。
在其中一个实施例中，所述基于各所述业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型，包括：
根据预设要素提取规则，从各所述业务环节信息中提取各所述业务环节对应的环节要素信息；
基于各所述环节要素信息以及各所述业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型。
在其中一个实施例中，所述基于各所述环节要素信息以及各所述业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型，包括：
根据各业务环节的标识信息从预设约束条件库中获取各业务环节对应的安全规程约束条件，所述安全规程预设条件是根据所述预设要素提取规则，对各所述业务环节对应的安全规则进行要素提取得到的；
按照各所述业务环节在所述作业信息中的步骤顺序，将各所述业务环节对应的环节要素信息以及各所述业务环节对应的安全规程约束条件进行连接，得到业务流程有向图；
对所述业务流程有向图进行建模生成数字业务模型。
在其中一个实施例中，所述根据各所述业务环节对应的历史业务数据与所述初始仿真模型，获得电力作业仿真模型，包括：
获取各所述业务环节对应的历史业务数据；
根据各所述业务环节对应的安全规程约束条件，对各所述历史业务数据设置对应的标签，所述标签包括符合安全要求标签和不符合安全要求标签；
将各所述历史业务数据输入至所述初始仿真模型中，根据模型输出结果调整模型参数，直至所述模型输出结果满足训练结束条件时，获得电力作业仿真模型。
在其中一个实施例中，所述若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果对所述业务环节的业务操作进行预警，包括：
若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果确定所述业务环节中的不安全操作；
根据所述不安全操作以及所述安全规程约束条件生成预警信息，并禁止进入下一个业务环节。
第二方面，本申请还提供了一种电力作业的虚拟仿真装置。所述装置包括：
业务操作数据获取模块，用于获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据；
作业场景演练模块，用于将所述业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，所述电力作业仿真模型基于所述业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对所述业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定所述业务操作数据是否满足所述业务环节对应的安全规程约束条件；
预警模块，用于若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果对所述业务环节的业务操作进行预警。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上方法的步骤。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以上方法的步骤。
上述电力作业的虚拟仿真方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，获取业务环节的业务操作数据，由于业务操作数据是通过业务现场的行为感知终端采集得到的，因此业务操作数据可以反映该业务环节的实际操作情况，通过使用预先构建好的电力作业仿真模型对真实的业务操作数据进行虚拟仿真演练，若业务操作数据不满足安全规程约束条件，则对业务环节所进行的业务操作进行预警，可以使参与培训的业务操作人员通过三维虚拟仿真演练的演练结果可视化的了解业务环节容易存在的安全隐患，提升培训效果，进而降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
附图说明
图1为一个实施例中电力作业的虚拟仿真方法的应用环境图；
图2为一个实施例中电力作业的虚拟仿真方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中电力作业的虚拟仿真方法的流程示意图；
图4为一个实施例中数字业务模型映射关系示意图；
图5为一个实施例中基于各环节要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型步骤的流程示意图；
图6为一个实施例中的业务流程有向图；
图7为另一个实施例中的业务流程有向图；
图8为一个实施例中根据各业务环节对应的历史业务数据与初始仿真模型，获得电力作业仿真模型步骤的流程示意图；
图9为另一个实施例中电力作业的虚拟仿真方法的流程示意图；
图10为一个实施例中电力作业的虚拟仿真装置的结构框图；
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的电力作业的虚拟仿真方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，作业行为感知终端104通过网络电力作业仿真平台102进行通信。数据存储***可以电力作业仿真平台102需要处理的数据。数据存储***可以集成在电力作业仿真平台102上，也可以放在云上或其他网络服务器上。电力作业仿真平台102获取作业行为感知终端104采集的业务环节的业务操作数据；将业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，基于电力作业仿真模型中业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件；若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警。其中，作业行为感知终端104为可以对电力作业现场业务人员的业务操作行为进行感知的设备，如RFID电子标签读取器、摄像头、定位装置、各类传感器等。电力作业仿真平台102可以集成但不限于在各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电力作业的虚拟仿真方法，以该方法应用于图1中的电力作业仿真平台102为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据。
其中，作业行为感知终端为可以对电力作业现场业务人员的业务操作行为进行感知的设备，例如RFID电子标签读取器、摄像头、定位装置、各类传感器等。可以理解的，作业行为感知终端的个数以及设置位置本申请不作限定，只要保证作业行为感知终端能够对整个业务操作过程中的业务操作数据进行完整采集即可。
其中，业务环节是将电力现场业务作业按照预设业务流程进行划分后得到的，可以理解的，预设业务流程可以为执行业务作业时操作人员的执行步骤。具体地，根据操作人员执行业务作业时的执行步骤，将整个电力现场业务作业划分为多个业务环节。
其中，业务操作数据是操作人员在对业务环节的业务作业进行操作时，作业行为感知终端对整个业务操作过程进行数据采集得到的。业务操作数据包括但不限于业务操作人员执行操作时的动作数据、使用的工具数据、材料数据、以及整个业务作业现场的环境数据等等。
具体地，业务操作人员按照业务环节所要执行的业务作业内容进行业务操作，业务作业现场的作业行为感知终端采集各终端对应的操作数据，得到业务环节的业务操作数据，电力作业仿真平台获取业务操作数据。
步骤204，将业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，基于电力作业仿真模型中业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件。
其中，电力作业仿真模型是用于对业务环节进行三维虚拟作业场景演练的模型。具体地，技术人员根据业务环节对应的历史业务操作数据预先建立电力作业仿真模型，并将电力作业仿真模型预先设置在电力作业仿真平台。可以理解的，由于电力作业仿真模型是基于该业务环节的历史业务操作数据构建的，因此，业务操作数据与仿真模型中的三维虚拟作业场景存在预设映射关系，根据业务操作数据即可在三维虚拟作业场景中对整个业务环节的业务操作过程进行三维虚拟演练，可视化展示整个业务环节的业务操作过程。
其中，安全规程约束条件是根据业务环节对应的安全规则所生成的约束条件，具体地，在预先构建的电力作业仿真模型中，设置有与业务环节相对应的安全规程约束条件，在根据业务操作数据对整个业务环节的操作过程进行三维虚拟演练时，模型会基于业务环节对应的安全规程约束条件对整个业务环节的操作过程进行安全判断，确定业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件。
具体地，电力作业仿真平台将获取的业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，基于电力作业仿真模型中业务操作数据与三维虚拟作业场景的预设映射关系，对业务环节进行三维虚拟作业场景演练，调用业务环节对应的安全规程约束条件，判断业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件。
步骤206，若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警。
具体地，若业务操作数据不满足业务环节对应的安全规程约束条件，则认为此业务操作过程存在安全隐患吗，电力作业仿真平台将根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警，提醒业务操作人员注意当前操作存在的安全隐患。
上述电力作业的虚拟仿真方法中，获取业务环节的业务操作数据，由于业务操作数据是通过业务现场的行为感知终端采集得到的，因此业务操作数据可以反映该业务环节的实际操作情况，通过使用预先构建好的电力作业仿真模型对真实的业务操作数据进行虚拟仿真演练，若业务操作数据不满足安全规程约束条件，则对业务环节所进行的业务操作进行预警，可以使参与培训的业务操作人员通过三维虚拟仿真演练的演练结果可视化的了解业务环节容易存在的安全隐患，提升培训效果，进而降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
在一个实施例中，如图3所示，电力作业仿真模型的构建过程包括以下步骤：
步骤302，获取电力现场作业信息中的各业务环节信息。
其中，电力现场作业信息是根据电力***实际生产中的业务生产计划进行规划整合后生成的，电力现场作业信息根据实际业务生产计划，将整个业务流程按照执行步骤进行划分，得到各业务环节信息。可以理解的，电力现场作业信息规定了电力现场作业的业务流程、业务知识、业务执行对象等业务作业信息。业务环节信息包括但不限于业务环节执行对象信息、业务环节操作对象信息、业务环节环境信息等等。
具体地，电力作业仿真平台获取电力现场作业信息中按照业务流程的步骤划分的各业务环节信息。
步骤304，基于各业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型。
具体地，电力作业仿真平台根据各业务环节信息中携带的标记信息，获取各业务环节对应的安全规程约束条件，根据各业务环节信息与各业务环节对应的安全规程约束条件按照预设建模方法生成数字业务模型。可以理解的，数字业务模型可以涵盖整个业务流程所包括的业务环节。
步骤306，将数字业务模型与电力现场中预先设置的行为感知终端以及三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型。
其中，三维虚拟场景中的虚拟角色是根据电力现场中的实际操作角色对应创建的。可以理解的，电力作业仿真平台从虚拟角色数据库中查找与电力现场中的实际操作角色对应的虚拟角色，根据得到的虚拟角色构建三维虚拟场景。
具体地，电力作业仿真平台将数字业务模型中各业务环节对应的操作角色与操作角色对应的电力现场预设的行为感知终端以及三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到“现实世界-数字业务模型-三维虚拟场景”的三重映射关系，从而得到初始仿真模型。可以理解的，初始仿真模型为数字孪生体模型。
步骤308，根据各业务环节对应的历史业务数据与初始仿真模型，获得电力作业仿真模型。
其中，历史业务数据为业务操作人员在之前预设时间段内执行该业务环节的业务操作时所产生的业务数据。
具体地，电力作业仿真平台根据查找到的各业务环节对应的历史业务数据对已生成的初始仿真模型进行模型训练，获取电力作业仿真模型。
本实施例中，通过构建包含各业务环节的数字业务模型，并将数字业务模型分别与现实场景中的行为感知终端、三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型，再根据各业务环节对应的历史业务数据以及初始仿真模型获得最终的电力作业仿真模型，后续使用电力作业仿真模型时，即可根据“现实世界-数字业务模型-三维虚拟场景”三重映射关系，对各业务环节进行三维虚拟作业场景演练，使参与培训的业务操作人员通过三维虚拟仿真演练的演练结果可视化的了解业务环节容易存在的安全隐患，提升培训效果，进而降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
在一个实施例中，基于各业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型，包括：
根据预设要素提取规则，从各业务环节信息中提取各业务环节对应的环节要素信息；基于各环节要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型。
其中，环节要素信息为业务环节中与业务操作相关的要素信息。可以理解的，根据提取出来的环境要素信息，可以将业务环节的具体操作过程清楚的表示。例如，环境要素信息可以为执行业务操作的角色、业务操作所使用的设备、业务操作所使用的方法、业务操作的对象、业务操作所使用的材料等等。
其中，预设要素提取规则为从业务环节信息中提取环节要素信息的规则，具体地，业务环节信息是从电力作业信息中按照业务流程划分得到的信息，而由于电力作业信息除了必要的操作信息外，还会包括如业务知识信息等与业务操作并不相关的附件信息，因此，为了提升模型运行的效率，根据预设要素提取规则从业务环节信息中提取环节要素信息。
具体地，电力作业仿真平台根据预设要素提取规则，对各业务环节信息进行环节要素信息提取，基于提取出的环节要素信息以及根据业务环节标识查找得到的安全规程约束条件，生成数字业务模型。通过使用预设要素提取规则对各业务环节信息进行要素提取，可以有效提升电力作业仿真模型的运行效率，从而提高整个电力作业仿真平台的运行效率。
在其中一个实施例中，环节要素信息包括有角色要素(Role)、机具(Tool)、方法(Method)、对象(Object)、用料(Material)、位置(Position)和环境(Environment)。即一个业务环节可描述为“XX环境下XX角色在XX位置操作XX机具使用XX用料对XX对象应用XX方法”。将数字业务模型与电力现场中预先设置的行为感知终端以及三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型如图4所示。
对于现实世界，角色Role与安装RFID电子标签的工作牌进行映射，反映角色姓名、职务、权限等信息；机具Tool与安装RFID电子标签的工器具进行映射，反映现实中使用的工器具名称、编号、类型、有效期等信息；方法Method与移动平板电脑进行映射，反映现实中电子工单的作业任务名称、执行作业任务的语音等信息；对象Object与安装RFID电子标签的作业对象设备进行映射，反映现实中的作业对象设备的名称、编号、类型、位置等信息；用料Material与安装RFID电子标签的用料包进行映射，反映现实中作业过程使用的用料名称、类型、有效期等信息；位置Position与现实中的定位装置进行映射，反映现实中作业人员的坐标位置；环境Environment与现实中的温湿度、电场、磁场等传感器进行映射，反映现实中作业人员所处位置的温湿度、电场、磁场数值。
对于三维虚拟场景，角色Role与三维虚拟场景操作的虚拟角色映射，反映虚拟角色的名称、类型、权限等信息；机具Tool与数字化工器具库进行映射，反映三维虚拟场景中操作的工器具名称、编号、类型等信息；方法Method与在三维虚拟场景开展的模拟操作进行映射；对象Object与在三维虚拟场景模型操作的三维虚拟模型对象进行映射；用料Material与数字化用料库进行映射，反映三维虚拟场景中使用的虚拟用料名称、类型等信息；位置Position与三维虚拟场景的三维坐标进行映射；环境Environment与三维虚拟场景仿真的温湿度、电场、磁场进行映射。
在一个实施例中，如图5所示，基于各环节要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型，包括以下步骤：
步骤502，根据各业务环节的标识信息从预设约束条件库中获取各业务环节对应的安全规程约束条件，安全规程预设条件是根据预设要素提取规则，对各业务环节对应的安全规则进行要素提取得到的。
其中，预设约束条件库是根据各业务环节对应的安全规则预先建立的，预设约束条件库中存储有各业务环节对应的所有安全规程约束条件。
具体地，电力作业仿真平台根据预设要素提取规则，对各业务环节对应的安全规则进行要素提取，并将各个业务环节对应的安全规则要素集合使用标记信息绑定在一起，形成各业务环节对应的安全规程约束条件，并将各业务环节对应的安全规程约束条件存储在一个预设约束条件库中，并将预设约束条件库设置在电力作业仿真平台的数据存储***中进行存储，需要时可以直接调用。在构建电力作业仿真模型时，电力作业仿真平台根据各业务环节的标识信息，从预设约束条件库中获取业务环节对应的安全规程约束条件。
步骤504，按照各业务环节在作业信息中的步骤顺序，将各业务环节对应的环节要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件进行连接，得到业务流程有向图。
具体地，业务流程有向图采用流程建模与标注技术(Business Process ModelingNotation，BPMN)，由一系列的图形化元素组成，其中，图形化元素类型包括：流对象(Flow)、连接对象(Connection)、泳道(Swimlane)、人工信息(Artifact)。
流对象分为事件、活动、条件。事件用圆圈来描述，表示一个业务流程期间发生的东西。事件影响流程的流动，一般有一个原因(触发器)或一个影响(结果)。活动用圆角矩形表示，是要处理工作的一般术语。条件用熟悉的菱形表示，用于控制序列流的分支与合并。另外，它还可以作为传统的选择，还包括路径的分支与合并。其内部的标记会给出控制流的类型。连接对象将流对象连接起来形成一个业务流程的基本结构，包括顺序流、消息流、关联。泳道是将活动划分到不同的可视化类别中来描述由不同的参与者的责任与职责。人工信息添加到建模的业务流程上下文中作为信息备注，便于人员理解，包括数据对象、组、注释。
在本实施例的业务流程有向图构建中，将业务链条的各环节用流对象的活动表示，安全规程约束条件用流对象的条件表示，各环节的联系用连接对象表示。对于多人协同开展的业务，泳道用来划分不同责任与职责的参与者。
在其中一个实施例中，如图6所示，业务流程有向图中，按照各业务环节在作业信息中的步骤顺序，将各业务环节对应的环节要素信息(在图中未具体体现，仅用业务环节1…n概括展示)与各业务环节对应的安全规程约束条件进行连接，得到业务流程有向图。
在其中一个实施例中，电力作业仿真平台可以利用泳道将活动划分到不同的可视化类别中来描述由不同的参与者的责任与职责，生成多参与者的业务流程有向图。如图7所示，业务流程有向图中有角色1与角色2同时对也业务作业进行业务操作，然而由于参与者不同，其在该业务环节所需要执行的业务操作也会不同，对应的业务环节中的环节要素信息也就不同。而无论参与业务作业的角色的多少，只要是执行同一个业务作业，即使对应的业务操作不同，其可查阅的业务知识库与业务对象资产全生命周期数据库都是一样的。因此，在各泳道中使用同样可查阅的业务知识库与业务对象资产全生命周期数据库将两个泳道进行连接。其中，业务***对象资产全生命周期信息包括但不限于台账、技术参数、缺陷、试验报告、工作记录等。
步骤506，对业务流程有向图进行建模生成数字业务模型。
具体地，电力作业仿真平台使用建模语言对业务流程有向图进行建模，生成数字业务模型。
上述实施例中，通过将各业务环节与其对应的安全规程约束条件进行连接生成业务流程有向图，再使用建模语言对业务流程有向图进行建模的到数字业务模型。由于数字业务模型是根据业务流程有向图建立的，因此后续使用电力作业仿真模型根据业务操作数据进行三维虚拟场景演练时，可以根据业务环节在业务流程中的步骤顺序依次进行，使整个三维虚拟演练场景更加贴合实际操作情况，能提高根据演练结果确定业务数据是否符合安全规程约束条件的准确性。
在一个实施例中，如图8所示，根据各业务环节对应的历史业务数据与初始仿真模型，获得电力作业仿真模型，包括以下步骤：
步骤802，获取各业务环节对应的历史业务数据。
其中，历史业务数据是各业务环节的业务操作人员在对各业务环节进行业务操作时所产生的历史数据。
具体地，电力作业仿真平台从预设的业务数据库中，根据各业务环节对应的标识查找预设时间内产生的各业务环节对应的历史业务数据。
在其中一个实施例中，历史业务数据格式可以为字段表格式，电力作业仿真平台在每次获取到各业务环节的业务操作数据后，根据预设要素提取规则从业务操作数据中提取环节要素信息对应的字段，生成业务数据字段表，将业务数据字段表与业务环节进行关联绑定，存储在预设历史业务数据库中，方便后续取用。
步骤804，根据各业务环节对应的安全规程约束条件，对各历史业务数据设置对应的标签，标签包括符合安全要求标签和不符合安全要求标签。
具体地，根据各历史业务数据对应的业务环节获取对应的安全规程约束条件，将各历史业务数据与安全规程约束条件进行比对，确定各业务数据是否符合安全要求，若符合，则为该历史业务数据设置符合安全要求标签；若不符合，则为该历史业务数据设置为不符合安全要求标签。
在其中一个实施例中，若各历史业务数据为字段表格式，则对应的安全规程约束条件也为字段表格式。即将实测数据字段表与标准数据字段表进行对比，对各历史业务数据设置对应的标签。
步骤806，将各历史业务数据输入至初始仿真模型中，根据模型输出结果调整模型参数，直至模型输出结果满足训练结束条件时，获得电力作业仿真模型。
其中，训练结束条件为确定模型训练是否符合要求的条件。当模型输出结果满足巡检结束条件时，即可认为训练出来的模型符合要求，可以作为最终模型使用。例如，训练结束条件可以为模型输出结果的准确率高于预设准确率阈值。
具体地，电力作业仿真平台将获取到的各历史业务数据输入至初始仿真模型中，根据初始仿真模型输出的结果调整模型内部参数，当初始仿真模型的输出结果满足训练结束条件时，说明使用当前模型内部参数对业务操作数据进行演练，可以得到正确的仿真结果，可以将此时的初始仿真模型确定电力作业仿真模型。
在上述实施例中，对各业务环节的历史业务数据设定标签，得到模型的训练数据，再将训练数据输入模型中对模型进行训练，将满足训练结束条件的初始仿真模型确定为电力作业仿真模型。通过迭代训练的方式确定出输出准确率符合要求的电力作业仿真模型，在后续使用模型对业务环节进行三维虚拟作业场景演练时，可以准确的对不满足安全规程约束条件的业务数据进行预警，保证判断业务环节是否存在安全隐患的准确性，有效降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
在一个实施例中，若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警，包括：
若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果确定业务环节中的安全隐患操作；根据安全隐患操作以及安全规程约束条件生成预警信息，并禁止进入下一个业务环节。
具体地，电力作业仿真平台在根据电力作业仿真模型输出的演练结果确定业务操作数据不满足安全规程约束条件时，将演练结果与业务环节对应的安全规程约束条件进行对比，确定该业务环节中存在安全隐患的业务操作，根据安全隐患操作和该操作对应的安全规程约束条件中的标准操作生成预警信息，并禁止业务流程进入下一个业务环节。
本实施例中，当确定业务操作数据不满足安全规程约束条件时，电力作业仿真平台根据业务操作数据对应的标准操作步骤生成预警信息，并禁止业务流程进入下一个业务环节，避免业务操作人员忽略预警信息，进行下一业务环节的业务操作，导致安全事故的发生。
在一个实施例中，如图9所示，提供一种电力作业的虚拟仿真方法，该方法应用于电力作业仿真平台。方法具体包括：
电力作业仿真平台获取电力现场作业信息中按照业务流程的步骤划分的各业务环节信息。根据预设要素提取规则，对各业务环节信息以及各业务环节对应的安全规则进行要素提取，得到各业务环节的环境要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件。
根据各业务环节的环境要素信息以及对应的安全规程约束条件进行连接，得到业务流程有向图，并对业务流程有向图进行建模生成数字业务模型。将数字业务模型与电力现场中预先设置的行为感知终端以及三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型。
获取各业务环节对应的历史业务数据，根据各业务环节对应的安全规程约束条件，对各历史业务数据设置对应的标签，标签包括符合安全要求标签和不符合安全要求标签，得到训练数据集。将训练数据集输入至初始仿真模型中，根据模型输出结果调整模型参数，直至模型输出结果满足训练结束条件时，获得电力作业仿真模型。
获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据，可以了解的，业务操作数据是使用预设要素提取规则提取后得到的数据，例如，“在30℃环境下操作人员在距离带点导体4m距离内穿戴绝缘手套操作(不使用物料)某500kV高压电力设备”。
将业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，对业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件。若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警，并禁止进入下一业务环节。例如，业务数据中的“距离带电导体4m距离内”不满足安全规程约束条件“作业人员作业过程中距离500kV带电导体5m及以上安全距离”，此时电力作业仿真平台会生成“距离带点导体距离过近，请保持5m及以上安全距离”的报警信息进行预警，并禁止业务流程进入下一业务环节。
在其中一个实施例中，电力作业的虚拟仿真方法还可应用于实际业务操作的场景中。
具体地，业务工作人员在电力作业现场，对各业务环节中的作业执行响应的业务操作。电力仿真平台通过作业行为感知终端实时采集业务工作人员的实际操作数据，根据实际操作数据对应的业务环节，调取业务环节对应的安全规程约束条件，将实际操作数据与安全规程约束条件进行比对，若实际操作数据满足对应的安全规程约束条件，则指示业务工作人员进行下一业务环节的作业操作；若实际操作数据不满足对应的安全规程约束条件，则对业务环节操作进行预警，并禁止业务工作人员执行下一业务环节的作业操作。
同时，电力作业仿真平台将实际操作数据输入至电力作业仿真模型中，基于电力作业仿真模型中业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，将业务工作人员的操作过程在电力作业仿真平台上三维可视化展现，使管理人员能够清楚的了解业务工作人员的操作过程，有效对业务工作人员的工作进行监督与评价。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电力作业的虚拟仿真方法的电力作业的虚拟仿真装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电力作业的虚拟仿真装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电力作业的虚拟仿真方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种电力作业的虚拟仿真装置1000，包括：业务操作数据获取模块1001、作业场景演练模块1002和预警模块1003，其中：
业务操作数据获取模块，用于获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据。
作业场景演练模块，用于将业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，电力作业仿真模型基于业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定业务操作数据是否满足业务环节对应的安全规程约束条件。
预警模块，用于若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果对业务环节的业务操作进行预警。
上述电力作业的虚拟仿真装置，获取业务环节的业务操作数据，由于业务操作数据是通过业务现场的行为感知终端采集得到的，因此业务操作数据可以反映该业务环节的实际操作情况，通过使用预先构建好的电力作业仿真模型对真实的业务操作数据进行虚拟仿真演练，若业务操作数据不满足安全规程约束条件，则对业务环节所进行的业务操作进行预警，可以使参与培训的业务操作人员通过三维虚拟仿真演练的演练结果可视化的了解业务环节容易存在的安全隐患，提升培训效果，进而降低实际操作时电力作业现场人为责任事故发生的风险。
在一个实施例中，电力作业的虚拟仿真装置还包括：模型构建模块，用于获取电力现场作业信息中的各业务环节信息；基于各业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型；将数字业务模型与电力现场中预先设置的行为感知终端以及三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型；根据各业务环节对应的历史业务数据与初始仿真模型，获得电力作业仿真模型。
在一个实施例中，模型构建模块还用于：根据预设要素提取规则，从各业务环节信息中提取各业务环节对应的环节要素信息；基于各环节要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型。
在一个实施例中，模型构建模块还用于：根据各业务环节的标识信息从预设约束条件库中获取各业务环节对应的安全规程约束条件，安全规程预设条件是根据预设要素提取规则，对各业务环节对应的安全规则进行要素提取得到的；按照各业务环节在作业信息中的步骤顺序，将各业务环节对应的环节要素信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件进行连接，得到业务流程有向图；对业务流程有向图进行建模生成数字业务模型。
在一个实施例中，模型构建模块还用于：获取各业务环节对应的历史业务数据；根据各业务环节对应的安全规程约束条件，对各历史业务数据设置对应的标签，标签包括符合安全要求标签和不符合安全要求标签；将各历史业务数据输入至初始仿真模型中，根据模型输出结果调整模型参数，直至模型输出结果满足训练结束条件时，获得电力作业仿真模型。
在一个实施例中，预警模块还用于：若不满足安全规程约束条件，则根据演练结果确定业务环节中的不安全操作；根据不安全操作以及安全规程约束条件生成预警信息，并禁止进入下一个业务环节。
上述电力作业的虚拟仿真装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电力作业的虚拟仿真方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，本申请的电力作业仿真平台集成在计算机设备上，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各实施例的电力作业的虚拟仿真方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例的电力作业的虚拟仿真方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例的电力作业的虚拟仿真方法的步骤。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电力作业的虚拟仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据；
将所述业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，基于所述电力作业仿真模型中所述业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对所述业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定所述业务操作数据是否满足所述业务环节对应的安全规程约束条件；
若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果对所述业务环节的业务操作进行预警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电力作业仿真模型的构建过程包括：
获取电力现场作业信息中的各业务环节信息；
基于各所述业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型；
将所述数字业务模型与所述电力现场中预先设置的行为感知终端以及所述三维虚拟场景中的虚拟角色进行关联映射，得到初始仿真模型；
根据各所述业务环节对应的历史业务数据与所述初始仿真模型，获得电力作业仿真模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各所述业务环节信息以及各业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型，包括：
根据预设要素提取规则，从各所述业务环节信息中提取各所述业务环节对应的环节要素信息；
基于各所述环节要素信息以及各所述业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各所述环节要素信息以及各所述业务环节对应的安全规程约束条件，生成数字业务模型，包括：
根据各业务环节的标识信息从预设约束条件库中获取各业务环节对应的安全规程约束条件，所述安全规程预设条件是根据所述预设要素提取规则，对各所述业务环节对应的安全规则进行要素提取得到的；
按照各所述业务环节在所述作业信息中的步骤顺序，将各所述业务环节对应的环节要素信息以及各所述业务环节对应的安全规程约束条件进行连接，得到业务流程有向图；
对所述业务流程有向图进行建模生成数字业务模型。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各所述业务环节对应的历史业务数据与所述初始仿真模型，获得电力作业仿真模型，包括：
获取各所述业务环节对应的历史业务数据；
根据各所述业务环节对应的安全规程约束条件，对各所述历史业务数据设置对应的标签，所述标签包括符合安全要求标签和不符合安全要求标签；
将各所述历史业务数据输入至所述初始仿真模型中，根据模型输出结果调整模型参数，直至所述模型输出结果满足训练结束条件时，获得电力作业仿真模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果对所述业务环节的业务操作进行预警，包括：
若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果确定所述业务环节中的不安全操作；
根据所述不安全操作以及所述安全规程约束条件生成预警信息，并禁止进入下一个业务环节。
7.一种电力作业的虚拟仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
业务操作数据获取模块，用于获取作业行为感知终端采集的业务环节的业务操作数据；
作业场景演练模块，用于将所述业务操作数据输入至预先构建的电力作业仿真模型中，所述电力作业仿真模型基于所述业务操作数据与三维虚拟作业场景的映射关系，对所述业务环节进行三维虚拟作业场景演练，确定所述业务操作数据是否满足所述业务环节对应的安全规程约束条件；
预警模块，用于若不满足所述安全规程约束条件，则根据演练结果对所述业务环节的业务操作进行预警。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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