本發明涉及海上風場運維，具體為基于vr/ar技術的高效高安全低成本風場運維系統。

背景技術：

1、隨著全球能源結構的轉型和可持續發展戰略的推進，海上風電作為一種清潔、可再生能源，正逐漸成為新能源發展的重要組成部分。海上風場運維作為確保風電場長期穩定運行的關鍵環節，面臨著復雜的海洋環境和高成本挑戰。海洋氣候多變，設備維護難度大，且運維成本高昂，因此，高效的運維管理對于降低風電場運營成本、提高發電效率至關重要。同時，隨著技術的進步和經驗的積累，海上風電運維正逐步向智能化、自動化方向發展，以期實現更高效、更經濟的運維服務。

2、面對復雜的海上環境，傳統海上運維方式存在高風險、高成本、低效率等問題，通過提出基于vr技術，提供高度真實的海上風電作業模擬環境，受訓者能夠更直觀地識別各種安全隱患和風險，從而深刻理解安全操作的重要性。因此，提出基于vr/ar技術的高效高安全低成本風場運維系統。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了基于vr/ar技術的高效高安全低成本風場運維系統，解決了傳統海上運維方式存在高風險、高成本、低效率，使海上運維訓練難度大的問題。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

3、基于vr/ar技術的高效高安全低成本風場運維系統，包括：

4、ar/vr操作優化引擎，通過將ar/vr技術與數字孿生結合，使該系統在操作過程中可在虛擬環境中查看和分析實時數據，獲得即時反饋，從而優化決策和操作；

5、vr虛擬仿真環境數據庫，負責創建真實的虛擬環境模型及集成各類實時數據；

6、vr虛擬環境反饋模塊，配合所述虛擬仿真環境數據庫進行數據動態調整，提供沉浸海上運維環境，使用戶在虛擬環境中獲得實時反饋；

7、vr模擬訓練模塊，匯集有海上風電建設與生產中最為典型的事故類型，用于體驗風電事故發生，以及進行風電事故的模擬應急演練培訓，以降低實際操作中的風險和成本；

8、ar現場運維智能模塊，用于在進行現場運維時，專業人員能夠進行現場指導，提供安全提示和遠程支持，減少現場人員的錯誤和維修時間。

9、優選的，所述vr虛擬仿真環境數據庫包括：

10、素材儲存單元，保存有用于創建真實的虛擬環境的模型素材，以及構成模擬環境的實時數據，如地圖環境、風電場、設備、天氣條件等；

11、模擬環境編輯單元，用于設定模擬環境的環境要素，和模擬任務目標，內置預設模板，可自主創建或在預設模板上進行修改，生成vr模擬風場運維訓練場景。

12、優選的，所述vr虛擬環境反饋模塊包括：

13、操作指南引導單元，提供有操作指導或修復步驟的指南內容，且進行風電場的操作維護模擬訓練時，針對風電場的異常問題，快速導出相應的解決方案；

14、信息引導窗口，用于在模擬風電場中，實時顯示模擬設備的運行狀態、操作說明、維護技巧等信息，增強學習效果，幫助運維人員進行操作和決策；

15、反饋敏感單元，用于增強海上模擬環境體驗，根據數據動態調整環境模型體驗不同的作業環境，使用戶在虛擬環境中獲得實時反饋。

16、優選的，所述典型的事故類型包括vr起重傷害、vr基坑坍塌、vr電氣柜觸電、vr塔筒墜物打擊、vr塔筒內墜落、vr風機外壁墜落等，以通過真實沉浸的感官體驗，為受訓者提供深刻的警示教育。

17、優選的，所述模擬應急演練包括vr風機火災逃生、vr風機機艙滅火、vr海上升壓站火災逃生、vr海上淹溺救援等危急情境，以幫助受訓者提升自救互救能力，增強對突發事故的應對能力，從而有效保障生命和財產安全。

18、優選的，所述ar現場運維智能模塊包括：

19、遠程數據采集單元，用于采集遠程的風電場運維設備的運行狀態、維護信息等設備有關信息；

20、現場數據可視化單元，用于展示設備的運行趨勢、性能指標等數據，以及數據分析結果，將其可視化，投射到ar設備上，幫助工程師和管理人員更好地理解和分析數據，制定優化措施；

21、實操指導單元，用于將虛擬的操作指導和維護信息投射至ar設備上，運維人員通過ar眼鏡或設備可以實時查看操作步驟、維護建議和安全提示，提升操作的準確性和效率；

22、現實可視化增強單元，用于將虛擬設計方案采用ar系統框架疊加到實際的地理環境中，以幫助設計團隊和客戶更直觀地了解設計方案與實際場地的結合，便于決策和修改設計；

23、ar安全提示模塊，用于在現場作業時實時提供安全提示和警告，幫助運維人員在實際操作中保持高水平的安全意識；

24、ar遠程支持模塊，用于在設備故障或維護過程中，采用ar技術使運維人員進行實時遠程支持，且使專家通過ar設備看到現場情況，提供指導和建議，協助解決問題，減少現場人員的錯誤和維修時間。

25、優選的，所述現場作業時實時提供安全提示和警告的方式包括顯示高風險區域、提醒佩戴安全裝備等。

26、基于vr/ar技術的高效高安全低成本風場運維方法，包括以下步驟：

27、步驟一、通過vr虛擬仿真環境數據庫的數據進行模擬場景的構建，生成vr模擬環境進行風電場設備的模擬維護訓練；

28、步驟二、利用所述步驟一生成的vr模擬環境進行模擬維護訓練，模擬維護訓練的過程中通過操作指南引導單元提供有操作指導或修復步驟的指南內容，針對風電場的異常問題，快速導出相應的解決方案；

29、步驟三、通過信息引導窗口，在模擬環境中實時顯示模擬設備的運行狀態、操作說明、維護技巧等信息，并在進行操作時，由反饋敏感單元對所做出的操作進行實時反饋，調整模擬作業環境；

30、步驟四、在訓練完畢后，通過ar現場運維智能模塊進行現場運維。

31、優選的，所述步驟一中模擬場景的構建的具體步驟為：

32、s1、通過素材儲存單元導出模型素材以及實時數據；

33、s2、通過模擬環境編輯單元對空白模板或預設模板進行編輯；

34、s3、導入模型素材以及實時數據，進行地圖構建，并設定訓練任務目標；

35、s4、導出vr模擬環境。

36、優選的，所述步驟四中現場運維的具體步驟為：

37、s1、通過遠程數據采集單元采集遠程的風電場運維設備的運行狀態、維護信息等設備有關信息，并將其利用現場數據可視化單元將數據可視化投射到ar設備上；

38、s2、通過現實可視化增強單元將虛擬設計方案采用ar系統框架疊加到實際的地理環境中，進行風電場運維工作；

39、s3、運維工作過程中，實操指導單元將虛擬的操作指導和維護信息投射至ar設備上，運維人員通過ar眼鏡或設備可以實時查看操作步驟、維護建議和安全提示，且遠程運維人員和專家將通過ar遠程支持模塊查看現場情況，進行指導與提供建議。

40、本發明提供了基于vr/ar技術的高效高安全低成本風場運維系統。具備以下有益效果：

41、1、本發明解決了風電系統實操困難的痛點，通過在虛擬現實中，學員可以進行設備認知、運行操作及維護技能的模擬實訓，從而在安全的條件下熟悉風電設備的結構和操作流程，掌握各種維護技能，提高實際操作能力和應急反應能力，降低實際操作中的風險和成本。

42、2、本發明中，系統提供的豐富交互體驗使受訓者能夠在實踐中掌握必要的安全操作技巧，并提升應對突發事件的能力，且ar能夠將虛擬信息疊加到現實世界中，兩者結合能夠實現更為全面的互動和體驗，幫助管理層有效評估和提升運維人員的技能水平，提升海上風電運維安全性和運維效率。