虚拟现实论文参考文献推荐

摘 要

由于无人值守变电站越来越多，这对电力管理部门在技术和管理上都带来了新的挑战。无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高，各种在线监控系统也越来越多，对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要一个统一监控平台将电气设备、环境、图像、各种报警装置全方位直观展现，以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战，通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台的应用研究，来提高无人值守变电站的运行管理水平。

【关键词】虚拟现实 电力 智能 监控平台

1 引言

随着电力自动化技术的快速发展，越来越多的常规变电站改造为无人值守变电站，无人值守变电站的电压等级和范围越来越广，成为未来发展的必然趋势。在常规变电站改造为无人值守变电站以后，它实现了变电站运行的自动化、精度化，确保了对变电站事故的处理效率和准确性，进一步保障了 系统安全 ，减少了人员的误操作，减少了大量的运行值班人员，提高了劳动生产率，降低了成本，带动了企业科技进步。

但是无人值守的模式无论是在技术上还是管理上都对原有的模式带来了新的挑战。无人变电站的电压等级各站有所不同，设备型号复杂，对于管理运行人员熟悉设备的运行、维护和操作的要求高。并且无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高，各种在线监控系统也越来越多，对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要将不同监控系统按照设备的真实场景进行统一、整合、分析，电气设备、环境、图像、各种报警装置能全方位直观展现，以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。

2 项目内容

本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战，通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台(以下简称“平台”)的应用研究，来提高无人值守变电站的运行管理水平，如图1所示。

2.1 平台的功能

2.1.1 真实三维再现变电站场景

直观再现变电站的建筑、主控室、开关室及环境场景; 直观显示电气一次部分以及电气部分的实际连接;直观显示开关柜的位置、外观 ; 直观显示辅控设备的现场安装位置。

2.1.2 集中展示设备工况

3D实景中沉浸、快速、便捷地查看任意电气设备的相关数据、数值、图像，并可进行历史变化趋势的对应分析、判断。

与Scada系统融合――实时展示电气设备的Scada遥测、遥信数据，并统计开关跳闸次数、变压器调档次数及瓦斯保护动作次数;

与图像监测系统融合――实时显示现场监测图像;

与在线测温系统融合――实时显示在线温度;

与现场巡检系统融合――展示设备巡检历史记录。

2.1.3 自动灵活查看实时图像

双击场景中的设备，图像设备自动进行转向、对焦，颠覆传统人工查找摄像机、转动云台、聚焦等一系列繁琐动作;无需查找图像设备，可快速、便捷、准确地进行对应设备的远程外观察看、拍照、热红外成像测温、热红外拍照等一系列动作，并智能生成人性化的记录、 报告 等。

2.1.4 设备异常告警

整个三维场景中，每个设备模型会随着实时采集来的数据，智能判断设备工作状态是否正常;对于出现异常的，三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位，不断提示操作人员及时排除故障;解警后，可在设备数据面板中查看历史告警记录。

2.1.5 远程巡视

设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观、热红外成像等必要的巡检信息，系统自动生成巡检路径;巡视人员通过平台随机或定时进行远程巡检，当进入已设定的巡检设备点时，系统将相关的设备相关在线监测数据，进行集中展示;对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定，形成远程综合分析巡检结果记录，如图2所示。

2.2 基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台的特点

2.2.1 直观逼真

虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。本平台中将通过三维模型忠实逼真地再现了安阳市北郊变电站场景，产生了沉浸式的交互环境。

2.2.2 统一管理

基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台可融合各种平台系统，展示其相应数据或图像，如Scada电气数据(遥信、遥测数据)、在线测温数据、辅助监控系统的视频图像等。

2.2.3 智能监控

基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台融合数字视频监控、RFID无线识别、智能门禁、智能报警等多种监控方式：

整个三维场景中，每个设备模型会随着实时采集来的数据，智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的，三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位，不断提示操作人员及时排除故障;

所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律，均可以作为告警条件，进行告警及组合告警触发。

2.2.4 智能远程巡检

优化目前传统的现场巡检模式，通过在该平台上设定巡检路线、巡检设备、巡检数据量、设备外观等不同巡检内容，巡视人员在定时或随机通过该平台上进行远程巡检，当进入巡检设备点时，系统将相关的设备相关在线监测数据，进行集中展示，并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定，形成综合分析结果记录，能远程、高效进行电气设备多系统、跨平台巡测，减少现场巡检频次，形成和现场巡检的高度互补、统一。

3 技术实现 3.1 3D建模技术

三维建模软件为3dMax，它是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，它功能强大，扩展性好。它适合制作建筑模型、物体动画模型以及人物动画模型等，可利用系统自带的材质库，或自制的贴图，来达到逼真的效果。

3DMax还可以将模型文件导出多种格式的文件，可用于 Java3D开发的引擎平台加载，如obj文件、3ds文件、mdl文件和smd文件等。

本平台引擎所适用的模型有obj、3ds和ms3d。基本场景静止模型采用obj文件格式;刀闸开合、门开合的动画采用3ds格式;漫游人物动画采用ms3d格式。

3.2 平台引擎技术

由于本平台采用B/S架构，所以平台引擎选择用Java3D 来实现VR技术。Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展，是一组应用编程接口(API)。客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览，因此具有不需要安装插件的优点。而且Java3D是基于Internet的软件开发平台，它能将图形功能与Internet很好地集成在一起，因此它非常适用于开发基于网络的VR系统。

本平台算法有如下创新点：

(1)创新采用双视野模式展示变电站复杂场景中的人物/眼睛视野模式;更加直观，沉浸地再现变电站复杂真实场景，实现变电站复杂场景及电气设备、屏柜等多视角三维展。

(2)针对三维变电站场景地形的复杂性，改进传统2D启发式搜索A*算法，大幅度提升变电站复杂三维场景自动寻径的消耗时间。

(3)改进了三维变电站复杂场景中地面高低的检测算法，创新地增加了多维射线，来检测路面的高度信息，提高检验的精确性。

(4)根据变电站场景的复杂性、电气设备的布局复杂以及空间局限性，改进传统的AABB碰撞检测算法，采用动态AABB碰撞检测算法，大幅度提高碰撞检测的准确性。

(5)在变电站三维复杂场景中人物平滑移动，摒弃传统的BSP树，采用椭球体算法并添加滑动公式，实现碰撞后的平滑移动及电力巡检人物碰撞后的椭球体滑动处理。

3.3 系统接口技术

本平台与 其它 所需展示的系统接口程序采用Web Service模式。它是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的技术规范，这些规范使得Web Service能与其他兼容的组件进行互操作。Web Services 利用 SOAP(简单对象访问协议)和 XML(Extensible Markup Language可扩展标记语言 )对这些模型在通讯方面作了进一步的扩展以消除特殊对象模型的障碍。XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，提供统一的 方法 来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据，可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言，非常适合 Web 传输。

本平台的一大功能是可以展示不同系统的实时参数，不同的系统有不同的编程方式，而且像Scada系统，数据量大，且实时性要求很高，接口程序需要设计的灵活、高效，扩展性好。

与Scada系统接口：Scada系统中有所有电力设备所有遥测、遥信数据，本平台需要快速、便捷的从如此庞大的数据量中检索出所需的数据是个难点

与变电站辅控系统接口：本平台需要从辅控系统中要快速便捷地检索出实时图像、及智能报警信号，而图像的文件一般比较大，快速流畅地在3D平台中展示是个难点。

预留与其它系统的接口：因为本平台可以融合其它多种系统平台的数据，所以要求它在扩展性上做到有足够的冗余设计。

4 结论

基于虚拟现实(VR)技术的统一监控平台三维系统采用先进的软硬件技术，在系统功能方面立足电力变电站智能化管理和安全运行的实际情况，解决了传统管理中很多人工难以解决的问题，同时面向变电站整体模块，克服过去各系统数据条块分割、人工关联的弊端，从变电站实际指挥、运行诊断、检修操作等实际使用的角度出发，实现变电运行设备数据准确及时的采集，电气设备、各种监控装置等真实位置场景及实时状态进行直观、立体、逼真的集中再现及变电站三维巡视的漫游、数据记录、外观记录、巡视分析报告录入等数据的直观、统一再现。规范了业务流程的管理，减少了人工和材料损耗，实现了信息数据及分析的自动生成，实现了变电运行的智能及集中化管理。

参考文献

[1]陈卓等.基于虚拟现实的变电站培训仿真巡视功能研究 [J].现代计算机(下半月版)，2010(09).

[2]张照彦等.虚拟现实在变电站仿真中的应用 [J].计算机仿真，2008，25(2).

虚拟现实技术,又称灵境技术,是以交互性、沉浸性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文2000字，希望能够对您有所帮助。

电视传播与虚拟现实建构

摘要：电视不仅反映社会现实，也参与了现实世界的建构。传媒的市场化使受众成为电视媒介内容生产的积极参与者，目标受众与有较强影响力的受众之间内容需求的不平衡，使电视的信息传播在内容和表现形式上都向后者倾斜，《乡村发现》的城市受众导向，建构了农村社会生活虚拟现实和刻板农民形象。

关键词：电视;传播;虚拟现实;受众

中图分类号：G206.2文献标识码：A文章编号：1003-949X(2007)-01-0045-03

媒介及讯息，大众传播的理想模式是忠实且有效地反映社会现实，从而实现传播的社会监测、整合等功能，然而大众传播从业人员的知识结构和价值观也将在不同程度上对信息传输过程施加影响，信息的衰减与错位在大众传播中往往在所难免。法国后现代主义作家尚・布希亚就指出，大众传媒，尤其是像电视这样的电子传媒的出现，改变了我们生活最基本的性质，电视不单单是把世界“展现”在我们面前，还日益在界定着我们实际生活于其中的这个世界①。虚拟现实在一定程度上并非是不可接受的，比如超级女声的出现，其含义已经超越了竞赛本身，联系着投票者、观众、传媒批评人以及其他将个人言论参与其中并在不同程度上改变事件进程的人。布希亚认为，在传媒无所不能的时代，一种由人们的行为和传媒图像所共同建构的新的现实，即虚拟现实，正在出现。这个虚拟现实是由幻象构筑的，这种幻象是一些只能由其他图像赋予意义的图像，由此不具备在“外部现实”中存在的基础，然而超级女声的出现可能需要在一定程度上修改布希亚的理念，因为超级女声在全民参与的过程中，其虚拟现实正在日益成为现实的一部分或者全部。只是超级女声与本文所述不同之处在于，前者的悬念本身就具备了结局被改写的可能，其娱乐属性也可以容纳虚拟现实成为现实的一部分。但电视对农节目的使命相对严肃客观，是否对农村生活和农民形象进行全面且客观的反映，将直接影响到对农政策及其他人群的评价甚至对农政策的制定，因此，全息摄影方式的反映农村现实更为重要。然而除了大众传媒本身就具备的虚拟现实建构的可能性之外，现代传媒市场的竞争使得在传播过程中受众需求上升，受众更为积极的参与媒介内容生产之中。由于目标受众和更有影响力的受众之间的内容需求不平衡，导致对农节目内容生产向后者倾斜，电视传播对虚拟现实的建构进一步深化。

一、传者中心论的沦落与受众中心论的崛起

纵观传播社会学发展史，早期研究者多取“传者中心论”的范式，而这种范式切断了传者与受众的有机联系，将传者视为一个封闭的本体来研究。随着时代社会的发展，“传者中心论”的理沦范式无力面对“新问题”，因而其衰落不可避免。二十世纪五十年代以后，传播学接纳相关学科的理沦成果如霍夫兰的“个人差异论”、费斯汀格的“认知失调”理论及赖利夫妇的“社会范畴沦”等等，受众在传播活动中的重要性渐为世人所重。1956年，我国著名的学者王中提出了“读者需要论”。但此类研究不久便因受到严厉的批判而停滞。在我国真正重视受众是党的十四大召开后。时至今日，“受众中心论”已取代昔日的“传播中心论”而居优势地位。李良荣在九十年代末就曾指出：受众是“媒介的积极参与者”②。这一论点是对王中 “读者需要论”的延伸和拓展，具有重要的现实意义。受众对大众传媒如此规定，意味着传播信息在本文和接受的“两极”中完成，其价值乃至存在的意义，在更大程度上取决于受众的“阅读”过程中。因而必须重视受众的本体研究。其主要内容应有受众的人口学特征、文化特征、心理特征等内部因素以及文体特点、接受情境等外部因素。

同时，电视本身的经济属性也使得电视节目的生产与流通进一步市场化，对于大部分市场化运作的电视台和电视节目而言，对电视受众的研究与满足在很大程度上决定了电视台和电视节目的竞争力甚至节目的存亡。电视这一传播工具虽具现代性，但它和人类其他传播手段比如语言、姿势和表情一样是在人类的生产活动中产生，并且有效地促进了人类物质文明和精神文明的生产和再生产。因此电视是具有经济属性的，在许多国家，电视媒介具有双重属性，既是信息生产和传递主体又是社会公器，随着传媒改制，电视媒介开始担负多重角色，一半是舆论机构一半是经济实体，前者必须做到保持其独立性，以保证对社会责任的基本担当，最终实现其对公正与客观的终极追求。后者允许其参与社会交换，而且从传媒自身的角度来分析，所有的媒介组织都是可以进行经营活动的，而且往往获得十分理想的经营收入。这就是说.媒介组织是一个以生产信息产品为主要任务的经济实体。作为现代传媒的电视，不管是外国，还是我们中国，世界上许多国家的电视台都有自己的经营收入，其中有相当数量的电视台的经营收入都越过了所在国的一些大企业③。段京肃在《社会关系的变化与信息传播权利的转移》中指出，近20多年来，我国经济体制改革和政治体制改革中所引发的社会关系的变化，对大众传播事业体制的改革表现出了积极推动的态势，原先高度集中的信息占有权和信息传播权发生了横向的转移，拥有这些权利的社会阶层开始多元化。在媒体产业化经营不断推向深入的今天，电视与受众之间的互动，已经逐渐由过去的传媒垄断型互动过渡到受众主导型互动，换言之，这种互动关系已经演变成媒介权力与受众注意力资源和认可度之间的互动，于是媒介权利的实现，有赖于将受众的注意力资源和对媒介的认可与既有和潜在的广告投放主体成功互动的实现。以湖南卫视为例，该电视台在节目生产之前都要进行大量的以受众研究为主的可行性分析和节目推广论证，节目生产过程中通过收视率和市场份额等节目影响力指标严格考核并进行排序，而节目影响力指标一般将直接决定节目广告收入。相比2005年，去年湖南卫视的观众构成具有以下明显特点：女性观众比重增长5.4%，观众年龄构成呈现两端弱、中间强的特点：即14岁以上少年观众、55岁以上，尤其是65岁以上观众比例出现下降;而15至54岁各年龄层的主流观众的比重增加，其中25至34岁青年观众比重涨幅超过10%。高学历观众比重增长迅速，大学文化程度以上观众比例较去年同期增长35.68%。

尽管湖南卫视主体受众中中学以上文化程度的占了多数，但大学以上文化程度的受众正呈上升趋势，并且由于高学历人群的文化资本等积累往往使其获得更高的职位地位，购买力也相对较强，因此也是湖南卫视极力争取的目标受众。而《乡村发现》的主体受众基本上以中学文化程度受众为主，大学以上文化程度人群既不在《乡村发现》目标受众群范围之内，从收视实际情况来看，大学以上文化程度人群也基本上在《乡村发现》缺位。因此，尽管《乡村发现》的收视率和市场份额在全台的排名上有一定竞争力，但其目标受众的购买力却相对有限。

三、城市受众的影响力与对农电视节目内容生产

哈贝马斯曾分析了18世纪初开始的传媒发展过程，描述了公共领域的出现及其衰退的轨迹。他指出公共领域类似一种公众进行辩论的竞技场，人们可以在这里就关心的问题进行讨论并达成一定的意见。但是大众传媒和文化产业的发展在很大程度上是公共领域变得徒有其表，在国会和媒体上，政治更类似于“舞台表演”，而舆论更多是被诸如广告等传媒操纵和控制的产物④。吉登斯的忧虑不无道理，但传媒本身有时候并非永远处于操纵地位，随着传媒市场化不断推进，越来越多的大众媒介的生存开始受制于广告，大众媒介的市场影响力，取决于将受众的注意力资源出卖给广告主，实现受众注意力资源的第二次“售卖”。而大众媒介的市场影响力不仅取决于受众规模，更取决于受众质量。主流媒介所拥有的受众，在质量上应该是社会行动最强的一群人，抓到上游文化的这群人，你就可以覆盖中游文化和下游文化的人⑤，在包括湖南卫视在内的中国电视市场广告投放序列中，面向农村受众诸如农机和利润率较低的的商品基本上处于边缘位置，因此城市受众对于包括《乡村发现》在内的对农电视节目更具影响力。当前城市受众的审美倾向直接表现为都市化和娱乐化，因此〈乡村发现〉的节目趣味性较强，娱乐元素较为丰富，在一定程度上满足了城市受众和农村受众的娱乐和休闲需求，但在对农政策解读和科教、致富信息服务方面就稍显弱势，无法满足农村受众对这类信息的迫切需求。大部分农村受众依然对新闻类节目比较感兴趣，社会急剧变迁的时代里，农民的信息援助应更多体现在对社会形势的了解，对农政策的明晰这一宏观层面和对科教致富或者具体到天气预报等服务类信息方面，但《乡村发现》当前此类信息的发布远不能满足农村受众的实际需求。

四、农村虚拟现实建构与农民刻板印象的生成

节目风格娱乐化本身并不构成农村虚拟现实的建构，但是娱乐元素占据首要地位的节目内容生产却能赋予外界对农村社会生活的另一种想象。《乡村发现》的日常节目设置主要以农民生活中的新鲜事物和生活趣味为主，不定期举行的活动也是主要以强调视觉听觉刺激的选秀活动比如“寻找美丽村姑”等活动为主。此类活动在一定程度上丰富了农村文化生活，激发了农村受众对美和善的追求，但一旦“寻找美丽村姑”这类活动成为电视节目的主流，则更深层次的农村现实便被忽略了。当前农村的实际人口构成状况可以用“386199部队”来形容，意指由于大量农民外出务工，农村留守人口中主要以女性、儿童和老年为主，甚至在大部分农村，“村姑”也已经不多，有一定劳动能力的青年女性外出务工已成普遍趋势。在这一趋势的出现，是由于农民从土地获得的利润已经比较薄弱，于是离开土地寻找非农工作机会，而在外出务工过程中，其劳动权益、生活状况以及城市边缘人的身份问题也需要更多的社会关注。《乡村发现》作为一档相对专业的反映农村农民生活的节目，在应该着力反映的农村社会现实中着墨不多，实际上是基于城市受众信息偏好而对农村农民现实状况进行过滤，从而在节目中建构了一个相对平面化的一维视角下的农村生活，建构了展现给城市受众的虚拟现实，同时也对非农观众塑造了农民群体的刻板印象。刻板印象指的是人们对某一类人或事物所产生的比较固定、概括而笼统的看法，这是我们在认识他人时经常出现的一种相当普遍的现象，刻板印象的生成，主要是由于在人际交往中，因为地域、时间和精力等原因，无法和某个群体中的每一成员进行深入交往，或者只能通过某种媒介进行间接交往与了解，因此，人们只能由部分推至全部，由人们所接触到的部分去推知这个群体的全貌。刻板印象一旦形成就很难改变，媒介的反复描摹也会强化这一印象，在对《乡村发现》的城市受众采访过程中就不难发现，部分城市受众就由此得出农村生活比城市生活轻松有趣，农民生活闲适，无忧无虑的印象。这一刻板印象的生成，无助于弥合城乡文化堕距，加强城乡之间理解与沟通。

五、探寻电视对农节目应有功能

关于大众传播的应有功能，施拉姆从政治功能、经济功能和一般社会功能三个方面进行了总结，他既肯定了大众传播的一般社会功能中的娱乐功能，也指出了大众传播的政治功能中应有监测社会运行的内容，在一般社会功能中协调公众的了解和意愿，行使社会控制，向社会的新成员传递社会规范合作化用的规定等。当前电视频道以及电视节目的分众化趋势使得不同的传媒承担的主体功能有所区别，比如娱乐频道、电影频道的出现就满足了传播媒介提供专门化信息服务的需求，包括《乡村发现》在内的对农电视节目的出现，也为农村受众获取专有信息，为其他人群了解农民和农村生活面貌提供了平台，因此也能在更深层次上反映社会现实，但是在实际操作过程中，一方面电视传播对虚拟现实的构建不可避免，另一方面节目生存压力始终存在，因此，在满足相对购买力较强的城市受众信息偏好，保证节目生存和可持续发展的同时，寻找更为实际和全面地反映农村社会现实的表现途径，将图像刺激与现实主题相结合，满足农村受众的信息需要，以全息摄影又喜闻乐见的方式反映农村社会现实和农民形象，方能实现电视媒介参与社会生活的应有功能。

参考文献：

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