天然气虚拟仿真实训室建设方案通过对燃气场站相关设备设施进行三维系统建模，实现了场站基础建筑、设备设施、地下管网的三维可视化。再将工业运行数据接入燃气模拟仿真实训系统，可实现数据与设备设施的深度结合及精准管理，同时还可辅助管理人员进行智能化生产与运维，并在三维资产管理、沉浸式培训、应急演练、辅助巡检和辅助运维等领域应用中取得了丰硕的成果。
天然气虚拟仿真实训室建设方案主要涵盖基于VR/AR技术的燃气技能培训、基于MR技术的燃气辅助生产与运维2大板块。
1. 基于VR/AR技术的燃气模拟仿真技能培训
基于VR技术的燃气模拟仿真技能培训系统，通过构建可视化阶梯式培训体系，帮助学员高效地学习和理解知识，并安全快速的投入实践操作，同时节省培训成本，规范生产操作流程。主要包括VR实景教学、3D互动培训课件、VR多人沉浸式训练、跨平台应急演练及安全与科普宣传等5大模块，可用于运维检修培训、生产工艺流程培训、应急演练等培训环节。
1.1 VR实景教学
燃气模拟仿真技能培训系统的VR实景教学模块通过全景视频与图片拍摄技术，在实操现场拍摄全景教学内容，并针对局部技术点进行特写展示。学员通过VR设备以沉浸式视角观看教学内容，身临其境地进行知识学习。基于VR的实景教学不仅适用于常规现场培训，更适用于难以反复模拟以及高风险环境的培训内容学习。
1.2 3D互动课件
燃气模拟仿真技能培训系统通过三维技术，制作用于操作流程培训的互动学习平台，帮助学员反复学习和练习操作步骤，并对其熟练度进行考核，可以为下一阶段培训奠定坚实基础。
1.3 VR沉浸式拆装训练
燃气模拟仿真技能培训系统通过虚拟现实技术，为学员营造出逼真的虚拟工作场景，学员在此环境中，用真实的肢体动作来操作虚拟环境中的设备对象，对设备进行维检修操作，使其达成如实操般的学习经验及肌肉记忆。同时通过燃气模拟仿真技能培训平台模拟多人协同配合操作，并按标准流程与动作完成指定维检修工作内容，从而达到协同操作训练目的，增加培训真实感、降低培训安全风险、提高互动培训效率。
1.4 应急演练及决策情景评估
通过虚拟现实与跨平台网络通讯技术，在虚拟环境中仿真模拟燃气应急事故的发生与发展，通过团队协作进行应急处置流程训练。PC端模拟指挥中心，VR端模拟事故现场，使各个应急处置相关部门共同参与，以低成本、低风险、高效率的方式进行如现场实际操作般的演练体验，为企业安全生产运维开启新的篇章。
除应急演练外，燃气重大事故复盘演练和应急处置预案流程推演是应急培训工作的两个重点方向。基于VR/AR技术，可以更全面的展示事故发展的全过程，学员可扮演任意角色参与事故处理，可以增加临场感，提高演练仿真度。并且还将在每个步骤让学员自主进行指挥或操作，记录其采取的行动，形成事故演练处理流程清单，由专家进行评判，从而实现在复盘学习的同时对学员进行业务能力考核，从而加深对典型事故的认知，提高类似事故的处置和决策能力。
1.5 安全与科普宣传
燃气模拟仿真技能培训系统的安全与科普宣传模块通过在虚拟现实空间中，模拟日常可能会发生在身边的用气隐患及安全事故，跟随提示学习并体验正确的处置方法，提高民众的用气安全意识与应急处置能力。
同时燃气知识宣传，对于提高民众安全用气意识、树立燃气企业公众形象有着重要的意义。通过使用具备高科技含量的VR/AR技术，开发以燃气科普知识与安全知识为主的互动体验程序，可以有效的提高宣传的效果，加深民众对所宣传知识的理解与记忆。
2. 基于MR技术的燃气辅助生产与运维
基于AR技术的燃气运维辅助可视化系统，将后台关键数据与信息通过AR（增强现实）与MR（混合现实）方式展现给一线人员，助其直观的了解实时生产运维现状，辅助操作信息 ，提高其工作效率以及后台系统数据的实用价值，与此同时，将现场生产运维实况，实时回传给调度系统，使调度人员第一时间了解实际运维情况，从而提高整个系统的管理水平与运行效率。
2.1 MR辅助巡检
燃气虚拟仿真可视化运维系统使用AR头显设备，利用精准定位，通过网络获取云端加密数据，实现巡检人员对设备设施信息的实时、精准、全面查询。尤其对于埋地管网的混合现实展现，极大的提高了巡检工作的效率与精度。通过授权，巡检人员还可对所查询的设备设施信息进行标注及编辑，实现信息的及时更新与共享。
通过AR技术与位置定位技术的结合，基于已经建立的三维燃气场站可视化系统，可以实现设备数据与设备实体的空间拟合与呈现，使现场实操人员能够更全面的了解设备设施情况，辅助其进行现场决策与实操。
2.2 MR辅助实操与VR辅助维修
MR辅助实操，是指利用MR技术与图像识别技术，在实际工作场景中识别设备型号，根据设备维检修内容，以3D拟合的方式展示设备结构原理，并进行维检修操作步骤引导，辅助工人按照标准操作流程进行实际操作。
基于现有的VR燃气模拟仿真技能培训系统，可以通过AR技术自然延伸到实践操作过程，通过AR技术与图像识别技术的结合，实现虚拟设备与真实设备的拟合，实操人员可以通过移动设备以AR形式看到设备内部结构、工作原理及拆装步骤，这样可以更好的帮助实操人员按照标准步骤进行操作，避免操作步骤不规范引发的安全事故及设备损耗。
天然气虚拟仿真实训室建设方案从燃气场站的三维可视化建模，到基于VR技术的技术培训体系构建，再到基于AR/MR技术实现辅助巡检和辅助生产和运维，不仅提升了学员培训效率，而且提高了运维效率。
