特种设备是指涉及生命安全、危害性较大的设备和设施的总称，主要包括锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆等八大类。
对于特种设备作业人员的培训，采用传统的方式进行讲解，辅助PPT、教学视频等具有一定的局限性，并不能做到面面俱到，存在以下不足：
（1）特种设备作业人员往往都需要很强的实践能力，而传统的课堂授课方式并不能给学员提供增强实践能力的机会。
（2）传统的培训方式虽然配备了相应实践培训，但是由于特种设备的特殊性，现场操作往往会有一定的风险。
（3）在现场培训的过程中，由于受到时间的限制，学员只能在上课时间操作相应的器械。有些问题发生的情况很少，在现场实践培训过程中可能很难遇到。但是这种情况并不能忽略，因为一旦发生就会产生很大的破坏性。
随着虚拟现实技术和三维可视化技术的迅猛发展，在虚拟的环境屮，开发特种设备三维可视化仿真训练模拟器系统，不仅可以进行特种设备事故应急仿真操作训练，同时可以让特种设备零距离地展现在人们的眼前，还为特种设备的教育和培训方式提供了新的思路，具有较大的应用前景和经济价值：
(1)提供特种设备事故应急演练平台。在虚拟的环境中对特种设备事故进行仿真，救援人员可以参考应急预案展开救援设备操作训练，熟悉应急救援各个步骤的操作流程，可以提高设备操作熟练度。
(2)拓展特种设备培训方式。通过在虚拟的环境中以互动交的方式进行培训，替代了传统的教学模式，有利于激发学员的培训兴趣，不仅可以让学员在理论学习阶段，就可以从任意角度直观地认识特种设备，还可以让学员针对自身的知识系统来自主学习，减少去特种设备现场培训的次数，降低培训成本。
(3)有利于特种设备相关知识的普及。在人们的日常生活中，虽然使用特种设备的频率较高，但是却很少有机会，也很难较为直观地学习到特种设备的相关知识。使用特种设备仿真训练模拟器系统，则可以让人们在虚拟的环境中，较为全面地学习特种设备各个部分的知识，不仅真实感较强，而且完全不用担心安全问题，这对特种设备相关知识的普及将会有较大的促进作用。
(4)为特种设备企业的产品展示提供新的途径。根据特种设备企业的需求，应用特种设备仿真训练模拟器系统，再结合三维立体投影显示的硬件系统，可以为企业的产品展示提供全新的解决方案，对企业的产品推广和对企业形象的宣传有较大的推进作用。
本文以超临界电站锅炉三维虚拟仿真实训平台为例来进行详细阐述。
超临界电站锅炉三维虚拟仿真实训平台基于用户实训场地环境，采用虚拟现实技术，通过构建一个接近现实环境且强交互性的三维虚拟仿真实训平台，实现了该超临界锅炉的虚拟漫游、典型锅炉结构拆解、信息展示和工作原理演示等功能，解决了无法进一步了解结构相对复杂的电站锅炉内部部件以及水循环和烟气循环的可视化演示问题，有助于进一步提升火力发电厂和特种设备检测单位相关人员的专业技能水平。
超临界电站锅炉三维虚拟仿真实训平台包括生产场景布置模块、虚拟漫游模块、锅炉结构拆解模块、信息展示模块和工作原理演示模块等5个模块。
1. 虚拟漫游模块
电站锅炉三维虚拟仿真实训平台的虚拟漫游模块能提供更加全面和多维度的展现方式，包括：在PC模式下的自由视角和第一人称视角的漫游功能，主要通过键盘的W、S、A、D控制人物的前、后、左、右移动，鼠标拖动实现人物360°视角旋转，鼠标点击实现漫游模式的切换、结构拆解与原理演示等交互操作；在VR模式下的VR视角漫游功能，通过HTCVIVEPro硬件中的头显转动改变视角方向，利用手柄的触控板实现人物移动，根据手柄发出射线与扳机键实现交互操作。
2. 典型锅炉结构拆解与信息展示
锅炉结构拆解与信息展示模块可以将锅炉的所有部件分别进行拆解，并通过UI将三维模型与关键信息点进行融合，实现在虚拟场景之间的人机交互。这部分交互功能主要根据鼠标或手柄所点击的部件，将该部件高亮显示，并弹出信息交互界面；点击界面里的“隐藏”按钮所选部件将会消失，以此实现锅炉结构的拆解；点击“关闭”按钮将会把信息交互界面与高亮显示的效果关闭；点击场景交互界面的“显示全部”按钮，将锅炉模型恢复到起始状态。
3. 工作原理演示
工作原理演示模块主要包括水循环和烟气循环的三维可视化演示，该模块的交互功能包括：点击场景交互界面的“工作原理”按钮，将显示控制板的UI，分别点击“吹扫”“点火”“水循环”等按键可出现与之对应的原理演示特效与动画，并配置语音介绍和文字提示等内容，其中因考虑水循环流程的复杂性，移动路径为所设计的最佳视角路线，在其他演示过程中可实现自由移动，进行全角度的认知学习。
电站锅炉三维虚拟仿真实训平台将锅炉参数信息、工艺流程等与锅炉的结构拆解融入到虚拟仿真培训中，具体内容包括超临界锅炉三维模型的构建、多视角下的虚拟漫游、锅炉结构拆解交互操作、信息展示UI设计、工作原理的三维可视化演示，可有助于提升火力发电厂和特种设备检测单位相关人员的专业技能水平。
