安全工程中虚拟现实技术的运用

安全工程中虚拟现实技术的运用

陈伟斌

广东诺瓦安评检测有限公司528200

摘要：随着我国科学技术的不断发展，虚拟现实技术也取得了重大突破，在现代社会已经被广泛的应用到影视、医学、教育、游戏等领域中。尤其是我国安全工程当中，虚拟现实技术的有效利用不仅可以保障工作人员人身安全，同时还能加快我国经济的发展，文旨在提出了虚拟现实技术的本质以及对其在安全工程中的应用做了几点探讨。

关键词：安全工程；虚拟现实；发展

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们对于工作安全的要求越来越高，但是在企业安全生产等领域当中，隐患无时不刻都存在着，安全生产也存在一定的缺陷（人的不安全行为、物的不安全状态或环境的不安全条件等），而虚拟现实技术的出现，能有效的弥补这个缺陷，通过虚拟技术对现场环境进行模拟，对生产车间环境进行安全监察，也能使人在操作过程中，得到环境最真实的反馈，不仅可以预防事故的发生同时也能对工作员工进行高效的培训。

一、虚拟现实技术本质

虚拟现实技术，又称VR技术，是集动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具技术、系统集成技术于一体，通过计算机仿真系统来模拟现实中的世界[1]。利用虚拟现实技术一般会有以下几个特征：（1）沉浸性（2）交互性（3）多感知性（4）构想性（5）自主性，随着时代的不断发展，虚拟现实技术也被不断应用到了各个领域当中。近年来，以虚拟现实技术为主而建立的VR体验馆得以面世，可以让观影者感觉自身正处于电影场景中，另外许多教育部门利用虚拟现实技术建立了虚拟实验室来帮助学生更好地学习，此外虚拟现实技术在室内设计、游戏、医学、军事、航天方面都取得了极大的成就。

二、在安全工程中虚拟现实技术的优势

1.节约成本

在安全工程的培训和实践阶段，可以在虚拟实验室中进行，既可以减少购买昂贵设备的资金投入，也可以避免因实训造成的设备和材料的损耗问题。

2.具有多感知性和交互性

能够打破时间和空间的局限性，模拟环境通过视觉、听觉、触觉来获取外界的反应，并使用户沉浸到其中，全身心的投入到环境当中去。同时为培训者提供了可以直接交互的视听空间，将受训者置于主动学习的中心，有利于受训者知识的构建。同时可以根据虚拟现实中不同的情况采取相应的措施。

3.具有安全性

在很多安全工程中，利用虚拟现实技术进行模拟现场，能够提前察觉安全隐患，避免人员伤亡。同时一些培训当中，由于实践培训的不确定性，可能会有安全隐患，像飞机驾驶训练、实习医生解剖训练、火灾逃生演习等，而利用虚拟技术模拟训练能够有效的消除安全隐患。

4.具有简捷性

很多科学研究由于实际原因，研究周期较长，而利用虚拟现实技术可以极大程度上缩短研发周期，加快科研步伐，像胚胎的培育过程、宇宙天体的解体过程等。

三、虚拟现实技术在安全工程中的实践

1.科学研究

在我国现代的很多科学研究当中，科学家都会采用虚拟现实技术来实现科学研究的过程。例如，在航空安全领域当中，利用虚拟现实技术，不仅可以大量节省资源，同时也减少了研发周期。在一些危险的人机结合试验中，也能保证人的基本安全，保证科学研究的可持续性和全面性。还有像汽车的安全设计研究当中，利用VR技术可以让研发者提前就能亲身体验到产品的安全性能，从而提高性能。还有在医学领域，利用VR技术模拟一个患者，通过对患者的解剖和各个器官的研究，找到治愈疾病的方法，另外在遇见比较复杂的手术时，可以通过模拟练习，来提高手术的成功率。同时还可以在虚拟世界里，模拟出手术环境，让实习医生在其中不断地进行模拟操作，能让实习医生切身实际的感受到手术刀划过身体皮肤的感觉，慢慢的提高自己的技能水平[2]。

2.事故的预防、解决、分析

利用虚拟现实技术可以通过对高危现场的模拟，来发现现场的一些漏洞，从而来对作业现场的一些地方加以改进，从而达到预防事故的目的，还可以通过模拟事故现场来解决事故中遇见的问题，同时通过对模拟现场的分析来找到事故发生的全部原因，以此来杜绝同类事故的再次发生。例如，在我国煤矿工程当中，虚拟现实技术一直受到广泛应用，在前期，模拟矿井的实际情况，可以对矿井的规划、设计造成影响，而且VR技术有交互性的特点，所以可以模拟空间环境和开采工作过程，对于风险评估起到了不可或缺的作用，同时可以VR技术对各种举措进行安全监察和危险识别，来预防事故的发生。还可以通过对矿山事故的模拟，来找到目前煤矿安全工程中的不足之处和漏洞。还有在我国的建筑施工过程中，利用VR技术建立三维模型，首先就可以得到立体式的建筑效果图，通过效果图的对比来优化建筑设计方案，其次，建筑结构是建筑工程中值得注意的一个问题，可以利用VR技术来模拟建筑结构，评估工程的质量、安全问题是否合格。同时还可以发现施工过程中的安全隐患，可以提前制定防范措施，预防建筑事故的发生。

3.安全人员培训

在安全工程中，保障人员的安全是工作的基础，很多安全工作开始之前，都会对人员进行专业技术培训，但是由于实践技术培训的不确定性和局限性，现在大部分企业都是以虚拟现实技术来模拟安全工程场地，同时通过计算机数据的控制，来模拟实现可能遇到的问题，从而对员工进行全方位的培养，这种培训方式不仅提供了可以直接交互的视听空间[3]，有利于员工技能的快速掌握同时提供了更广阔的空间，让员工根据实际情况来采取相应措施。例如，在培养新的消防战士时，可以利用虚拟现实技术，模拟火灾事故现场，同时根据培训技能的要求，来模拟不同场景下的火灾现场，让消防员沉浸于虚拟现实创新的真实事故当中，对所需要解决的问题和掌握的技能有清晰的认知。还有，在矿山的事故安全培训当中，新员工都需要进行安全技能培训，而由于矿山事故的不可逆性，所以企业需要利用虚拟现实技术来给员工进行安全技能的培训。这样才能保障在突发事故时员工的基本安全。此外，目前各大高校由于受教育人数的增多，在入学后，都会进行消防演习，但是由于并不能模拟火灾事故现场的情况，只能锻炼学生在火灾发生时，防止踩踏事件的发生，所以，建议高校利用虚拟现实技术来对学生进行火灾逃生的培训，可以让学生沉浸在火灾现场的各种场景中，来真正的锻炼学生的在火灾发生后的逃生技能。

4.公共安全的研究

在一些社会紧急实践演习当中，虚拟现实技术也被广泛的应用，像反恐行动、地质灾害和交通事故等突发情况中，既降低了演练成本，也提供了长期、便利的训练方法，同时切身实际的培养了公众在危难时刻救护和自保的能力。

结语

总而言之，虚拟现实技术与安全工程的融合能有效的保证了工作人员的人身安全，我国科研人员应在实践中不断的加以完善，进而提高我国安全工程的质量。

参考文献：

[1]潘福全，柴树山，张丽霞等.基于物理引擎的汽车碰撞事故仿真系统[J].科学技术与工程，2018，18（14）：274-279.

[2]王成，洪紫杰，熊祖强.矿业工程虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].实验技术与管理，2017，34（1）：228-231.

[3]丁琰.虚拟现实技术在煤矿安全工程中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（22）：97-98.