基于铜仁供电局虚拟现实生产调度大楼消防演练培训系统的研究与应用

基于铜仁供电局虚拟现实生产调度大楼消防演练培训系统的研究与应用

明辉祥许朝萍杨勇

（贵州电网有限责任公司铜仁供电局）

摘要：随着信息技术的快速发展，消防演练系统也在进一步的更新，如今，基于虚拟现实和相关服务端引擎技术研发出的模拟消防演习系统正在被广泛运用，鉴于此，本文以铜仁供电局作为案例，分析虚拟现实生产调度大楼消防演练培训系统的应用情况，本文通过分析虚拟办公室大楼消防演练培训系统的功能实现，以及虚拟消防演练培训系统的特征，探索该系统如何帮助消防员完成演练培训工作，以期来增强消防学员所的安全逃生技能。

关键词：虚拟；办公室大楼；消防演练培训系统

一、虚拟办公室大楼消防演练培训系统的功能实现

1.模拟功能的实现

实现实办公室消防演练培训系统，我们可以结合3DMax建模以及实景拍摄，制作三维仿真办公室环境，最大程度的还原了现场办公室的环境，并模拟出初期火灾、爆炸、无法控制的火灾以及其他现实场景中不存在的情况。

2.培训功能的实现

我们将火灾发生时，需要注意的消防知识点，关联融入到系统中。模拟办公室火灾发生时的情景，包括房间内，走廊，消防通道，以及相关联的上下楼的楼梯，电梯等；模拟在火灾发生时，应该怎么样应急灭火及逃生，遇到不同的情况应该怎么应对，应该注意哪些方面。

其中主要包括：

(1)火灾发生时，不要慌张，采取更合适的措施。

(2)发生火灾时要及时拨打火警电话。

(3)根据情况，需要及时关闭电源总闸。

(4)知道灭火器的拜访位置并找到。

(5)正确使用灭火器。

(6)根据火势情况选择最安全的逃生线路

(7)发生火灾时，根据情况选择向楼上还是向楼下逃生。

(8)火灾发生时不要乘坐电梯。

二、消防演练培训系统的特征

本系统真实模拟还原了办公室发生火灾的紧急情况，通过VR眼镜体验真实的办公室火灾逃离场景和过程。真实度高，交互性强。任务性、趣味性良好，且不受实体面积的影响，不受位置限制，让所有学员都能随时随地体验学习。

(1)交互性：用户可以通过VR头盔切换和移动视角，并可以与虚拟场景物体进行交互，例如：拿取毛巾捂住口鼻，弯腰前行，拿取灭火器，拔去灭火器安全栓等动作，沉浸式学习消防安全知识内容。

(2)体验流畅：系统中包含大量的UI及语音，用于提示体验者的操作。使操作更加的流畅和便捷。

(3)行走方式：体验者通过对手柄的控制，自由摆动手臂（模拟真实行走）实现在虚拟环境中行走。

(4)生命体征系统：在真实的火灾环境下，人类的生命体会受到烟雾，氧气含量，温度，火焰等因素的影响，本系统内包含了模拟真实环境下影响生命体体征的各类因素。体验者在虚拟环境中体验时生命体（初始值为100）会受到烟雾，氧气含量，温度，火焰等因素的影响，在影响下不断减少（不同因素在单位时间内对生命体影响的大小有所不同）。无论体验者体验到那个环节或位置，生命值减少到0时，则逃生失败。

(5)教学模式：为了让初次体验者可以完整的，高效的，正确的完成体验及学习过程，在教学模式下，体验者根据大量的光标，UI，语音提示去完成操作。

(6)现实模式：由于现实火灾的情况复杂性，所以本系统特别设定了现实模式。在现实模式下，系统内不提供任何语音及UI的操作提示，体验者可以尝试更多的逃生路线和方式。

(7)时效性：在现实火灾环境下，无论遇到初期火灾，还是无法控制的火灾，争取在最短的时间内扑灭火源或逃离火场才是最安全的。本系统内模拟的真实火灾的时效性，要求体验者在一定的时间内完成扑灭初期火灾和在一定的时间内逃离火场，否则灭火失败或逃生失败。

(8)交互细腻：系统内包含大量极度仿真的交互动作，比如：体验者在虚拟环境中可以通过控制手柄拔去灭火器的安全栓，拿起灭火器喷射软管来控制喷射的方向等等。

三、消防演练培训系统的作用

（一）培养全体员工的安全防火意识，减少甚至避免火灾事故的发生

随着我国经济社会的快速发展，致灾因素明显增多，火灾发生几率和防控难度相应增大，一些地区、部门和单位消防安全责任不落实、工作不到位，公共消防安全基础建设同经济社会发展不相适应，消防安全保障能力同人民群众的安全需求不相适应，公众消防安全意识同现代社会管理要求不相适应，消防工作形势依然严峻。尤其是对人人数密集的高层大楼，一旦失火，抢救起来难度是相当的大。上海11.15静安区高层住宅大火仿佛就在昨天。

2017年关于起火原因起数分布情况，如表1：

表1起火原因起数分布情况

通过以上数据我们可以看出电气失火是所有火灾发生的最大起因，而电力公司不但是电力生产部门，同时也是最大的电气设备使用部门，电气产品使用和存放非常多。因此，消防安全是所有安全的重中之重。防范胜于救灾，增强企业员工的安全消防意识，提高员工的消防自救能力，以身作则，显得尤为重要。

（二）保护财产，节约成本

节约成本可以分成两部分：

1.避免火灾发生，是保护电力公司的财产最直接最有效的办法

据初步统计，2018年全国共接报火灾23.7万起，造成1407人死亡、798人受伤、直接财产损失达36.75亿元。与2017年相比，火灾起数下降15.8%，死亡人数上升0.9%，受伤人数下降9.6%，直接财产损失上升1.8%。

从分布情况看出，中西部火灾起数和损失相对东部地区少。但是考虑人口相对数量等因素，西部地区火灾发生的人均概率还是要远远的高于东部。而一场火灾的伤害，造成的不但是个人家庭的负担，也会让企业背上无法承受的负担，还会对政府和社会造成相当不好的影响。

2.《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》规定消防安全重点单位应当按照灭火和应急疏散预案，至少每半年进行一次演练。这一规定缺很少有企业能够做到。主要原因在于演练过程繁冗、需要专门的组织策划和经费预算、需要聘请专业的消防教练、需要准备大量大消防耗材，而且由于企业员工众多，不可能是每一个员工都有机会进行亲身操作。而我们的VR虚拟现实办公室消防演练培训系统可以完美的解决了以上难题。画面活泼新颖，趣味性强，集寓教于乐于一体，让所有员工都能随时积极的进行模拟现实的消防安全演练。

（三）增强员工企业归属感

消防安全培养是企业文化的一部分。研究表明，员工对企业文化越认同，他离职的概率就会越低，同时付出的也会越多。尤其对于大部分踏入职场的新人来说，企业对其培训，也是体现了企业对员工的重视和关心。在这个人走如流水的社会背景下，保住人才就是保住企业未来，企业文化建设就建设企业。一种活泼健康的培训培养方式，很容易让大家接受和认同，这也是企业未来发展的必由之路。

四、结束语

在虚拟消防演练培训系统中，VR平台和服务器框架实现了多线程的同步消防演练系统，使学员不再受时间和空间的限制，以多人多角色联合协作的方式来进行模拟消防演练，此外还借助了三维渲染技术模拟真实、准确的办公楼环境，来优化该系统的规模，同时该系统里面还提供了不同疏散或救援路径，以便学员在逃生中快速识别出最安全的逃生路径。此外，本课题对该系统做了一个全面的测试，且其结果显示该系统的性能非常良好，准确性也很高，可以在低成本的条件下，让学员在高安全、高逼真、可充分的虚拟环境中充分学习消防知识，从而可以积累消防实战丰富的经验。

参考文献

[1]林晨，林晓斌.三维虚拟场景建模及其在Vizard环境中的应用研究[J].闽江学院学报，2015，36(5):94－99.

[2]孟祥博,张笑妍,胡应山,郭昕烁,李念峰.虚拟消防演练中的体感技术应用分析[J].通讯世界,2019,26(04):278-279.

作者简介

姓名：许朝萍，1973年2月，女，汉族，贵州思南，高级工程师，助理技术专家，贵州电网有限责任公司铜仁供电局，大学专科，从事工作27年，主要研究方向安全管理。

姓名：明辉祥，1972年6月，男，汉族，贵州遵义，工程师，，贵州电网有限责任公司铜仁供电局，大学专科，从事工作28年，主要从事安全管理。

姓名：杨勇，1983年9月，男，土家族，贵州铜仁，工程师，，贵州电网有限责任公司铜仁供电局，大学本科学士学位，从事工作10年，主要从事安全质量管理。