虛實(shí)結(jié)合下的火災(zāi)逃生演習(xí)模式探討

摘要：目前通用的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)逃生演習(xí)方式往往流于形式，難以達(dá)到演習(xí)效果。隨著VR技術(shù)日益成熟，虛擬技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在應(yīng)急教育培訓(xùn)和模擬演練行業(yè)中。受此啟發(fā)，作者提出了利用VR技術(shù)將生產(chǎn)、生活環(huán)境虛擬模型作為虛擬逃生系統(tǒng)的模擬場(chǎng)境，在虛擬逃生演習(xí)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，定期開展現(xiàn)場(chǎng)逃生演習(xí)的綜合逃生演習(xí)方式，做到了現(xiàn)實(shí)與虛擬的有機(jī)結(jié)合。這種綜合方式可以有效解決現(xiàn)有的單一逃生演習(xí)存在的弊端，大大提高火災(zāi)逃生演習(xí)效果，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：逃生演習(xí)虛實(shí)結(jié)合綜合方式效果

一、課題背景

火災(zāi)往往給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界每天發(fā)生火災(zāi)1萬(wàn)多起，造成數(shù)百人死亡。而我國(guó)每年發(fā)生火災(zāi)約4萬(wàn)起，死亡2000多人，傷3000—4000人，每年火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失達(dá)10多億元，尤其是造成幾十人、幾百人死亡的特大惡性火災(zāi)還時(shí)有發(fā)生。

如何有效提高人們的安全意識(shí)和應(yīng)急逃生技能，是擺在面前的一項(xiàng)重大課題。實(shí)踐證明，火災(zāi)逃生演習(xí)可以有效增強(qiáng)人們的安全意識(shí)，有效提升災(zāi)害應(yīng)對(duì)和自救能力，最大限度地降低事故造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

二、逃生演習(xí)方式現(xiàn)狀

目前，火災(zāi)逃生演習(xí)方式大多采用現(xiàn)場(chǎng)逃生演習(xí)方式，但由于沒(méi)有“真火”的場(chǎng)景和恐懼感，這種逃生演習(xí)方式大多存在參演人員重視程度不夠、敷衍了事的現(xiàn)象，緊張感和嚴(yán)肅性不夠，不聽(tīng)指令、拖沓散漫的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，效果不理想。同時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)逃生演習(xí)涉及面廣，在一定程度上影響正常的生產(chǎn)、生活秩序，而且準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，效率較低。另外，由于參演人數(shù)較多，如控制措施不利，還有可能引發(fā)踩踏事故。

近年來(lái)，VR技術(shù)（VirtualReality，又名虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）不斷發(fā)展和完善，目前已被廣泛應(yīng)用在火災(zāi)仿真訓(xùn)練中。VR技術(shù)為應(yīng)急演練提供了一種全新的開展模式，大大降低了投入成本。它是傳統(tǒng)安全教育方式的一種突破和創(chuàng)新，具有仿真性、開放性、自主性、安全性等優(yōu)點(diǎn)，但是VR技術(shù)在我國(guó)起步較晚，與有些技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較落后，單純的虛擬逃生演習(xí)也有現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景針對(duì)性不強(qiáng)、單次受訓(xùn)人員受限、演習(xí)效果得不到檢驗(yàn)等缺點(diǎn)。

三、模擬逃生演習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用Unity3D渲染引擎進(jìn)行開發(fā)，代碼開發(fā)環(huán)境使用VisualStudio2015社區(qū)版，三維建模采用Autodesk3dsMax64位版本。

軟件環(huán)境：Windows10 家庭版/企業(yè)版64位操作系統(tǒng)及Oculus官方發(fā)布的Runtime1.3版本。

系統(tǒng)模塊劃分：系統(tǒng)以火災(zāi)應(yīng)急逃生模擬與虛擬訓(xùn)練為主題，將校園空間設(shè)計(jì)模型嵌入模擬系統(tǒng)，以虛擬現(xiàn)實(shí)校園教學(xué)樓為主場(chǎng)景，把功能不同的模塊劃分成四個(gè)場(chǎng)景，分別為火災(zāi)知識(shí)展示場(chǎng)景、火災(zāi)逃生觀察者場(chǎng)景、火災(zāi)逃生跟隨者場(chǎng)景、火災(zāi)逃生體驗(yàn)者場(chǎng)景。本系統(tǒng)的各個(gè)模塊之間是可以跳轉(zhuǎn)的，即模塊之間是并行設(shè)計(jì)的，而非串行設(shè)計(jì)的。

系統(tǒng)硬件主要包括：虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、星座追蹤系統(tǒng)、控制手柄等。

通過(guò)實(shí)地測(cè)量與資料查閱，利用Autodesk3dsMax64位版本建模并搭建協(xié)同環(huán)境，通過(guò)與真實(shí)場(chǎng)景反復(fù)對(duì)比，保障虛擬環(huán)境與真實(shí)場(chǎng)景的一致性。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將校園多源信息以三維數(shù)字校園形式動(dòng)態(tài)規(guī)劃建設(shè)、空間管理，解決海量視頻信息空間管理問(wèn)題，提升監(jiān)控視頻空間感知能力，提高視頻安全防護(hù)工作效率，為突發(fā)事件提供可視化決策支持平臺(tái)。

四、效果檢驗(yàn)

（一）虛擬逃生演習(xí)

采取分層抽樣調(diào)查的方法，在某校初中、高中各個(gè)年級(jí)共抽取了若干人，分批次進(jìn)行模擬VR火災(zāi)逃生演習(xí)訓(xùn)練。訓(xùn)練完畢后，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷答案分析可以看出，大部分同學(xué)對(duì)虛擬逃生技術(shù)了解不多，可見(jiàn)虛擬技術(shù)有待一進(jìn)一步宣傳;三分之一多的同學(xué)沒(méi)有參加過(guò)火災(zāi)演習(xí)，反映出組織實(shí)現(xiàn)演練有一定困難，同學(xué)們的火災(zāi)逃生技能和知識(shí)堪憂;虛擬環(huán)境下絕大多數(shù)同學(xué)能認(rèn)真對(duì)待，說(shuō)明虛擬環(huán)境非常逼真;絕大多數(shù)同學(xué)從虛擬逃生系統(tǒng)中收獲很大，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到了很好的效果;部分同學(xué)認(rèn)為虛擬逃生系統(tǒng)還有提升空間，還可以更人性化、更逼真。

（二）虛擬逃生訓(xùn)練后的現(xiàn)實(shí)逃生演習(xí)

為進(jìn)一步檢驗(yàn)虛擬逃生訓(xùn)練效果，在分批次進(jìn)行虛擬逃生演習(xí)的基礎(chǔ)上，按照往年火災(zāi)逃生演習(xí)方案重新進(jìn)行了一遍現(xiàn)實(shí)逃生演習(xí)，演習(xí)效果大幅提升：

1.反應(yīng)時(shí)間大幅減小;

2.指揮有方，緊張有序，原來(lái)嬉笑打鬧現(xiàn)象基本杜絕;

3.逃生技能明顯提高，濃煙區(qū)域捂鼻、彎腰動(dòng)作一絲不茍?；突ブ庾R(shí)明顯提高。

五、結(jié)論與展望

不難看出，虛擬逃生系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)逃生演習(xí)不可比擬的優(yōu)越性，但是，它又不能完全代替現(xiàn)實(shí)逃生演習(xí)。二者互為檢驗(yàn)，互相補(bǔ)充，在分批次、小規(guī)模分散虛擬培訓(xùn)基礎(chǔ)上，定期進(jìn)行現(xiàn)實(shí)演練，既可以節(jié)約大量人力、物力投入成本，又可以提升演習(xí)效果，必然會(huì)對(duì)火災(zāi)逃生演習(xí)效果有極大提升作用。

隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，VR技術(shù)目前存在的問(wèn)題將得到有效解決，其應(yīng)用前景是非?？捎^的，這項(xiàng)技術(shù)將繼續(xù)朝著更加智能化、電動(dòng)化的方向發(fā)展。隨著該項(xiàng)技術(shù)的成熟，生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，虛擬逃生系統(tǒng)進(jìn)入“千家萬(wàn)戶”成為可能，火災(zāi)逃生演習(xí)不再是僅僅“跑一跑”的活動(dòng)，是一種值得推廣應(yīng)用的綜合火災(zāi)逃生演習(xí)方式。

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李文航.學(xué)校火災(zāi)應(yīng)急逃生模擬與虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)[D].中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2018.

作者簡(jiǎn)介：邢蕾妮（2002—），女，祖籍山東，北京市第35中高中二年級(jí)學(xué)生，該課題獲得2018年中國(guó)少年科學(xué)院北京賽區(qū)“一等獎(jiǎng)”。