鐵路行業(yè)VR安全警示教育培訓系統(tǒng)的運用

楊斐

摘要：分析了傳統(tǒng)安全警示教育的限制因素，介紹了鐵路行業(yè)VR安全警示教育培訓系統(tǒng)搭建方案，重點闡述了VR安全警示教育培訓系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢。

關鍵詞：VR（虛擬現實） ?安全警示教育 ?鐵路

1 概述

目前，在鐵路運輸企業(yè)面臨生產經營壓力的情況下，堅持把職工安全教育培訓工作擺到重要位置，已經成為我們不容忽視的突出問題。而傳統(tǒng)的安全警示教育模式都在某種程度上受到時間、地點等各種各樣因素的限制，并且在現實中模擬安全事故也非常困難，因此就造成了很多人員不能完全的融入到安全事故當中，會對安全警示教育培訓的效果大打折扣。但是VR虛擬現實技術在安全警示教育中的應用，將會完全彌補這些缺陷。下面，結合VR技術的特點，談談VR安全警示教育培訓系統(tǒng)在鐵路行業(yè)的運用情況。

2 VR技術簡介

VR（Virtual Reality，即虛擬現實，簡稱VR）就是綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術。其中，計算機生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境（即Virtual Environment，簡稱VE）。虛擬現實技術有以下幾個特點。

（1）沉浸性。又稱臨場感，指用戶對虛擬世界中的真實感。理想的模擬環(huán)境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，該環(huán)境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現實世界中的感覺一樣。

（2）交互性。指用戶對虛擬世界中的物體的可操作性。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

（3）構想性。又稱自主性，指用戶在虛擬世界的多維信息空間中，依靠自身的感知和認知能力可全方位地獲取知識，發(fā)揮主觀能動性，尋求對問題的完美解決。

由于沉浸性、交互性和構想性三個特性的英文單詞的第一個字母均為I，這三個特性又通常被統(tǒng)稱為3I特性。

3 鐵路行業(yè)VR安全警示教育培訓系統(tǒng)搭建

VR利用計算機技術，模擬出逼真的三維虛擬場景，并通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動感知等讓學員感受到身臨其境的效果，VR技術的應用，開創(chuàng)了一個全新的安全教育方式。通過仿真VR培訓系統(tǒng)，虛擬仿真技術模擬鐵路現場作業(yè)場景，將鐵路職工歷年違章作業(yè)造成的后果、應急處置及標準化作業(yè)以最接近現實的視覺效果呈現出來，學員佩帶相關設備后有身臨事故現場的感覺，“親歷”安全事件，體驗違章作業(yè)造成的后果，從而起到安全警示教育，加深學員對現場業(yè)務的認識，提升對安全作業(yè)和安全規(guī)章制度的理解和認識。

鐵路行業(yè)VR安全警示教育培訓系統(tǒng)由多個體驗案例組成，涉及工務、電務、供電、車務、機務等多個專業(yè)，每個體驗案例分為案例背景、實景展示、原因分析、事故教訓四個模塊。

（1）案例背景模塊

利用UI呈現文字介紹該案例背景內容，讓體驗者在體驗案例之前了解案例發(fā)生的時間、地點、涉及專業(yè)及作業(yè)內容等信息。

（2）實景展示模塊

實景展示模塊為體驗者提供一個在視覺、聽覺、觸覺等方面與真實環(huán)境高度近似的“看起來景物真實、運用真實、聲音真實、感覺真實”的數字環(huán)境，培訓者可以在這個具有真實沉浸感與交互性的虛擬環(huán)境中，通過人機交互設備和場景里所有物件進行交互，體驗實時的物理反饋，進行多種實驗操作，能夠產生親臨該現實世界的體驗。體驗者以案例當事人身份在虛擬場景中按預設好的案例流程情節(jié)進行體驗，可以以第一視角親自體驗由于自己的違規(guī)操作造成安全事故的發(fā)生;也可以以第三視角觀摩整個案例過程，加深體驗效果。

（3）原因分析模塊

徹底剖析造成案例事故發(fā)生的前因后果，分析事故萌芽、滋長以及至最終釀成的全過程。

（4）事故教訓模塊

安全警示教育的目的就是從事故中吸取教訓，體驗者通過對案例的親身體驗、原因分析，認真汲取事故教訓，增強責任心，提高安全意識，切實履行自己的安全職責，才能有效地貫徹落實“安全第一”的方針，才能有效地防范和遏制事故的發(fā)生。

4 鐵路行業(yè)VR安全警示教育培訓系統(tǒng)特點和優(yōu)勢

4.1相比傳統(tǒng)的安全教育，VR技術的應用開創(chuàng)了一個全新的安全教育模式

傳統(tǒng)的應急安全演練模式都在某種程度上受到時間、地點等各種各樣因素的限制，并且在現實中模擬安全事故也非常困難，因此就造成了很多人員不能完全的融入到安全事故當中，會對應急安全演練的效果大大打個折扣。但是VR虛擬現實技術在應急安全演練中應用的話，將會完全彌補這些缺陷。此外，虛擬現實技術需要的場地時間完全不受限制，只需要安裝設備的空間即可，并且能夠讓每個人都參與當中。讓每一個參與者真實的操作應急安全演練的步驟，切實的學會應對措施。

4.2再現現場實際場景，場景真實、內容更豐富

VR技術可虛擬再現鐵路作業(yè)現場真實場景，通過獲取實際站場、區(qū)間、變電所、候車廳、平過道以及列車等環(huán)境的三維立體數據，利用計算機圖形技術建立虛擬環(huán)境模型，為學員提供一個和真實作業(yè)環(huán)境完全一致的虛擬環(huán)境，讓學員直接在虛擬的真實現場場景中進行安全體驗，效果更加直接。更主要的是VR技術能夠虛擬展現現場實際很難建造、危險性很高的場景。

4.3真實還原事故案例，培訓效果更明顯

培訓案例還原真實事故案例過程，體驗者沉浸式體驗。通過縝密的情節(jié)設置、細節(jié)還原、事故多角度分析等方式提升體驗效果，讓體驗者不光感受事故帶來的沖擊起到警示自身的作用，同時又能以一個觀摩者的角度在內容帶動下自發(fā)的對事故進行分析反思。讓體驗者不單感受事故沖擊力，同時還能對事故進行深刻反思。

4.4交互式選擇，諄諄誘導誘導學員掌握按規(guī)操作要點及違規(guī)操作造成嚴重后果

每個案例在故事發(fā)展過程中設置多個情節(jié)轉折選項（即：正確操作和違規(guī)操作），學員在體驗過程當中，揉入在現場經常出現的人員不安全行為、不安全心理以及親情等元素在其中，根據自己理解任意選擇故事情節(jié)發(fā)展，體驗違規(guī)操作帶來了嚴重后果，最終誘導學員掌握正確的操作方式。從體驗者的思想上對其進行沖擊，提升體驗效果。

4.5可多人同步VR體驗

VR體驗機+一體機的培訓模式可以實現一人操作多人同步VR體驗，為使用者提供了更好的交互感，能夠在短時間內讓大量的人員同時體驗，給安全警示教育工作節(jié)省了大量的人員時耗，同時由于多人在線的特性，它并不需要每個人都學會VR的操作方式，只要有一人會，那么便可以同時給一群人做安全警示教育的工作，這對很多不懂得操作VR設備的人提供很更好的體驗方式，滿足VR實景教學、新職工入場教育、集體培訓的要求。

5結束語

通過學員沉浸式體驗，親身經歷事故現場，感知違章作業(yè)的后果，心靈深處得以強烈震撼，讓干部、職工從心靈深處感受到安全生產的重要性。通過體驗安全培訓增強職工的安全意識，牢固樹立“珍愛生命”、“生命至上”的安全理念。

參考文獻

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