VR技术在消防实战训练中的应用.pdf
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1、3 9应急救援技术作者简介:杨宇龙(1989),男,河北石家庄人,研究生,专业技术一级指挥员,研究方向:灭火救援。VR技术在消防实战训练中的应用杨宇龙 (呼伦贝尔市消防救援支队,内蒙古 呼伦贝尔 021000)摘要:目前我国高层建筑、超高层建筑、新型建筑的数量越来越多,同时密度不断增加,导致消防救援工作的危险性以及难度均持续增加,若仅采用传统的方式开展实战训练工作,训练成果可能与实战情况不完全适应,所以有必要应用先进的科技作为辅助。当前VR技术已经发展至成熟阶段,将其应用于消防实战训练当中,有利于提升实战训练的可行性及可操作性。现主要针对VR技术在消防实战训练中的应用进行分析,以供参考。关键词
2、:VR技术;消防实战训练;应用措施中图分类号:D631.6 文献标识码:A 文章编号:2096-1227(2023)08-0039-03VR 技术也就是虚拟现实技术,在计算机技术高速发展的背景下逐渐成熟,对其进行应用,可以重现真实世界中的各方面场景,且可针对诸多采用传统方法不能解决或难以解决的问题进行有效处理,例如在消防领域,诸多专勤器材数量少且价格昂贵,如果实战训练中频繁使用专勤器材,则训练成本过高,特别是诸多真实的抢险救援场景难以再现,也不能重复使用,导致训练效果和效率受到严重影响1。由此可见,在消防实战训练中合理应用 VR 技术,可以对既往训练工作中存在的不足之处进行有效弥补,也就更有利
3、于提升消防实战训练的有效性。1 VR 技术在消防实战训练中应用的意义与优势1.1 应用意义VR 技术属于一类新型计算机技术,不仅可应用于娱乐游戏当中,更是能够在教育、医疗、设计、通信等多个类型的特殊工种中,为相关工作人员提供逼真的体验和真切的视角,从而起到重要作用。当前我国互联网及教育等多个行业已经针对VR 技术进行了深入开发和应用,特别是对于消防训练工作来说,通过应用 VR 技术,可以在真实的地理环境中对煤矿火灾、建筑火灾、油罐火灾等多种实战场景进行三维虚拟,也就更有利于提升消防实战训练的效果和效率。针对消防、救援、抢险等不同类型的工作任务,当前消防日常训练根据不同的训练目标,将 VR 技术
4、应用于相应的训练系统,可以呈现出不同的场景、不同的火灾情况,指战员仅需使用 VR 眼镜、VR 手套或是三维鼠标等传感装置,即能合理选择应用消防装备开展抢险救援工作训练,原因在于,VR 技术可以联合应用触觉反馈传感技术、计算机技术以及场景模拟技术,通过调整参数合成火灾场景,场景可以通过数字化的形式将任务反映至大脑,也就可以在场景中开展训练活动。这一模式不仅可以提升消防实战训练工作的便捷性,还可实时掌握消防员的技能水平、体能水平和心理素质水平,有利于相关领导以及消防员自身认识到专业能力中存在的不足之处,同时也有利于消防员不断积累实战经验和提升专业水平,进而促使实战训练整体效果得到提升2。从整体上来
5、看,VR 技术应用于消防实战训练的意义主要包括以下几个方面:训练过程中消防员更有身临其境的感受,训练过程更加具有针对性,也就可以更加有效地提升其整体协作能力以及现场应变能力;消防人员可以根据自身训练需求设置专门的虚拟场景,训练过程的自主性显著提升;救灾场景以及救灾方式可以反复应用,特别是危险性较高或是存在剧毒的训练项目,其训练过程更加安全。1.2 应用优势在消防实战训练中应用 VR 技术不仅可以提升训练效率,而且能降低成本,更有利于提升消防人员的专业技能水平以及指挥决策能力,所以,相对于既往传统的训练手段来说,应用VR 技术的优势主要在于以下几个方面:1.2.1 提升训练效率应用 VR 技术可
6、以根据训练需求设置不同类型的火灾以及事故场景,场景的复杂程度以及事件的发展程度均可自行调节,场景与实际情况更加契合,也就更有利于锻炼消防员的应变能力,并加速其经验积累。且应用 VR 技术时,实战训练不会受到时间、天气等各方面客观因素的影响,所以可以显著提4 0今日消防升训练效率。1.2.2 可扩展性较大VR 技术中包含数字技术,可以设置多种不同的训练场景,系统整体可塑性良好,并且,通过应用网络技术,不同系统之间可以进行互联,也就可以开展远程训练或是联合训练工作3。1.2.3 控制训练成本在应用 VR 技术时,训练系统需要应用计算机以及传感器作为基础训练设备,整体系统呈现出小型化和轻量化特点,且
7、训练过程中不需消耗燃料、发烟器、灭火器等耗材,系统运行能耗较低,后期维护成本较低,所以可以有效控制消防实战训练成本,即使开展大型综合演练,因为可以实现虚拟化和网络化,所以训练成本显著低于既往。2 VR 技术应用于消防实战训练的主要研究成果以大空间建筑中的火灾特点为基础,中国矿业大学与中国科学技术大学共同创建了大空间建筑火灾 VR 系统,系统中的三维图形显示以 Open GL 为基础,选用场区复合模型对火灾模型进行呈现,用户仅需应用立体眼镜即可对建筑环境以及事故情况进行观察,应用 VR 手套或是三维鼠标等外部设备,还可进行移动、使用工具以及拾取等操作,整体上交互性以及沉浸性均较为良好,更有利于消
8、防员熟悉火灾场景和提升其反应能力,同时还可针对其参与消防救援工作时的心理状态进行了解和研究4。中国人民武装警察部队学院针对油罐火灾的灭火救援指挥工作开发了相应的计算机模拟训练系统,其属于分布式的仿真系统,其中主要包含总指挥部、冷却灭火和供水保障指挥部以及导演部,需要使用火灾三维场景联合 GIS 系统共同作为交互界面,并采用 Microsoft COM/DCOM/COM+进行信息传输,且还具有引导火灾态势、生成灭火方案和评价作战方案等功能,整体上训练评估效果和智能推理效果较强,可有效提升指挥员在油罐火灾救援工作中的战术素质和指挥能力。3 VR 技术在消防实战训练中的应用3.1 应用分布式交互仿真
9、平台分布式交互仿真平台可以借助网络实现仿真与 VR 技术的结合,从而构建起分布式的虚拟仿真系统,VB-link 中即包含这一功能。其支持应用 DIS 协议或是应用新的 HLA 结构,并能发挥出强大功能,不仅程序员界面简洁实用,且包含专家技术支持,整体上专业性较强,应用便捷性较强,同时可以降低应用风险和应用成本,开发周期也相对较短,后期维护工作同样便捷,在需要进行场景创新时,也可更加便捷高效地进行更新。3.2 构建三维模型VR 技术之中最基础且最重要的组成部分即为三维模型,其需要以平面图纸、遥感图像以及照片共同作为基础。当前应用频率较高的建模软件包括 Java 3D、Maya、Open GL 等
10、,具体应用时,应该根据实际场景和应用方向选择最适宜的建模软件。一般情况下,三维建模软件均从 Windows 平台中进行下载,应用时可针对不同场景、不同事物设置相应的参数,以控制其形状和行为。且虽然可以应用的建模软件数量较多,但是当前应用效果最为良好的是 MultiGen Creator,其不仅可以有效满足实时性需求,且因为建模功能强大,所以可以生成大面积的、真实性较高的场景5。3.3 制作模拟场景将三维虚拟场景应用于消防实战训练之前,应该先完善模型的制作工作,也就是需要以真实场景为基础,通过 VR 技术重新规划场景模型,并根据训练需求进行合理调整,同时还应设置移动路径、救援要求等,以提升训练的
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