虚拟现实在军地物流一体化中的应用研究

赵蓉，贾继红，任莹，徐柳（军事交通学院，天津300161）

虚拟现实在军地物流一体化中的应用研究

赵蓉，贾继红，任莹，徐柳（军事交通学院，天津300161）

简要介绍了虚拟现实技术，分析了军地一体化物流对虚拟现实技术应用的迫切需求以及虚拟现实技术的优势，介绍了虚拟仿真技术在物流方面的应用并提出了具体的仿真步骤。

虚拟现实；仿真；军地物流一体化

Abstract:This article introduced the VR technique,analysed the VR in the integration of military and civilian logistics is urgent and its advantages.And introduced the VR in logistics and anvanced detailed simulate process.

Key words:virtual reality;simulation;the integration of military and civilian logistics

1 虚拟现实综述

1.1 虚拟现实（VR）

虚拟现实（virtual reality，VR），又称临境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统，等等。

虚拟现实是近年来十分活跃的技术研究领域，是一系列高新技术的汇集，这些技术包括计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术以及高实并行的实时计算技术，还包括人的行为学研究等多项关键技术。虚拟现实是多媒体技术发展的更高境界，是这些技术更高层次的集成和渗透。它能给用户以更逼真的体验，为人们探索宏观世界和微观世界，以及由于种种原因不便于直接观察事物的运动变化规律，提供了极大的便利。将某种概念设计或构思转化为可视化或可操作化的过程，实现逼真的现场效果，达到任意复杂环境的廉价模拟训练等目的。

虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律三大手段。

1.2 目前应用较为广泛的基于静态图像的虚拟现实技术（QTVR）

QTVR是quicktime virtual reality的简称，它是美国苹果公司开发的新一代虚拟现实技术。概括地讲是一种基于静态图象处理的，在微机平台上能够实现的初级虚拟现实技术。qtvr属于桌面虚拟现实的一种。虽然它是初级的虚拟现实技术，但是它有其自身的特色与优势。它的出现使得往专业实验室中的成本昂贵的虚拟现实技术的应用普及有了广阔的前景。

QTVR运用真实世界的全景图像来构建虚拟的现实空间，真实世界的全景图是用一个35mm胶片的相机和一个三角架装置来获取的，它远比由计算机生成的图像的真实感强，由于胶片可以提供很高的清晰度，从而图象具有更丰富的图象和更鲜明的细节，不同效果和各种环境也可以用一系列的镜头和滤光镜来获得。QTVR提供了观察场景的正确透视，使用户有身临其境左右环视的感觉，又可以使用户可以在场景中从各个角度观察一个真实物体，从而提供了最大限度的VR体验。此外，QTVR不需要昂贵的设备，就可以体验真正的虚拟现实。

2 军地一体化物流虚拟仿真技术的应用研究

2.1 军地一体化物流迫切需要虚拟仿真技术

随着经济全球化的蓬勃发展和战争信息化进程的加快，现代物流理论与实践呈现出加速发展的趋势，国防和军队建设也进入了新的发展阶段。确立军地一体化物流建设这个新理念，是现代物流发展的必然趋势，是现代国防建设的重要内容，是实现一体化保障目标的必然选择。新理念的基本特征包括：军地物流资源集约运用；军地物流行动协调一致；军地物流要素相互融合；军地物流效能整体提升。

军地一体化物流建设既涉及国家、军队、地方等多个主体，又涉及资源整合、行动协调、要素融合等多项内容，客观需要建立起一种有效的工作协调运行机制。物流信息建设在这个体系当中显得尤为重要。

地方人员军事素养不高，我国地形、交通较为复杂，不能适应战时的要求。为此，根据在信息化战争中，作战方式、方法的多样化，武器装备的高损毁，物资的高消耗，战场空间的多维化、立体化等特点以及预设的保障任务，分别制定军用物资保障计划，编制、采购、储备、申请、配送、运输等保障预案。以此为基础，结合战时特点，有计划、有针对性地训练各地各行业技术人员。利用网上虚拟现实训练的方法培养各行业技术保障人员，这样可在设计的战场环境中反复、安全、逼真地训练各项任务，提高训练效果，以促进建立柔性化、系统化、集成化、高质量、高效率，确保战时能遂行的物流体系。

2.2 虚拟仿真技术在物流方面的应用

利用网络虚拟现实技术，通过模拟计算机的人机交互性，利用一些仿真硬件包括一些专用的物理仿真器。如运动仿真器、目标仿真器、负载仿真器、环境仿真器等。仿真软件包括为仿真服务的仿真程序、仿真程序包、仿真语言和以数据库为核心的仿真软件系统。

物流仿真技术是借助计算机技术、网络技术和数学手段采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术，它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果。物流仿真对降低整个物流投资成本是不可或缺的。

利用模型复现实际系统中发现的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的手段。

目前几个应用较多的大型物流仿真软件由英国Lanner公司推出的Witness；美国Brooks Automation公司开发的Auto-Mod；美国System Modeling公司开发的Arena；美国的Imagine That公司开发的通用仿真平台Extend；美国3I公司开发的SIIMAnimation；美国Flexsim Software Products公司开发的Flexsim；日本AIS公司开发的RaLC等。

建议采用下面的基本步骤及方法进行虚拟仿真：

（1）选择合适的计算机虚拟仿真软件

适于物流虚拟仿真软件有很多，可以根据实际情况需要选择，亦可以根据我各区域的特点以及战时天气、地理等突发性等因素自行开发此类软件。

（2）建立虚拟仿真模型

根据现代自动化物流系统的需求和工艺流程建立系统的计算机虚拟仿真模型。并确立系统基本设备的运行参数。

（3）编写逻辑控制程序

根据系统的流程和系统的逻辑控制关系，以及整个系统中各个环节所需的时间等编写逻辑控制程序。

（4）运行虚拟仿真系统

根据物流系统的需求，计算出各个环节出现的时间频率，把这个频率值输入系统，即可运行此仿真系统。

（5）仿真结果分析和优化

根据流程运行结果，进行分析，系统是否存在瓶颈，流程是否通畅，物流量是否满足需求。根据最后的数据统计结果，分析物流量是否满足需求。如果系统运行后，结果不理想之处，根据相应的原因调整方案或者改变参数，直至满足战时的需求特点。

3 结束语

虚拟现实技术不仅可以为军地物流一体化提供人员训练，提高训练效率，降低训练成本；亦可以用于平时的物流当中，不仅能够大大缩短物流中心的规划设计周期，还可以降低投资成本。虚拟现实技术的应用及推广，使军地一体化物流具有可操作性，为战时实施快速有效的后勤保障打好基础。

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The Study on VR in the Integration of Military and Civilian Logistics

ZHAO Rong,JIA Ji-hong,REN Ying,XU Liu(Academy of Military Transportation,Tianjin 300161,China)

TP391.9

A

1002-3100(2010)08-0115-02

2010-03-24

赵蓉（1978-），女，山东淄博人，军事交通学院装运机械系，讲师，研究方向：管理科学与工程。