探讨虚拟现实技术在消防员实训中的实践意义

帖经炜

晋中市消防救援支队 山西 晋中 030600

1 阐述虚拟现实技术

随着科学技术的不断发展,虚拟现实技术的应用越来越广泛,其技术的特点主要体现在人工智能、计算机网络、电子、多媒体等高科技技术。通过模拟人在特定的环境内,所表现出的听觉、视觉以及相关动作,属于一种人机交互技术[1]。

虚拟现实技术主要利用计算机技术,创建多维信息空间,构建虚拟环境,形成三维数字的模型,给人带来最直观的视觉冲击,最后,将听觉、触觉均综合起来,带给使用者浸入式的体验。消防救援人员在使用虚拟现实技术的过程中,能够更能直观的观察和触摸周围作战环境,得到的感触更为真实,体验更加贴近实战。

2 消防战训工作采用虚拟现实技术的应用

虚拟现实系统的场景均为虚构出来的场面,但也都是将现实世界中的实际存在的场景以虚拟的形式展现出来,并不属于完全虚构出来的场景,利用虚拟现实技术可改善传统消防战训工作中操作性不强、实战性不高的问题。

（1）虚拟现实技术的应用改变过去以体能和技能为主的训练方式,开创性的发扬了体能、智能和技能三合一全新训练模式,将理论和实践相结合,进而演变出一种新的仿真训练法,帮助消防救援人员在作战中如同身临火灾现场一样。虚拟现实技术通过情景模拟和动态效果让消防救援人员身临其境,另外,系统中的反馈技术主要分为三维定位、定向和触觉,再根据计算机合成技术对参数设定进行数据处理,通过计算机程序生成灭火条件,将模拟任务通过数字的形式传达到消防人员的大脑中,消防人员在进行分工完成任务。利用虚拟现实技术完成综合训练,进而提高训练质量,在模拟实践中积累作战经验,尤其在面对含有剧毒、爆炸等严重火灾现场的训练时,有助于今后实际作战工作中可显著提升救火技能和自我保护能力。

（2）指挥员在灭火前需快速制定灭火作战策略,让所有参战人员能快速了解火灾周边环境、内部结构、火灾受灾的建筑材质、安全出口等,指导一线作战人员在最短时间内决定作战计划,并实施,全面提高消防人员灭火的效率和能力。其中,以往的消防策略主要依据文字和二维平面图的形式将基本信息展现出来,此技术无法直观的描述出建筑内部的结构特点,缺乏对建筑内部的了解和分析,不能精准的锚定固定消防设施状态,无法预估现场人员的安全疏散,也无法预估火灾的蔓延情况[2]。

（3）消防作战实战演习的目的主要为了保证灭火预案顺利实施,同时也为了保证消防救援人员熟悉作战流程以及消防设备的操作。但由于在实际的火灾现场时,其出现的变数较多,如建筑结构问题、安全出口标识受损等,进而导致救援受阻。若通过在平时营造拟真环境进行演习,其成本较高,给基层消防队站造成的压力较大,同时所呈现出的火焰和烟雾效果,可能会引发安全事故,危险性较高,而通过虚拟现实技术可有效改善以上问题,将传统消防战训工作理念彻底革新。

分析技术层面,其虚拟现实技术有效辅助消防救援人员开展战评总结工作,可解决实际演习中的存在的缺陷,但由于虚拟技术需要较高的成本,普通的消防队站建设困难,为虚拟现实技术在推广和使用造成一定限制。虚拟现实技术自身属于一种系统性工程,其关联的数据不仅多还很复杂,人员配备上无法满足应用需求,即使消防队站的人员全部配齐后,由于技术人员的技术水平有限,造成在实际运行中所面临的问题无法当场解决,因此,此项工作的开展要在专家的指导下,并结合基层消防队站的实际情况,再进行深入的探究和创新[3]。

3 消防战训工作中采用虚拟现实技术分析

虚拟现实技术的应用的优势主要体现在可视化等特点,另外在3D模拟技术下,可让事物的仿真效果更加显著,在数据库内参数的结合下,让消防救援人员更加直观的感受现场模拟场景。

（1）三维模型的建立

三维模型是虚拟现实技术中较为重要的组成部分,三维模型的基础主要建立在二维模型的图片、平面设计图纸和遥感技术等,进而创建出3DMAX模型。

（2）场景制作

制作场景时,需选择质量较好的模型,其展现出的场景才最真实,其前提需要场景制作人员需实地考察场景,再将虚拟现实技术软件和制作的模型进行结合。通过对现场场景的观察,对场景制作进行规划和布局,可加入一些绿化装饰、移动路径等。反复试用后,在保证制作的场景质量达标后则可发布出去,3D场景的使用可将真实环境展现出来,给予消防救援人员充分的真实感知。

（3）二次开发模型和数据

3D模型的深层利用主要通过二次模型的开发和数据结合而形成的一种虚拟现实软件,不仅实现资源节约问题,同时还实现了虚拟现实技术的发展目标,利用VR技术和多媒体的结合,达到可视化的目的,而虚拟环境的立体转变主要通过计算机的数据公式和计算值,结果的表现形式通过相互控制的形式,并在使用期间其计算结果可通过变更动态参数,基础模型和数据库的结合可实现虚拟现实系统对三维图形、应用数据进行统一管理,综合提升系统的管理情况[4]。

（4）三维交互和实景管理软件

三维交互和实景管理统称为三维引擎,其作用主要为客户开发系统提供技术支持。引擎的作用主要体现在三维数据库的实时显示上,进而可提供不同参数的接口,引擎的重要平台还展现在图形的封装和声音的实现上。

（5）应用模型程序开发

程序在开发时,其场景制作的依据可选择较为典型的火灾事故,其要素主要为灭火预案,通过虚拟火灾现场的特征在模型中模拟出来,根据实际情况,划分模型。为了满足不同需求,因此在引擎作用下做交互工作时,用户界面需设定评价系统,进而可不断完善系统的集成功能。

4 虚拟现实技术在消防作战训练中的应用

（1）建筑火灾方面应用

建筑火灾在虚拟现实技术中的应用内容主要分为火灾模拟训练、火灾相关人员安全疏散、启动电子消防应急措施等。虚拟现实技术的应用可展现出真实的火灾场景,消防人员通过3D眼镜,观察周围模拟环境,让消防救援人员在模拟训练中能达到身临其境的效果。通过模拟火灾场景,让消防救援人员的感受更加真实,进而才能在模拟训练中提升作战经验,同时也可以让群众在相对安全的前提下参与到演练中,提高人民群众的自我防护意识和火灾意识,加强人民群众的火灾应急能力,提高整体消防作战水平[5]。

（2）油罐类火灾方面的应用

对于油罐类火灾训练而言,也可通过计算机模拟系统进行火灾消防演练。计算机的模拟的指挥范围主要包括三个重要部分,如命令下达、温度处理、灭火处理等。通过在模拟系统中将真实的火灾场景和周围地质环境结合起来,进而将油罐火灾现场真实的展现出来,通过丰富的人机交互,可有效提升消防人员的火灾救援能力,另外,虚拟现实系统还能有效提升管理人员指挥水平,并作出高效的作战计划。

（3）煤矿类火灾方面的应用

煤矿火灾的发生通常较为严重,其经济损失特别巨大,但通常情况下,煤炭工作的性质较为特殊,一旦发生火灾无可避免的会造成人员伤亡和死亡。为此,消防救援人员在进行模拟煤矿火灾事故时,可将矿井中的真实环境创建出来,在通过虚拟现实技术将事故原因、事故时间、事故时的天气等场景进行复制。进而在模拟训练中提高消防人员的处理火灾的能力,通过定期的训练可提升消防救援人员的救灾能力,让消防人员在面对火灾时能冷静处理,采取有效的解决措施,将火灾事故的影响降到最低[6]。

5 结束语

综上而言,在科学技术的不断发展下,虚拟现实技术的应用已变得很广泛。虚拟现实技术在消防实训工作中的作用突出,受到各级指战员的广泛关注,尤其在日常的实训中,可创造一种真实的火灾场景让消防救援人员去感受和实践,在模拟训练中提高作战经验,在某种程度下,切实解决了消防救援人员在火灾救援中缺乏的作战经验的问题,提高火灾救援水平。总的来说,虚拟现实训练技术的应用,可提升消防救援人员的自我防护能力,提高消防营救水平,其不受时间和空间的限制,可随时进行的优势,在实际应用中的效果较为显著。