虚拟现实技术在安全培训中应用分析 - 华北科技学院

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1、虚拟现实技术在安全培训中应用分析张立强华北科技学院安全培训处燕郊065201摘要：在介绍虚拟现实技术概况的基础上，系统地分析了虚拟现实技术在煤矿安全生产培训上面的应用，重点介绍了虚拟现实技术的研发、国外煤矿企业安全生产从业人员培训方面的应用和发展等现状，并对虚拟现实应用在安全培训上的优点进行了阐述，最后对虚拟现实技术在煤矿安全中应用的研究重点、研究方向和发展趋势提出了建议。关键词：虚拟现实，煤矿安全，煤矿灾害模拟，安全培训虚拟现实（VirtualReality）技术是20世纪80年代末发展起来的一项高新技术，它汇集了计算机图形

2、学、多媒体技术、人工智能、人一机接口技术、传感器技术、高度并行实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术，是模拟仿真技术的最新、最高层次，是当今世界前沿科学之一。VR系统基本上是一种实时的对真实世界加以模拟的计算机系统，由硬件和软件两部分构成。硬件部分包括快速通用处理器、专用图像处理器、输入设备和输出设备。软件部分具有产生虚拟世界图像和目标处理的功能。虚拟现实技术为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便于直接观察运动变化规律的事物，提供了极大的便利。1.在安全培训中应用现状煤矿开采特别是井工开采，与地面工业生产相比不仅环

3、境恶劣，而且具有很大的复杂性。煤矿的复杂环境和不安全因素等导致煤矿从业人员的培训不可能在现场进行，随着近年来虚拟现实技术的不断发展和其优点的愈加明显，也逐渐在煤矿安全培训中有所应用。（1）为解决煤矿复杂、多变、危险条件下的岗位培训等方而的难题，英国研究了一种可提高矿井灾害区域识别和危险人员评定质量的虚拟现实(VR)系统[1]。采用VR系统培训非常安全，且可视性强，使受训者身临其境地去接触、认知和处理各种灾变情况。如矿井布局、动态作业和矿井环境等定型模拟均可随意设定，而矿井人员则可在虚拟的矿井内任意活动并做出重要决定。其决定效果

4、的好坏均能立刻反馈于受训者。该系统主要包括运输卡车灾害识别系统，安全检查培训和矿井事故培训系统。（2）诺丁汉大学的AIMS研究所已经开发了许多与采矿工业安全培训相关的桌而VR系统[2],包括：在安全生产实践中培训露天矿汽车司机；在常规安全监察中培训和测试新矿工；在事故反应中培训和测试矿山救护队。比如一旦确定某项具体的操作情景，就可以加入各种不同的风险情况，当然这些风险(包括静态风险和动态风险)是驾车行驶在矿坑中的司机可能遇到的。（3）美国宾西法尼亚大学开发了VR矿工培训系统[3]。该系统允许用户在虚拟工作而上检查工作面的故障隐

5、患，如顶板支护是否合理，查看工作而设备是否正确放置，以及应该采取哪些措施。应用该系统可以培训矿工的安全意识。德国DMT大学开发的矿井决策模拟系统STMBERG,是采矿专业学生的训练软件。该软件包括地质、采矿、通风、机械、管理等内容，可以在虚拟现实环境中提供地质、开采设计、工作而状况等方而的简化条件，学生可以进行管理和决策。目前，中国矿业大学和DMT-TFH合作，已将STMBERG应用于真实矿井中。(4)澳洲的新南威尔士大学(UNSW)采矿工程学系应用法国达索系统领先的3D技术，已开发出而向煤炭开采行业的虚拟现实(VR)培训系统

6、，国外一些先进的采矿公司已经开始使用。5.1-9,,services,andmakethecitymoreattractive,strengtheningpublictransportinvestment,establishedasthebackboneoftheurbanrailtransitmulti-level,multi-functionalpublictransportsystem,thusprotectingtheregionalpositionandachieve5图1虚拟现实的采煤工作面图2虚拟现实培训平台操控

7、系统该系统通过3D虚拟技术，可模拟矿坑内常出现的问题，提供处理方式的虚拟训练，其中包括自主逃生、倒班前矿车检查、危险预警、隔离程序、瓦斯突出管理、煤层自燃等各种情况。通过虚拟现实训练来有效地保障矿工的安全、降低矿难损失。这项技术能够在虚拟的矿山环境中为新矿工和有经验的矿工教授与培训安全工作程序，并使他们免于接触真实矿山环境中的各种危险因素。煤炭企业在矿山救援培训方而，率先采用了虚拟现实技术，并一直成为矿山救援虚拟现实培训的领先者。1.研发与应用虚拟现实培训技术的研发历程大概有以下3个阶段。2.1概念提出阶段1999年，煤炭企业

8、提出了“虚拟现实培训”的概念，并出资进行了模拟评价。2000年，煤炭企业董事会请求新南威尔士大学开展一项虚拟现实培训的研究计划。煤炭企业随后与新南威尔士大学开展了平板背部投影虚拟现实系统实验，并进行了“概念验证”。澳大利亚煤炭协会研究项目(ACARP)为煤炭企业“矿山救援”部