淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防滅火救援訓(xùn)練中的應(yīng)用

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1、淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防滅火救援訓(xùn)練中的應(yīng)用布和巴特爾(呼倫貝爾市公安消防支隊(duì)司令部，內(nèi)蒙古，呼倫貝爾，022261)【摘要】分析當(dāng)前滅火救援中存在的主要問題，提出利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR(VirtualReality)提高消防部隊(duì)的滅火救援訓(xùn)練水平，木為主要論述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在滅火救援訓(xùn)練中幾個(gè)方面的應(yīng)用，并對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來消防滅火救援中的應(yīng)用進(jìn)行了展望?！娟P(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；消防滅火救援模擬訓(xùn)練1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)介紹隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，火災(zāi)形勢(shì)呈多元化方向發(fā)展，火災(zāi)撲救難度也隨之不斷增大，這就要求消防部隊(duì)必須通過

2、基于實(shí)戰(zhàn)的模擬訓(xùn)練來不斷提升消防部隊(duì)滅火救援的實(shí)戰(zhàn)水平和處置特種災(zāi)害事故的能力。為此，消防部隊(duì)針對(duì)設(shè)定的災(zāi)害事故的不同類型、規(guī)模及保衛(wèi)對(duì)象情況，制定行之有效的滅火救援預(yù)案，以便正確采用各種戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)，達(dá)到成功撲救火災(zāi)的目的。但是，以往基于單純的二維圖形界面己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消防部隊(duì)對(duì)模擬訓(xùn)練相關(guān)信息的需求，在這種形勢(shì)下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)應(yīng)運(yùn)而生。VR(VirtualReality)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡稱，它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)于一體，利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一種虛擬環(huán)境，通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅

3、覺等作用，使用戶產(chǎn)牛和現(xiàn)實(shí)中一樣的感覺，并可實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接交互。它具有以下主要特征：(1)依托學(xué)科的高度綜合化；(2)人的臨場化；(3)系統(tǒng)或環(huán)境的大規(guī)模集成化；(4)數(shù)據(jù)表示的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大容量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倩c數(shù)據(jù)處理的分布式和并行化。2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在滅火救援訓(xùn)練中的應(yīng)用在傳統(tǒng)的救火方式中，消防人員到達(dá)火場后只能使用對(duì)講機(jī)同消防指揮聯(lián)系,一般來說消防人員對(duì)于產(chǎn)生災(zāi)情的地區(qū)或者建筑不是十分熟悉，再加上煙霧的干擾，常常會(huì)增加消防員撲救火災(zāi)的難度，甚至造成嚴(yán)重的人員和財(cái)產(chǎn)損失。特別是，我國消防部隊(duì)為

4、成功滅火而制定的滅火預(yù)案主要采用的是二維圖形顯示方式,這種顯示方式不能準(zhǔn)確的反映建筑物的外形，通道的走向，門窗的位置等關(guān)鍵信息，一旦發(fā)生火災(zāi)只能靠消防人員的經(jīng)驗(yàn)和偵察才能確定建筑物的建筑結(jié)構(gòu)、安全出口的位置以及火災(zāi)的分布等情況。往往正是因?yàn)檫@幾分鐘的耽擱而貽誤了救火的最佳吋間，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成極大的損失。所以，消防部隊(duì)滅火救援訓(xùn)練可以在以下幾個(gè)方面利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。2.1虛擬保衛(wèi)對(duì)象建（構(gòu)）筑物及周邊環(huán)境。通過采集保衛(wèi)對(duì)象建（構(gòu)）筑物基本信息，包括建（構(gòu)）筑物消防設(shè)施情況，形成保衛(wèi)對(duì)象三維立體圖，并利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模

5、擬火場及災(zāi)害事故現(xiàn)場環(huán)境，其中主要包括火場景況、氣候、煙火、咅像等等，為滅火救援訓(xùn)練提供一個(gè)更加貼近實(shí)戰(zhàn)的立體災(zāi)害環(huán)境，使受訓(xùn)者有身臨其境的感覺。為滿足2008年奧運(yùn)會(huì)消防安保安保工作的需要，北京消防總隊(duì)與清華大學(xué)合作，研究開發(fā)出消防滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案和互動(dòng)式訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過對(duì)成熟機(jī)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)整合，在自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，以現(xiàn)有的“虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)”、“三維互動(dòng)技術(shù)”等為基礎(chǔ)，通過對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的整合，建立起高擴(kuò)展、靈活的仿真引擎，從而構(gòu)建動(dòng)態(tài)院級(jí)互動(dòng)式訓(xùn)練系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)通過仿真引擎，對(duì)全部安云比賽場館及配套設(shè)施，主要

6、的場面和地下消防設(shè)施，消防力量部署直觀展zjO2.2模擬器材裝備訓(xùn)練。通過對(duì)各種器材裝備所創(chuàng)建的模型進(jìn)行訓(xùn)練，加強(qiáng)指戰(zhàn)員對(duì)各類器材的原理、功能、操作規(guī)程以及有關(guān)性能參數(shù)的熟悉，并在虛擬現(xiàn)場中進(jìn)行模擬使用訓(xùn)練，達(dá)到訓(xùn)練與實(shí)戰(zhàn)相一致，有利于更好地提高部隊(duì)的作戰(zhàn)技能。目前，消防部隊(duì)裝備器材日新月異，器材裝備數(shù)量及種類眾多，這對(duì)指揮員及消防官兵熟練掌握每個(gè)器材的性能參數(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)，每次出現(xiàn)新的器材裝備，總隊(duì)、支隊(duì)采取指派裝備技師集中學(xué)習(xí)性能以及維護(hù)保養(yǎng)、使用辦法，這種方式導(dǎo)致一些器材只有少數(shù)人掌握全面正確的使用辦法，在新

7、老兵交替時(shí)，新兵無法正確的掌握器材裝備使用辦法。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效的解決此問題。2.3模擬中隊(duì)、班的技術(shù)訓(xùn)練。技術(shù)訓(xùn)練具有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，即，技術(shù)性強(qiáng)。首先，將技術(shù)訓(xùn)練的操作程序、操作要求、操作方法、基本要領(lǐng)輸入到計(jì)算機(jī)中，使其作為評(píng)定模擬訓(xùn)練好壞的主要標(biāo)準(zhǔn)。其次，讓受訓(xùn)者戴上頭盔式顯示器（顯示虛擬的立體環(huán)境）、手持傳感手套，使受訓(xùn)者仿佛置身于一個(gè)真實(shí)的環(huán)境對(duì)技術(shù)訓(xùn)練項(xiàng)目進(jìn)行訓(xùn)練，并利用計(jì)算機(jī)來判斷訓(xùn)練成功與否，并載入消防員的訓(xùn)練檔案，以此不斷提高指戰(zhàn)員特別是在高溫、有毒、缺氧、濃煙等復(fù)雜危險(xiǎn)情況下的實(shí)戰(zhàn)能力。此項(xiàng)功能

8、對(duì)各種天氣條件下無法開展技能訓(xùn)練有所幫助。2.4模擬滅火戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練是一種由多個(gè)中隊(duì)、多種裝備、多數(shù)人員共同進(jìn)行的合成性訓(xùn)練，需要實(shí)施統(tǒng)一的指揮，具有很強(qiáng)的協(xié)同性。這就要求火場各級(jí)指揮員必須能夠?qū)饒銮闆r進(jìn)行準(zhǔn)確地分析和判斷，及吋作出決策，盡快確定最佳滅火方案，最大限度的減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。為此，通過利用虛