浅析 VR技术在安全生产培训的应用效果

胡玉广 方燕红

摘要：随着我国经济社会的快速发展，安全生产工作也日趋重要，而安全生产培训是安全生产管理工作中的重要一环，直接反映企业的安全生产水平和经济效益，也是推动社会进步、经济增长的关键因素。而安全生产培训工作的高效开展，就必须要通过先进的技术得以实现。随着科学技术、信息技术的大力研发与推广，VR技术的出现，能够进一步提升安全生产培训工作的效率，促使安全生产工作能够可靠、稳定、高效运行。基于此，本文首先简要阐述VR技术的相关概念，并以高空作业车虚拟现实系统作为切入点，结合实际培训情况，以VR技术高效应用策略展开探讨，为今后VR技术在虚拟现实系统的设计应用提供一些参考。

关键词：VR技术；安全生产培训；高空车虚拟现实系统；应用效果

前言：

企业安全生产培训工作，是确保日常生产、运作能够稳定、安全、可靠开展的重要核心。但是，随着时代的不断发展，传统的安全生产培训方式已无法适应现代化、科技化的发展，而随着VR技术的深入研发与推广，将其合理运用至企业安全生产培训工作之中，能够全面提升培训的效果与质量，促使日后能够真正实现安全生产。由此可见，深度探寻VR技术在安全生产培训工作当中的高效应用策略，是当前相关从业人员迫在眉睫需要处理的问题。

一、VR技术的相关概念

VR技术，中文称之为虚拟现实系统，同样，也被称之为人工环境或是灵境技术，主要是通过计算机系统，从而将可亲身体验的虚拟世界建立，个人可以对虚拟世界进行操作，在此虚拟世界中将相应的行为、举动做出，另外，也能够将环境做出相关的改变。针对于VR技术而言，能够将人机接口技术、多媒体技术、传感技术、实时动画技术以及三维技术等多种技术融合，利用电磁传感器、光传感器等穿戴设施，将相关输入数据收集^[1]。随后，通过计算机系统对所收集的数据展开运算，将用户的动作作为依据，从而展开交互标记，之后，利用输出设施，如头盔式立体显示器等的应用，通过计算机模拟的逼真虚拟世界的建设，促使用户能够切实感受到作业环境的变化，沉浸式感受“身临其境”。

二、VR技术在高空车系统中的设计应用

伴随着船舶工业的发展，企业机构、造船模式、生产工艺都在不断的发生变化，一大批新装备、新技术的应用有效地提高了生产效率。传统的船舶造修企业生产过程中，登高作业辅助工程完全以脚手架为依托，既费时又费工、还费材料，同时作业人员劳动强度高，交叉作业多，作业环境复杂且安全可靠性低，增加了群死群伤的作业风险。近年来，随着不断向世界先进船企引进技术和装备，船舶造修企业开始普遍采用液压高空作业车等新技术、新装备，作业人员攀爬作业的劳动强度明显减轻，提高了作业的机动性、灵活性以及登高作业的安全系数，从本质安全管理上减少了登高作业风险。

船舶造修企业自使用高空车以来，每年都会因作业人员技能生疏、操作失误、注意力不集中等等问题而发生生产安全事故，自2003年来船舶行业还将高空车安全操作的培训纳入到行业特种作业目录中来，面对生产安全事故带来的负面影响，企业对于从业人员安全培训的要求也越来越高。

随着科技的快速进步发展，以及企业成本管控的精细化，高空作业车现场实操实训的培训也将面临新的挑战。为了进一步提高高空车作业车教学培训效果，高空作业车安全操作培训通过VR技术应用直观展示高空作业车的结构和安全操作要求，深度解剖液压技术和机械技术，采用现实仿真技术和半实物仿真技术，融合动感体验技术，虚实结合，全面通过模拟系统为高空作业车培训提供新的技术手段和方法。

1.系统构成及原理

高空作业车虚拟现实系统核心主要包括控制中心、操作面板和六自由度动感平台，以及显示器和VR眼镜。高空作业车虚拟现实系统主要通过控制中心接收操作面板的数据，并将处理的数据用于控制3D电视机中的虚拟视景的变换，虚拟视景中的变化数据发送给控制中心进行处理，将处理后的数据用于控制六自由度动感平台，使其产生与虚拟视景画面同步的运动。

高
空作业车虚拟现实培训系统主要由虚拟的造船厂的户外工作场景构成，包括高空作业车行走的马路场景、船体周围的工作场景等，学员可以通过工作斗的操作面板，驾驶虚拟场景中的高空作业车进行操作学习、实地作业练习等操作。在该模块中，学员可以对高空作业车的构成，进行简单的认识了解，同时还可以学习高空作业车操作相关的基础知识，囊括了从学习到考核整个流程的相关操作。

三、高空作业车虚拟现实系统的优缺点

（一）虚拟现实系统优点：

1、多样性

高空车模拟系统具备传统高空车实操培训所不具有的多样性。系统通过使用VR技术可以模拟船厂内的各种高空车作业环境甚至意外情况，让学员进行模拟操作训练培训，而传统高空车实操培训往往只能在环境单一安全的情况下进行操作培训考核，对于学员的培训效果具有局限性。高空车模拟还可以进行培训环境天气的转换，模拟各种异常天气情况下，这是传统高空车实操培训无法实现的。

2、安全性

高空车虚拟系统的安全性也远远超过传统高空车实操培训，现实培训中采用真实高空车操作，具体实施过程中无法避免基本的操作技能，涉及到升臂、转臂、路面驾驶、坡度振动、平台和地面操作等要点，学员在没有实践操作的经验情况下，盲目实施或者错误操作，极有可能发生安全生产事故。而高空车虚拟系统工作斗平台只是模拟了高空车操作体感，利用真实产品结构和操作平台，最大限度的接近现实设备，通过VR技术沉浸式的培训，实现了实际平台运动延伸范围小、高度低，将意外或事故发生的可能性降到了最低。

3、衔接性

高空作业车在各大船厂广泛使用，以上海地区各船厂为例，每年大概参加高空作业车培训的学员约2000余人次，并以复合工种居多，常见的主要是涂装工、电焊工、打磨工。模拟设备的培训学习可以让学员提前熟悉运用高空作业车。学员通过模拟培训考核合格后，可以直接无缝衔接进行高空车实车训练操作，明显减少因初次培训需要设备熟悉和磨合的时间，提高了培训效率和培训质量。

4、经济性

高空车虚拟系统在培训的实施过程中，能耗低，经济实用。高空车虚拟系统只需要开启设备设施电源，然后启动模拟设备，整个培训过程设备、场地、能源受限制小。而现实中的高空车实操培训采用真实高空车，采购成本高，利用船舶企业在用设备影响工程进度，并且需要提前预约安排，如有突发情况，往往会影响培训实施，此外，高空车培训实施过程还需要消耗柴油，长期用于培训也会造成高空车的功能损耗以及经济效益影响。

（二）虚拟现实系统缺点：

虚拟现实系统设备属于高新科技产品，前期设计投入的成本较大，整个开发过程复杂且要有专业人员和技术人员同步跟进，是一个不断迭代和研发的过程。后期设备的维修保养需要专人进行，以确保设备能够有效使用。培训实施模块较多，并增加了一些互动环节，操作适应性也需要一定时间，并且课程设置的学习周期较长，只适用于培训人员较少的班级进行精细化培训。除此以外，虚拟现实系统设备同时存在不便于搬运转变培训场地的缺点，送教上门的过程中还是需要借助真实设备辅助完成高空车的安全培训。

四、教学培训系统介绍

1.教学培训系统

教

学培训系统，主要学习高空作业车的构成、操作技能和安全操作要点。教学培训系统主要通过教学模式、练习模式及考核模式三个模式，全程实现语音指导。

3.考核系统

在考核模式下，考核系统会根据学员信息自动生成考题，学员需要完成操作规范、注意事项、故障排除以及安全知识等方面的理论考核，考核合格者获得高空作业车虚拟现实系统操作考核资格。高空作业车虚拟现实系统操作考核的内容包括：在虚拟现实场景中设置好的路段进行直线行走、转弯、避障等路面行走操作、平台升降操作以及故障排除考核，考核合格获得真实高空车考核考核资格。真实高空车考核是在具有熟练操作技能的监考官陪同下进行规定路段的行驶、升降功能的运用以及相关安全操作。

四、安全生产培训工作中VR技术的应用实效

通过高空车虚拟系统与传统高空车实操培训的对比，我们可以发现VR技术对于安全生产培训具有相当大的实际应用意义。

针对于安全生产培训工作而言，设备技能类操作培训完成可以通过VR技术来进行提升，如龙门吊驾驶员培训、叉车司机培训等。通过VR技术的应用，能够将参观学习、示范演练、理论授课、直接实操等内容得以远程实现。同时，通过VR技术的应用，能够将非操作培训变为操作培训，为学员创设一个实际操作的界面，促使学员能够对安全生产知识有更全面、更深入的掌握，进而全面提升安全生产培训的质量。

VR技术能给学员提供身临其境的操作体验感，能让学员在使用设备设施前提前学习和多场景体验，尤其是常见事故隐患或者事故再现的体验，能够在培训中如何正确的处理各种突发状况，提高学员实际操作中的应变能力，多维度模拟实际操作中的多变性，全面提升培训质量和效果。

结束语

综上所述，随着我国社会的进步发展，企业生产规模的不断扩张，社会经济的不断增长，安全生产培训工作在企业的安全管理中显得尤为重要。安全生产培训是保障企业整体安全生产管理水平的基础，是保障工作人员能够树立起安全意识、规范安全操作行为的重要核心。通过VR技术的应用，能够实现促使工作人员更为直观的感受到安全生产工作的重要性，全面提升安全生产培训的效果与质量，从而推动企业可持续的发展。

参考文献：

[1]陈秋吉.基于VR/AR技术的新媒体发展现状研究[J].中国传媒科技,2020(06):45-46.