虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用探究

周祥國

【摘要】隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的高速發(fā)展，人們逐漸加大了對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)注力度。本篇文章主要針對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際意義與技術(shù)特征展開詳細(xì)論述，并提出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用探究。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；消防；應(yīng)用探究

【分類號(hào)】TU998.1

現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和火災(zāi)科學(xué)的高效融合引起了不同領(lǐng)域的關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以重現(xiàn)火災(zāi)場景，直觀體現(xiàn)相關(guān)火災(zāi)信息內(nèi)容，使人們可以在虛擬世界中直接體驗(yàn)火災(zāi)的真實(shí)感受，提高其對火災(zāi)的認(rèn)知能力，并加大防范意識(shí)。

1淺析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要通過計(jì)算機(jī)營造真實(shí)的環(huán)境氛圍，是一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的集成技術(shù)，集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)與測量技術(shù)、微電子技術(shù)、仿真技術(shù)為一體，在軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域、旅游領(lǐng)域以及建筑領(lǐng)域等不同領(lǐng)域內(nèi)得到了全面應(yīng)用。

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際意義在于：營造相對自由化的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，使人們可以在這一平臺(tái)上展開自由的溝通交流。參與人員在這一虛擬世界中，可以充分利用立體眼鏡和傳感手套等系列的傳感輔助配置，展開相應(yīng)的探索活動(dòng)，將相關(guān)對象進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)，最大程度的實(shí)現(xiàn)三維現(xiàn)實(shí)化。參與人員利用這些傳感設(shè)備，可以將自身的運(yùn)動(dòng)方式自然的傳遞向計(jì)算機(jī)，同時(shí)可以在虛擬三維世界中感知相關(guān)的視覺、聽覺以及觸覺。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征分析

在消防工作開展的過程中，往往需要配備價(jià)格昂貴且損耗速度極快的專勤器材。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以重現(xiàn)真實(shí)場景或構(gòu)建虛構(gòu)的場景，有效節(jié)約資源設(shè)備，使消防戰(zhàn)士身臨其境，通過火災(zāi)再現(xiàn)技術(shù)鍛煉自身的心理素質(zhì)，推動(dòng)了消防工作理念以及工作方式的創(chuàng)新發(fā)展。

2.1綜合數(shù)據(jù)庫技術(shù)

所有信息系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的根本在于數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以構(gòu)建人機(jī)交互的消防模擬仿真體系，其知識(shí)庫內(nèi)容豐富全面，包括常規(guī)性質(zhì)的消防資源數(shù)據(jù)庫、環(huán)境信息庫以及模擬訓(xùn)練的技術(shù)數(shù)據(jù)庫等；在實(shí)際消防演練過程中，會(huì)實(shí)時(shí)提供多元化結(jié)構(gòu)信息內(nèi)容，進(jìn)一步提高虛擬現(xiàn)實(shí)消防教學(xué)任務(wù)的高效性。

2.2三維建模工具

三維交互建模工具和3DS MAX等三維建模工具的功能特征相似，基于Windows平臺(tái)對場景展開創(chuàng)建、瀏覽與編輯。其不同特征在于將形狀控制、行為等參數(shù)應(yīng)用在場景中；開發(fā)人員可以利用編程技術(shù)對這部分參數(shù)展開合理控制，可以利用相應(yīng)參數(shù)信息文件來提高場景的逼真性。

2.3三維實(shí)時(shí)交互與視景管理軟件

三維實(shí)時(shí)交互與視景管理軟件為用戶提供了較大便利性，在其開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)提供全面化的技術(shù)支持，又稱作“三維引擎”。這一軟件可以實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)化顯示，提供相對自由的平臺(tái)，使用戶可以針對不同參數(shù)的APL接口、圖像、聲音展開控制。

2.4分布式交互仿真平臺(tái)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與仿真技術(shù)的高效融合，可以利用計(jì)算機(jī)中分布式交互仿真平臺(tái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，使得分布式虛擬仿真體系得以構(gòu)建。其中，VP—Link的功能內(nèi)容可以提供強(qiáng)大的程序員界面，結(jié)合專家專業(yè)的技術(shù)支持，構(gòu)建完善的風(fēng)險(xiǎn)防御機(jī)制，避免資金出現(xiàn)不必要的耗費(fèi)，提高開發(fā)質(zhì)量與開發(fā)效率，在維護(hù)現(xiàn)有的仿真軟件與新一代的仿真軟件方面發(fā)揮著高效作用。

2.5開發(fā)模型驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序

結(jié)合典型火災(zāi)場景制定科學(xué)的火災(zāi)預(yù)案，利用用戶程序?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中景物的真實(shí)性，并結(jié)合三維數(shù)據(jù)庫技術(shù)展開控制管理，通過三維引擎實(shí)現(xiàn)交互過程、用戶界面、評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用探究

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的功能特征在不同領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。其中，在消防領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用顯得格外重要。要求相關(guān)消防單位重視對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)高素質(zhì)的消防專業(yè)人才。

3.1制定科學(xué)合理的滅火救援預(yù)案

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以具體結(jié)合消防人員提供的數(shù)據(jù)資料，構(gòu)建完善的消防救援知識(shí)體系，實(shí)時(shí)模擬重現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場。有利于加大對消防人員的培訓(xùn)力度，為消防過程中的指揮、決策工作提供技術(shù)支持。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以直觀展現(xiàn)消防救援預(yù)案的演練內(nèi)容，并展開科學(xué)合理的評(píng)價(jià)；能夠具體結(jié)合某一建筑物結(jié)構(gòu)特征，制定符合實(shí)際的數(shù)字化消防救援預(yù)案措施，消防人員可以實(shí)時(shí)在虛擬仿真環(huán)境因素下展開相關(guān)的演練工作。

這一演練模式的高效應(yīng)用，很大程度上避免了環(huán)境污染，穩(wěn)定了社會(huì)正常秩序，在鍛煉消防人員心理素質(zhì)的同時(shí)，保證了消防人員的人身安全。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可重復(fù)性特征較為明顯，能夠重復(fù)再現(xiàn)不同的火災(zāi)場景；這一過程不需要耗費(fèi)資源，可以以三維數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，定期組織用戶進(jìn)行救人、滅火等工作，使消防人員可以全面掌握消防預(yù)案。

3.2加大對消防隊(duì)伍的培訓(xùn)力度

現(xiàn)階段，我國消防部隊(duì)方面為鍛煉消防人員的整體適應(yīng)能力，開始采用多元化的訓(xùn)練方式。構(gòu)建大型模擬訓(xùn)練基地以及體能、毒害品、煙熱等訓(xùn)練室，對消防人員展開整體性的模擬訓(xùn)練。盡管在火災(zāi)模擬演練過程中，強(qiáng)調(diào)以實(shí)戰(zhàn)需求為基礎(chǔ)展開訓(xùn)練。但是，從消防人員的角度來講，過于程序化的演練模式難以鍛煉其強(qiáng)大的心理素質(zhì)，使得火災(zāi)演練現(xiàn)場與真實(shí)火災(zāi)現(xiàn)場之間的差距逐漸拉大，降低了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在消防領(lǐng)域內(nèi)的高效性。

美國研制開發(fā)了相關(guān)安防訓(xùn)練系統(tǒng)，結(jié)合分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，研發(fā)出消防人員模擬演練的軟件，使不同地區(qū)的用戶可以隨時(shí)進(jìn)入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，互相配合完成火災(zāi)中的救援、疏散工作，實(shí)現(xiàn)綜合性的體能、技能訓(xùn)練，加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真性。

另一方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠結(jié)合不同作戰(zhàn)要求，利用場景模擬技術(shù)，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)場景。以三維數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對火災(zāi)模擬現(xiàn)場中的參數(shù)加以調(diào)整，實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境中聽感、觸感、視覺的真實(shí)性。嚴(yán)格遵循消防預(yù)案中的指揮流程，通過數(shù)字形式將作戰(zhàn)任務(wù)及時(shí)反映到消防人員腦中，有序的完成火災(zāi)救援工作。

在訓(xùn)練過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)消防訓(xùn)練的高效融合，可以建立不同的訓(xùn)練強(qiáng)度，考慮到消防人員的真實(shí)能力與接受程度，設(shè)置不同的訓(xùn)練難度。此外，還可以展開部分傳統(tǒng)消防訓(xùn)練中無法進(jìn)行的毒害、危險(xiǎn)性的消防訓(xùn)練活動(dòng)，使消防人員可以充分挖掘自身的身體極限，不斷提高應(yīng)對不同火災(zāi)、突發(fā)狀況的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)自身的應(yīng)變水平，從而最大程度的降低火災(zāi)為社會(huì)安全帶來的危害。

3.3構(gòu)建建筑消防安全評(píng)價(jià)體系

現(xiàn)階段，消防單位針對建筑防火設(shè)計(jì)的審核、驗(yàn)收工作過于單一化，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性強(qiáng)的消防監(jiān)管力度。過低的消防工作質(zhì)量，容易造成火災(zāi)安全隱患。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以增強(qiáng)消防監(jiān)管工作的科學(xué)合理性，利用科學(xué)技術(shù)將其中存在的不足之處進(jìn)行直觀的展現(xiàn)。加強(qiáng)建筑物內(nèi)部消防通道位置的合理性，增強(qiáng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)的滅火能力，通過三維場景的實(shí)時(shí)展現(xiàn)，增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的實(shí)效性。

結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)模擬性，使用戶可以身臨其境，對火災(zāi)產(chǎn)生真實(shí)感受。同時(shí)結(jié)合多媒體手段對群眾普及火災(zāi)隱患、消防常識(shí)以及逃生方式，在示范講解與模擬演練的過程中，增強(qiáng)群眾對火災(zāi)的防范意識(shí)，全面了解消防知識(shí)，增強(qiáng)自身的火災(zāi)逃生能力。

4總結(jié)

總體來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景較為美好。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防領(lǐng)域內(nèi)的高效應(yīng)用，很大程度上促進(jìn)了消防隊(duì)伍中仿真技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程；不斷豐富消防模擬訓(xùn)練內(nèi)容，積極輔助消防工作，提供正確決策。要求不斷克服虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)，提高消防人員在火災(zāi)現(xiàn)場的安全系數(shù)，構(gòu)建全面的城市三維模擬體系，推動(dòng)消防安全系統(tǒng)以及防范體系的變革進(jìn)程，最大程度保證國家財(cái)產(chǎn)安全與人民群眾的人身安全，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 郭興紅.城市新型消防技術(shù)的發(fā)展研究[J].卷宗，2013，（3）：93.

[2] 陳艷軍，周勝群，王魏等.樓宇火災(zāi)3D可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2014，（7）：1540-1543.

[3] 杜寶江，梅強(qiáng)，陳飛等.基于VR的消防體驗(yàn)逃生艙系統(tǒng)[J].中國水運(yùn)（下半月），2015，15（12）：119-122.