VR技術(shù)在建筑安全類培訓(xùn)的應(yīng)用研究

孫益星

摘 要：建筑行業(yè)我我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，但是目前建筑行業(yè)安全生產(chǎn)形勢(shì)比較嚴(yán)峻，過(guò)程的復(fù)雜多樣、高空作業(yè)多、機(jī)械化水平低、操作人員安全意識(shí)不到位等因素，需要?jiǎng)?chuàng)新安全培訓(xùn)模式，提高工人素質(zhì)。VR技術(shù)作為一種新穎的視覺(jué)感官體驗(yàn)形式被引進(jìn)建筑施工安全培訓(xùn)，VR技術(shù)以模擬真實(shí)場(chǎng)景真實(shí)、體驗(yàn)內(nèi)容豐富、互動(dòng)性強(qiáng)、代入感、不受到講師水平、場(chǎng)地設(shè)備和培訓(xùn)時(shí)間的限制、體驗(yàn)內(nèi)容更加豐富、模擬高危培訓(xùn)項(xiàng)目、VR安全培訓(xùn)對(duì)場(chǎng)地沒(méi)有限制，建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本低，更加綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，滿足當(dāng)代施工項(xiàng)目培訓(xùn)要求，是建筑施工安全培訓(xùn)教育發(fā)展創(chuàng)新的成果。

關(guān)鍵詞：建筑安全培訓(xùn);VR技術(shù)

1 VR技術(shù)應(yīng)用于建筑安全培訓(xùn)的背景

建筑業(yè)是中國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)的發(fā)展促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，并且解決了很大一部分人就業(yè)問(wèn)題，目前建筑業(yè)增加值已占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的6%左右，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的地位。由于建筑業(yè)施工過(guò)程的復(fù)雜多樣、高空作業(yè)多、機(jī)械化水平低、操作人員安全意識(shí)淡薄，使得建筑安全事故時(shí)有發(fā)生。我國(guó)建筑施工安全事故 近幾年來(lái)呈下降趨勢(shì)，但每年的安全生產(chǎn)事故數(shù)和死亡人數(shù)的總量仍然較大，并且呈現(xiàn)小范圍內(nèi)波動(dòng)，重大傷亡事故時(shí)有發(fā)生，目前我國(guó)建筑施工安全生產(chǎn)形勢(shì)仍需要特別重視。

由于建筑業(yè)工人普遍安全意識(shí)薄弱，其在勞動(dòng)作業(yè)過(guò)程中由于僥幸心理經(jīng)常違規(guī)作業(yè)，加強(qiáng)工人的安全教育和安全意識(shí)才能降低安全生產(chǎn)管理工作。傳統(tǒng)的安全教育培訓(xùn)方式培訓(xùn)效果不佳，大多不能調(diào)動(dòng)工人學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。[1]當(dāng)下全國(guó)進(jìn)行大力推廣高效率和高質(zhì)量的VR建筑安全教育培訓(xùn)模式，可以集合視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、動(dòng)態(tài)動(dòng)作等方法，提高了作業(yè)人員安全培訓(xùn)學(xué)習(xí)興趣。

2 VR技術(shù)在建筑安全培訓(xùn)現(xiàn)狀

建筑業(yè)近些年加大VR建筑安全培訓(xùn)技術(shù)的投資與建設(shè)，并不斷開(kāi)發(fā)新的培訓(xùn)模式，VR技術(shù)以虛擬的場(chǎng)景，讓施工人員親自體驗(yàn)事故發(fā)生的過(guò)程，真實(shí)的代入感對(duì)參訓(xùn)人員巨大震撼，讓參訓(xùn)人員直接感觀體驗(yàn)建筑施工過(guò)程各種危險(xiǎn);VR 安全教育培訓(xùn)技術(shù)還可以模擬實(shí)際具有一定危險(xiǎn)性項(xiàng)目，國(guó)家對(duì)VR安全培訓(xùn)教育大力推廣。[1]國(guó)外在安全教育領(lǐng)域，VR 技術(shù)能進(jìn)行類如模擬各種災(zāi)難情況演練處置、危險(xiǎn)情節(jié)的疏散工作、傷員急救演練、關(guān)地震等災(zāi)害預(yù)防模擬訓(xùn)練等安全培訓(xùn)，取得較好的培訓(xùn)成果，在建筑行業(yè)方面，VR 技術(shù)應(yīng)用提升建筑工人安全技能，并且通過(guò)VR技術(shù)輔助建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)一體化、合理化設(shè)計(jì)節(jié)省成本，避免重大修改、返工。近幾年國(guó)內(nèi)在安全教育領(lǐng)域積極引進(jìn)VR技術(shù)，比如某電力公司基于 VR 技術(shù)建成了安全體驗(yàn)平臺(tái)，主要用于電力安全培訓(xùn)工作，強(qiáng)化學(xué)員的體驗(yàn)感受，改善員工安全習(xí)慣和行為，提高作業(yè)技能，增強(qiáng)安全意識(shí)。全國(guó)各地安全管理部門或高校修建 VR 技術(shù)建筑安全培訓(xùn)基地應(yīng)用于學(xué)員建筑業(yè)安全培訓(xùn)。[2]VR 體驗(yàn)式培訓(xùn)項(xiàng)目的熱潮培養(yǎng)了幾十家VR技術(shù)開(kāi)放公司，項(xiàng)目涵蓋各種建筑工程項(xiàng)目類型的建筑安全培訓(xùn)功能。

3 VR技術(shù)在建筑安全培訓(xùn)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

基于 VR技術(shù) 的安全培訓(xùn)是在虛擬空間模擬真實(shí)的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、機(jī)械設(shè)備與事故過(guò)程，優(yōu)勢(shì)如下：沉浸性、互動(dòng)性與構(gòu)想性帶來(lái)的體驗(yàn)效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)實(shí)體體驗(yàn)式培訓(xùn);不受到講師水平、場(chǎng)地設(shè)備和培訓(xùn)時(shí)間的限制，體驗(yàn)內(nèi)容更加豐富、還能模擬一些難以搭建或危險(xiǎn)性很高的項(xiàng)目，更好培訓(xùn)學(xué)員安全避險(xiǎn)、自救自護(hù)技能;VR安全培訓(xùn)對(duì)場(chǎng)地沒(méi)有限制，建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本低，更加綠色環(huán)保。

VR技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種感官體驗(yàn)的虛擬施工環(huán)境場(chǎng)景，VR 場(chǎng)景具有3個(gè)特征，即沉浸性、交互性、想象性，沉浸性指學(xué)員通過(guò) VR 設(shè)備進(jìn)入虛擬世界，全方位的視覺(jué)效果讓學(xué)員，仿佛身臨其境;交互性指學(xué)員使用相應(yīng)設(shè)備和虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交;想象性指學(xué)員在虛擬環(huán)境的引導(dǎo)下產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)沒(méi)有發(fā)生的感覺(jué)。在建筑領(lǐng)域，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑安全教育培訓(xùn)中的應(yīng)用，利用 BIM 技術(shù)建立建筑場(chǎng)景模型，再利用 VR 程序引擎深化和渲染建筑場(chǎng)景模型，學(xué)員穿戴 VR 頭盔坐在相應(yīng)設(shè)備上沉浸到虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，以強(qiáng)烈的立體感、臨場(chǎng)代入感及視覺(jué)的沖擊帶給體驗(yàn)者深刻的印象，讓學(xué)員深入其境地感受到高處墜落、物體打擊等傷亡事故場(chǎng)景中恐懼感，真實(shí)地感受違章作業(yè)帶來(lái)的嚴(yán)重后果，從而感受到無(wú)防護(hù)狀態(tài)下作業(yè)的危險(xiǎn)性。

傳統(tǒng)安全教育培訓(xùn)模式受到培訓(xùn)基地講師和設(shè)施等條件的限制，培訓(xùn)效果和質(zhì)量大多不佳，但是 VR 建筑安全教育培訓(xùn)方式內(nèi)容更加豐富，并且不受講師水平、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地設(shè)備和培訓(xùn)時(shí)間限制，可以實(shí)現(xiàn)不同的施工現(xiàn)場(chǎng)和不同的施工階段。傳統(tǒng)體驗(yàn)式培訓(xùn)以整個(gè)體驗(yàn)過(guò)程保證學(xué)員在不受傷害的前提下進(jìn)行的，但是 VR 安全教育設(shè)備能模擬例如土方開(kāi)挖、觸電體驗(yàn)、高處墜落體傷害等難以搭建或危險(xiǎn)性很高的項(xiàng)目，通過(guò)在逼真的災(zāi)害環(huán)境類似切身體驗(yàn)般的深度培訓(xùn)，提高學(xué)員安全避險(xiǎn)、自救自護(hù)技能和安全防范意識(shí)。

實(shí)體性安全體驗(yàn)場(chǎng)館建設(shè)一般包括土地使用的費(fèi)用，[3]需采用大量的制作材料、電力和水源進(jìn)行加工及施工建設(shè)，建設(shè)成本較高，并且不具有移動(dòng)的性能，建成后的運(yùn)行成本也遠(yuǎn)高于 VR 虛擬安全體驗(yàn)場(chǎng)館，VR 安全教育設(shè)備的可移動(dòng)特性可以代替實(shí)體安全教育體驗(yàn)館，決場(chǎng)地的限制，節(jié)省項(xiàng)目成本，更加綠色環(huán)保。

4 結(jié)論

本文通過(guò)VR技術(shù)應(yīng)用于建筑安全培訓(xùn)的背景、VR技術(shù)在安全教育培訓(xùn)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀、VR技術(shù)在建筑安全培訓(xùn)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等三個(gè)方面分析，得出基于VR技術(shù)的建筑安全培訓(xùn)體驗(yàn)效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)實(shí)體體驗(yàn)式培訓(xùn)，能模擬逼真的場(chǎng)景環(huán)境、不受到講師水平、場(chǎng)地設(shè)備和培訓(xùn)時(shí)間的限制，體驗(yàn)內(nèi)容更加豐富、還能模擬一些難以搭建或危險(xiǎn)性很高的項(xiàng)目、VR安全培訓(xùn)對(duì)場(chǎng)地沒(méi)有限制，建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本低，更加節(jié)省資金和材料物資，VR安全培訓(xùn)在建筑施工安全教育領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)將更進(jìn)一步推廣VR安全培訓(xùn)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]孟欣.VR 技術(shù)：用虛擬場(chǎng)景開(kāi)啟學(xué)習(xí)新模式[N].中國(guó)文化報(bào)，2016-06-09（007）.