VR在交通行業(yè)安全生產(chǎn)培訓(xùn)中應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)是20世紀80年代末發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，它匯集了計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人-機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、高度并行實時計算技術(shù)和人的行為學(xué)研究等多項關(guān)鍵技術(shù)，是模擬仿真技術(shù)的最新、最高層次，是當今世界前沿科學(xué)之一。

1在安全培訓(xùn)中應(yīng)用現(xiàn)狀

交通系統(tǒng)安全生產(chǎn)培訓(xùn)，涉及的面廣，而且具有很大的復(fù)雜性。交通施工復(fù)雜環(huán)境和不安全因素等導(dǎo)致安全管理人員的培訓(xùn)不可能在現(xiàn)場進行，隨著近年來虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展和其優(yōu)點的愈加明顯，也逐漸在安全培訓(xùn)中有所應(yīng)用。

為解決交通系統(tǒng)安全生產(chǎn)復(fù)雜、多變、危險條件下的崗位培訓(xùn)等方面的難題，英國研究了一種可提高施工區(qū)域危險識別和危險人員評定質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實（VR）系統(tǒng)。采用VR系統(tǒng)培訓(xùn)非常安全，且可視性強，使受訓(xùn)者身臨其境地去接觸、認知和處理各種災(zāi)變情況。如施工布局、高空作業(yè)和隧道環(huán)境等定型模擬均可隨意設(shè)定，而施工人員則可在虛擬的“施工現(xiàn)場”內(nèi)任意活動并做出重要決定。其決定效果的好壞均能立刻反饋于受訓(xùn)者。該系統(tǒng)主要包括運輸卡車災(zāi)害識別系統(tǒng)，安全檢查培訓(xùn)和安全事故培訓(xùn)系統(tǒng)。

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)培訓(xùn)的優(yōu)點

企業(yè)對參與者和培訓(xùn)者進行了觀察與研究，發(fā)現(xiàn)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境所帶來的培訓(xùn)效果比傳統(tǒng)方法要好得多，主要有以下幾個方面。

2.1使用簡單

虛擬現(xiàn)實技術(shù)為專門的應(yīng)急培訓(xùn)提供了一個很方便的場所。在設(shè)置和參加適當?shù)哪M現(xiàn)場方面，節(jié)省了時間和經(jīng)濟成本，培訓(xùn)者及其培訓(xùn)組不必去尋找與現(xiàn)實生活中環(huán)境或情況相似的物理環(huán)境，而是在短短的幾分鐘內(nèi)就可以走進對真實世界進行“復(fù)制”的虛擬環(huán)境中；沒有專門的設(shè)置，沒有延長旅行時間，沒有人身安全方面的風(fēng)險；無需將其他員工放假或關(guān)閉整個工廠，就能在“工作場所”進行培訓(xùn)；模擬的緊急情況可以很容易地加以重復(fù)——對于新學(xué)員來說，點擊一下按鈕就可以實現(xiàn)情景再現(xiàn)，而在現(xiàn)實世界中，重復(fù)設(shè)置一個模擬的安全生產(chǎn)環(huán)境，將會很費時間，且成本很高；可以輕松進入施工現(xiàn)場內(nèi)的很多地方，如隧道、橋梁等，一切工作只用幾秒鐘的時間或按一個按鈕。

2.2安全

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以幫助學(xué)員“安全”地接觸安全生產(chǎn)環(huán)境或緊急情況。在模擬現(xiàn)實生活中的緊急情況時，學(xué)員可以鍛煉在一定時間內(nèi)作出決策的技能，而人身安全卻沒有受到威脅。在模擬環(huán)境下，雖然與現(xiàn)實環(huán)境有相同的感官信號，但真正的“危險”卻不同，有助于學(xué)員做出相關(guān)決策。對于現(xiàn)實工作環(huán)境中可能遇到一些危險因素（如低能見度、不能進入的區(qū)域、設(shè)備的破壞等），學(xué)員可以提前做好思想準備。

2.3更強的真實感

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以拓寬學(xué)員的視野。虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了比培訓(xùn)教材更廣闊的視野。虛擬現(xiàn)實技術(shù)就像一個傳感器，拓展了一個人的視覺、聽覺和觸覺方面的能力，所接觸到的信息通常超出感官的日常范圍。例如學(xué)員能看到對現(xiàn)實工作中“高空不用安全帶”的模擬，從一個“正?！钡慕嵌瓤词鞘裁礃幼?，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以幫助他們從“上面”（平視）和“側(cè)面”（站在支護里面）看是什么樣子，對事故有一個更深入的了解。學(xué)員還可以看到事故后傷害后的情形。

2.4認知和行為改變

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是學(xué)員獲取、回憶信息并應(yīng)用于工作場所的一種新培訓(xùn)模式。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅可以提供一個極具成本效率、安全、方便易用和逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，它還被發(fā)現(xiàn)能對有效學(xué)習(xí)中的許多認知因素產(chǎn)生積極的影響，如空間意識、解決問題意識、危險感知等。一項研究發(fā)現(xiàn)，緊急情況發(fā)生時，一個在虛擬環(huán)境中接受過培訓(xùn)的應(yīng)急服務(wù)小組，能夠更好地駕馭真實的緊急環(huán)境。他們比那些沒有經(jīng)過虛擬環(huán)境培訓(xùn)的人員，在緊急情況下反應(yīng)更加快速而準確。這是虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)對學(xué)員認知方面的空間意識所帶來的影響。

美國在許多不同的領(lǐng)域進行的各種研究表明，虛擬現(xiàn)實是一個開展有效培訓(xùn)的理想環(huán)境?，F(xiàn)實世界中的各種問題可以呈現(xiàn)在虛擬環(huán)境中，可以幫助學(xué)員形成一些有效的記憶，如在某些工作場所活動或緊急情況下，如何有效地應(yīng)對各種突發(fā)事件。

3虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)效果

一般安全生產(chǎn)培訓(xùn)一般有3種形式：培訓(xùn)室講解、現(xiàn)場示范、虛擬現(xiàn)實場景參與。這三種培訓(xùn)方式所帶來的不同理念為：“告訴我，我可能會忘記”“演示給我看，我可能會記住”“讓我身臨其中，我可能會理解”。

不同的培訓(xùn)方式所帶來的效果是不同的。根據(jù)美國國家培訓(xùn)實驗室（NTL）的研究結(jié)果，通過講課的方式，學(xué)員的學(xué)習(xí)保持率只有5%；通過閱讀的方式，學(xué)員的學(xué)習(xí)保持率為10%；通過視聽的方式，則為20%；通過現(xiàn)場示范的方式，可達30%；通過小組討論的方式，為50%；通過變干邊學(xué)的培訓(xùn)方式，學(xué)員的學(xué)習(xí)保持率高達75%；通過教別人或立即運用學(xué)習(xí)到的新知識的方式，學(xué)員的學(xué)習(xí)保持率可高達90%。

研究發(fā)現(xiàn)，“虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)”是后2種培訓(xùn)方式的混合運用，效果顯著。通過將“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”融入安全生產(chǎn)救援培訓(xùn)，提高了學(xué)員互動交流的水平。這項新的技術(shù)，不僅提供了安全生產(chǎn)環(huán)境的視聽演示，同時提供了示范、討論和邊干邊學(xué)、教別人或立即運用新學(xué)到的知識的機會。根據(jù)美國的研究結(jié)果，視聽培訓(xùn)可以使學(xué)員的學(xué)習(xí)保有率達到20%。如果使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)只演示模擬的施工環(huán)境或安全生產(chǎn)任務(wù)，將不會充分發(fā)揮該項技術(shù)的潛能。因此，真正的價值在于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用方式。

4虛擬現(xiàn)實技術(shù)最新進展

第一代和第二代虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)系統(tǒng)都是利用預(yù)先編制的培訓(xùn)模塊對學(xué)員進行訓(xùn)練的，學(xué)員在虛擬環(huán)境中互動性較差。而第三代虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)系統(tǒng)則具有無可比擬的靈活性，完全可以讓學(xué)員能夠自由地與虛擬現(xiàn)實環(huán)境進行互動。經(jīng)過這樣的虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)，學(xué)員們會在“程序”當中發(fā)生微妙的變化，這是過去的重復(fù)訓(xùn)練所難以做到的。為了提高新施工人員的應(yīng)變能力和救援能力，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在今后的發(fā)展中需要變得更加復(fù)雜。

5虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展展望

隨著相關(guān)硬件、軟件成本的逐漸降低和技術(shù)方面不斷取得新的突破，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還應(yīng)用于安全生產(chǎn)設(shè)計和規(guī)劃、施工優(yōu)化模擬、地質(zhì)構(gòu)造模擬、水資源利用、環(huán)境保護、安全評價和危險評估、安全考核與研究等領(lǐng)域。

作者簡介：曲承佳（1978.01），男，漢族，浙江杭州，浙江省交通干部學(xué)校，講師。