虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的應用探究

摘要：新技術(shù)不斷出現(xiàn)，為現(xiàn)代化消防戰(zhàn)訓的構(gòu)建帶來更多可能。在諸多現(xiàn)代化技術(shù)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）憑借自身強大的功能脫穎而出，成為現(xiàn)代消防智慧戰(zhàn)訓的有力技術(shù)支撐。聚焦虛擬現(xiàn)實技術(shù)，挖掘該技術(shù)在現(xiàn)代消防戰(zhàn)訓中的多元優(yōu)勢，解析其應用的具體場景并進一步展望未來發(fā)展，助力現(xiàn)代化智慧消防體系建設(shè)。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；消防智慧戰(zhàn)訓；模擬真實火災場景

中圖分類號：D631.6" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2024）07-0051-03

消防戰(zhàn)訓是現(xiàn)代智慧消防體系建設(shè)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)現(xiàn)代化高素質(zhì)消防人才的有力舉措。現(xiàn)代化技術(shù)為消防戰(zhàn)訓提供了更多的訓練場景及技術(shù)支持，尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR），其與消防戰(zhàn)訓的結(jié)合可模擬各種復雜的火災場景和救援環(huán)境，為消防人員提供逼真的實戰(zhàn)體驗，為消防戰(zhàn)訓帶來了前所未有的機遇。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以模擬出各種真實復雜的火災場景，讓消防人員在高度逼真的虛擬環(huán)境中進行實戰(zhàn)演練，既能提高應對各類火災事故的能力，也能降低訓練成本和風險，推動消防戰(zhàn)訓的革新與發(fā)展。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實（VR）即通過模擬真實環(huán)境，使用戶能夠沉浸在由計算機生成的三維虛擬世界中。VR技術(shù)基于計算機圖形學、人機交互、傳感器技術(shù)等多學科融合，通過頭戴式顯示器和手套等交互設(shè)備，為用戶帶來沉浸式體驗。在消防戰(zhàn)訓領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用可為消防員提供一個安全、高效、真實的訓練環(huán)境，在多種情景中發(fā)揮出獨特的價值[1]。當前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中已經(jīng)取得了顯著成效。例如，通過模擬真實的火災場景，消防員能夠在虛擬環(huán)境中進行實戰(zhàn)演練。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以用于消防設(shè)備操作與使用的培訓，如通過模擬消防設(shè)備的操作過程和使用場景，消防人員可以在虛擬環(huán)境中進行反復練習，從而熟悉設(shè)備的操作方法和使用技巧。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的優(yōu)勢

2.1" 提高訓練效率與實戰(zhàn)能力

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可顯著提高消防戰(zhàn)訓的效率與實戰(zhàn)能力。通過模擬真實火災場景，消防人員可以在虛擬環(huán)境中進行實戰(zhàn)演練，無需擔心實際火災帶來的風險。例如，通過模擬復雜環(huán)境下的救援路徑規(guī)劃，消防人員在短時間內(nèi)就能熟悉并掌握各種救援策略，大大提高了救援效率。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還允許消防人員反復進行模擬訓練，直至熟練掌握各項技能，從而在實際救援中更加從容應對各種復雜情況。

2.2" 降低訓練成本與風險

虛擬現(xiàn)實技術(shù)最顯著的優(yōu)勢之一便是降低消防戰(zhàn)訓的成本與風險。傳統(tǒng)的消防戰(zhàn)訓往往需要投入大量的人力、物力和財力，如搭建真實的火災場景、購買昂貴的消防設(shè)備等。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過模擬真實場景，不僅可以實現(xiàn)資源的重復利用和共享，還能為消防人員提供安全高效的訓練環(huán)境，極大地降低了訓練成本。此外，由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬各種復雜環(huán)境和危險情況，消防人員可以在安全的環(huán)境下進行低成本的實際訓練。

2.3" 突破時間與空間局限

虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢為消防戰(zhàn)訓帶來了突破時間與空間限制的革新。傳統(tǒng)的消防戰(zhàn)訓往往受限于場地、時間和資源，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)則能夠模擬出各種復雜的火災場景，讓消防人員在各種復雜的救援場景中進行實戰(zhàn)演練，如高層建筑火災、地下空間火災等。更重要的是，消防人員可以在任何時間、任何地點進行訓練，無需擔心天氣、場地等外部因素的干擾。突破時間與空間的限制，使得消防戰(zhàn)訓更加靈活高效。

2.4" 促進消防戰(zhàn)訓的個性化與差異化

消防戰(zhàn)訓的個性化與差異化是提升訓練效果的關(guān)鍵。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過其高度模擬和交互性，為消防戰(zhàn)訓提供了前所未有的個性化學習體驗。例如，通過數(shù)據(jù)分析，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對消防人員的訓練效果進行精準評估，如了解訓練情況、技能掌握程度以及存在問題，從而進行有針對性的指導和改進。同時，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以智能地調(diào)整訓練難度和場景，確保每位消防人員都能得到與其能力水平相匹配的個性化訓練。

2.5" 促進消防戰(zhàn)訓的資源共享與跨領(lǐng)域合作

通過構(gòu)建虛擬現(xiàn)實訓練平臺，不同地區(qū)的消防隊伍可以共享訓練資源和經(jīng)驗，實現(xiàn)優(yōu)勢互補和共同進步。同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以與其他領(lǐng)域的技術(shù)進行融合，如人工智能、大數(shù)據(jù)等，從而為消防戰(zhàn)訓提供更加智能化和自動化的支持。這種跨領(lǐng)域合作和資源共享的模式，不僅提高了消防戰(zhàn)訓的效率和質(zhì)量，還為消防事業(yè)的未來發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的應用場景

3.1" 模擬真實火災場景進行實戰(zhàn)演練

互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，消防戰(zhàn)訓的革新也在逐步深入。其中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入為實戰(zhàn)演練帶來了革命性變化。通過模擬真實火災場景進行實戰(zhàn)演練，不僅可以提高消防人員的應急反應能力，還極大地降低了訓練成本與風險。借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以構(gòu)建出高度逼真的火災現(xiàn)場，包括火勢蔓延、煙霧擴散、溫度升高等多種因素，使消防人員在虛擬環(huán)境中進行實戰(zhàn)操作。例如，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可成功模擬一座大型商業(yè)綜合體發(fā)生火災的場景。消防人員通過佩戴虛擬現(xiàn)實頭盔和手套，身臨其境地參與到滅火救援中。在此過程中，他們需要根據(jù)火勢和煙霧的擴散情況迅速判斷火源位置，然后選擇合適的滅火器材和戰(zhàn)術(shù)進行撲救。同時，他們還需要與隊友進行緊密配合，確保救援行動的高效和安全。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能提供豐富的數(shù)據(jù)支持，包括火勢蔓延速度、煙霧濃度、溫度分布等，為消防人員提供全面的信息支持。

3.2" 復雜環(huán)境下的救援路徑規(guī)劃

在復雜救援環(huán)境下，救援路徑的規(guī)劃與模擬是消防訓練中不可或缺的一環(huán)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢，為消防人員在復雜環(huán)境中進行高效、安全的路徑規(guī)劃。借助該技術(shù)，消防人員可以置身于高度逼真的模擬環(huán)境中，面對各種復雜的救援場景。如模擬森林火災現(xiàn)場，消防人員需要快速分析火勢蔓延趨勢、地形地貌以及潛在的風險因素，從而制定出最優(yōu)的救援路徑。這種模擬訓練不僅可以幫助消防人員熟悉各種復雜環(huán)境，還能提高他們在緊急情況下的決策能力和應變能力。基于新時期消防救援工作的以人為本與時間第一原則[2]，在模擬訓練中，消防人員可以反復嘗試不同的路徑規(guī)劃方案，合理規(guī)劃資源分配，在最佳的救援時間里找到最優(yōu)方案，從而降低實際救援中的風險[3]。

3.3" 消防設(shè)備操作與使用的虛擬培訓

消防戰(zhàn)訓的革新離不開虛擬現(xiàn)實技術(shù)的深度應用。在消防設(shè)備操作與使用的虛擬培訓方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的潛力。通過構(gòu)建高度逼真的虛擬環(huán)境，消防人員可以在無風險的情況下反復練習各種消防設(shè)備的操作，既能迅速掌握相關(guān)技能，也能降低操作失誤率以及因操作不當導致的風險。例如，在模擬各種復雜的火災場景過程中，可讓消防人員在虛擬環(huán)境中進行消防設(shè)備的操作訓練。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以根據(jù)消防人員的不同需求、不同水平提供個性化的培訓方案。例如，通過智能分析系統(tǒng)，系統(tǒng)可以根據(jù)消防人員的操作表現(xiàn)自動調(diào)整訓練內(nèi)容與難度，確保每位消防人員都能得到最適合自己的訓練。

3.4" 應急疏散與自救互救的模擬訓練

消防戰(zhàn)訓的革新不僅體現(xiàn)在技術(shù)的升級，更在于對實戰(zhàn)能力的全面提升。其中，應急疏散與自救互救的模擬訓練是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的重要應用場景之一。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以讓消防人員在模擬的復雜火災場景中進行應急疏散和自救互救演練。例如，在大型商業(yè)綜合體火災模擬演練中，消防人員可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬火勢蔓延、煙霧擴散等真實場景，進而完成疏散被困人員、自救互救等任務(wù)。當然，應急疏散與自救互救同樣可以實現(xiàn)個性化模擬訓練，有助于增強消防指戰(zhàn)員的自信心與緊急應對能力。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的未來展望

4.1" 技術(shù)成熟度與穩(wěn)定性的提升

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的未來應用，技術(shù)成熟度與穩(wěn)定性是其能否廣泛推廣和深入應用的關(guān)鍵。當然，技術(shù)成熟度與穩(wěn)定性的提升并非一蹴而就，需要不斷地研發(fā)、測試和優(yōu)化。在數(shù)字技術(shù)賦能下，眾多科研機構(gòu)和企業(yè)紛紛投入資金，致力于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。當前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化應用，其中不乏在消防戰(zhàn)訓領(lǐng)域取得顯著成效的案例。例如，各科技公司開發(fā)的消防模擬訓練系統(tǒng)，通過高度逼真的虛擬場景和先進的交互技術(shù)，使消防人員能夠在虛擬環(huán)境中進行實戰(zhàn)演練，充分體現(xiàn)了技術(shù)成熟度與穩(wěn)定性提升對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中應用的推動作用。當然，技術(shù)成熟度與穩(wěn)定性的提升不僅體現(xiàn)在硬件設(shè)備的性能上，更在于軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和易用性。在5G網(wǎng)絡(luò)的普及下，物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等技術(shù)進入新的發(fā)展快車道，使虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到了顯著提升，從而使消防人員在使用過程中能夠更加放心和安心。當然，在實際演練中消防指戰(zhàn)員要快速檢查技術(shù)系統(tǒng)以及消防救援車輛和設(shè)備的完好性，確保其安全性和可靠性[4]。

4.2" 數(shù)據(jù)安全與隱私保護的強化

在互聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)安全與隱私保護問題愈發(fā)重要。在消防戰(zhàn)訓過程中，必然會涉及大量的模擬數(shù)據(jù)、訓練記錄以及消防人員的個人信息，這些數(shù)據(jù)的安全與否直接關(guān)系到消防戰(zhàn)訓的順利進行和消防人員的隱私權(quán)益。一方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的數(shù)據(jù)安全是確保消防戰(zhàn)訓有效進行的基礎(chǔ)。在模擬真實火災場景進行實戰(zhàn)演練時，系統(tǒng)需要處理大量的實時數(shù)據(jù)，包括火勢蔓延情況、消防設(shè)備使用情況等。若這些數(shù)據(jù)被非法獲取或篡改，不僅會影響訓練效果，還可能對實際救援工作造成誤導。因此，加強數(shù)據(jù)加密、訪問控制等安全措施至關(guān)重要。另一方面，隱私保護是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中必須重視的問題。消防人員的個人信息、訓練成績等敏感數(shù)據(jù)需要得到妥善保護，一旦泄露，不僅可能侵犯消防人員的隱私權(quán)，還可能影響他們的職業(yè)發(fā)展和心理健康。為此，應建立完善的隱私保護機制，如匿名化處理、訪問權(quán)限控制等，確保數(shù)據(jù)在收集、存儲、傳輸、使用過程中的安全性。

4.3" 虛擬現(xiàn)實設(shè)備的普及與推廣

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及與推廣對消防戰(zhàn)訓的革新具有舉足輕重的意義。精良的消防救援裝備是消防救援人員生命安全和戰(zhàn)斗力的重要保證[5]。當前，虛擬現(xiàn)實設(shè)備正逐步從專業(yè)領(lǐng)域走向大眾市場，為消防戰(zhàn)訓領(lǐng)域帶來了前所未有的機遇。對各地區(qū)的消防部門而言，要根據(jù)智慧城市建設(shè)的要求，加快引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，采購先進的虛擬現(xiàn)實設(shè)備和開發(fā)相應的訓練軟件，以實現(xiàn)消防戰(zhàn)訓的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。當然，虛擬現(xiàn)實設(shè)備的普及與推廣仍面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，設(shè)備成本仍然較高，對于一些經(jīng)濟相對欠發(fā)達的地區(qū)來說，難以承擔大規(guī)模采購的費用。另一方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用需要一定的專業(yè)知識和技能，消防人員需要接受相應的培訓才能熟練掌握。此外，虛擬現(xiàn)實設(shè)備的維護和更新也需要一定的投入。為克服這些挑戰(zhàn)，政府和企業(yè)需共同努力，其中，政府采取定向補貼與稅收優(yōu)惠等政策，激勵虛擬現(xiàn)實設(shè)備制造企業(yè)降低成本，同時設(shè)立專項基金支持消防機構(gòu)采購；企業(yè)通過加強技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)，提高虛擬現(xiàn)實設(shè)備的質(zhì)量和性能，降低使用門檻。此外，還可以通過開展宣傳教育活動，提高公眾對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的認識和了解，為消防戰(zhàn)訓的革新營造良好的社會氛圍。

5 結(jié)束語

在互聯(lián)網(wǎng)時代，技術(shù)創(chuàng)新是推動消防戰(zhàn)訓革新的關(guān)鍵動力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的應用極大提升了訓練效率與實戰(zhàn)能力。同時，隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)得以進一步突破，為消防戰(zhàn)訓帶來了更多可能。以5G技術(shù)為例，其高速率、低延遲的特性為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在消防戰(zhàn)訓中的應用提供了強有力的支持。通過5G網(wǎng)絡(luò)，消防人員可以實時接入虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)，進行遠程和實時的模擬演練，不僅突破了傳統(tǒng)訓練模式的時空限制，還使得訓練場景更加真實生動。

參考文獻

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