基于虚拟现实技术的九江城市交通事故模拟系统设计

陈荣华

摘要：本篇目的在于研究基于虚拟现实技术设计适用于本市交通事故模拟系统的相关内容。在交通运输业快速发展的过程中，做好交通事故责任认定处理工作，是保障交通运输业平稳发展的关键，基于虚拟现实技术，分析设计交通事故模拟系统的需求，并能够重建交通事故现场三维模型，模拟分析交通事故发生情况，从而为处理交通事故、进行事故快速准确定责及交通信号灯优化设置提供数据资料。结果证实，应用虚拟现实技术设计交通事故模拟系统，不仅系统具有人机交互方便、效果显示逼真的优点，同时也可实现对局部的放大立体观测， 能够为分析交通事故尤其是视觉盲区提供更加精确的数据，为交通设施的设置发挥应用效益。结论表明，设计基于虚拟现实技术的交通事故模拟系统，可以作为优化红绿灯设置、预防交通事故发生、降低重大事故灾害的有效监测手段，具有重要开发意义。

关键词：事故模拟；虚拟现实；交通事故；系统设计；人机交互

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0224-02

在昌九一体化大发展思潮下，九江城市经济快速发展，市民生活水平显著提升，好大家庭都购买了自用车，为九江市交通运输业带来了发展机遇和重大挑战。若是发生重大交通事故，交管部门处理应变不及时，事故责任认定不准确的话，不仅会造成理赔困难，也会影响监管机构在市民心中的满意度，从而影响本市的平稳有序发展。对此亟待提升本市目前的交通事故责任认定技术，能够集合信息化管理、保险理赔程序、交通违法处理方式，利用快速发展的虚拟现实技术，优化设计交通事故模拟系统来处理相关交通事故，以便快速准确定责理赔，疏通交通线路，将事故危害降到最低，产生积极影响。

1 虚拟现实技术概念及其应用意义

虚拟现实，也就是Virtual Reality，简称VR，是由20世纪美国VPL公司Jaron Lanier提出的【1】。虚拟现实技术，综合虚拟技术、三维建模技术、计算机图像技术及网络技术的优势，并且能够通过整合应用这些技术，有效模拟创建出一个虚拟的现实世界，并可以为技术使用者提供一个在“视觉、听觉、触觉、导航”多方面的虚拟世界，使其可以漫游在这个世界中，获得身临其境的体验【2】，感同身受。

在交通事故模拟系统设计中，应用虚拟现实技术，输入交警现场勘测及目击者观测到的部分数据，可以将交通事故现场通过虚拟现实模拟出来【3】，为交通事故责任认定及快速理赔处理发挥积极应用意义。

2 需求分析

本文将会应用虚拟现实技术，优化设计交通事故模拟系统，模拟出虚拟的通用交通事故场景模块与危害场景模块，从而可以确保对现实事故现场进行虚拟仿真，还可以对现实世界中那些原本并不存在的事件进行仿真虚构，有助于优化交通事故应急预案流程的优势，也可以检验一个方案是否可行【4-6】，在模拟的实际应用场景中验证应急预案，并根据反馈进行优化，提升实际中处理交通事故的效率，在实际应用方面发挥积极的影响。并且，设计在虚拟现实技术下的交通事故模拟系统，必须具备良好的人机交互界面，能够提供精确的事故模拟数据，能够提升虚拟情景的真实感，使人犹如身临其境，使系统设计好之后达到“亦如人意”的效果，满足系统实际操作用户需求。

3 模拟系统设计

3.1总体结构设计

在虚拟现实技术下，设计开发交通事故模拟系统，系统可分为三层结构。如下图所示：

对于本次设计的交通事故模拟系统中，系统中三层结构的内容各不相同。

用户层：主要就是用户实际操作应用方面的内容，要有良好的人机交互性，可以通过操作系统、Web浏览器 、APP交互，实现用户对虚拟物体的操作性。

场景构建层：收集相关的文字、地图、数据、图片、声音、视频、照片等，能够基于几何模型以及图像的建模技术，预定义出各种不同的虚拟场景模型，构建系统内部资源配置环境。

虚拟世界层：调用场景模型，依据现场勘测和目击者提供的有效数据对模型进行修正，虚拟出交通事故现场场景。

3.2虚拟环境模型建立

在交通事故模拟系统设计中，应用虚拟现实技术，基于交通事故常见场景构建三维模型，应用纹理贴图方式，渲染仿真模拟出真实感高的虚拟现实立体境像模块资源，存入系统场景构建层，供使用者后期构建事故现场场景时直接调用，为快速还原事故现场场景提供有力帮助。

3.3事故模型建立

系统开发编程技术人员利用相关程序，设定出关于交通事故中“碰撞、翻滚、燃烧、爆炸及热浪气流”的特技效果，并可应用编程函数VegaAPI控制事故的发生时间、碰撞强度、翻滚高度距离、飞出的方向等。

3.4软件设计

在交通事故模拟系统设计中，能够根据现场监测视频、目击者汇报以及监测仪器的数据，将其转化成虚拟现实场景中交通事故产生的数据，从而划分出灾害的等级，制定出事故处理责任认定方案。系统软件开发流程如下图所示：

4 应用效益分析

4.1案例应用测试

利用以往交通事故案例，就可以应用设计模拟系统，进行事故模拟，能够有效结合虚拟现实中的动态纹理技术，真实模式表现出在事故中爆燃、冲击流、以及碰撞过程、油箱爆炸过程，从而可以有效监控模拟事故发生过程，从模拟系统中找出交通事故发生的具体原因，快速生成准确的事故责任认定书，并与已经开具的事故责任认定书进行比照，从而完善系统之不足，对系统进一步优化。

4.2效益分析

实践应用证实，可以应用虚拟现实技术，优化设计出针对交通事故的模拟系统，不仅能够通过虚拟现实再现出事故的发生过程，也有助于交通监管层通过应用这个系统去查找、分析发生事故的环境原因，从而进一步优化交通设施设置。该系统还具有人机交互方便、效果显示逼真的优点。基于虚拟现实技术，优化设计交通事故模拟系统，可以模拟事故的发生过程，为交通事故调查及责任认定提供参考。同时也可实现对道路交通枢纽立体化呈现， 能够为交通安全设施设置、交通路口优化提供更加精确的数据依据，发挥巨大的应用效益。

5 结论

综上所述，基于虚拟现实技术，优化设计交通事故模拟系统，可以缩短对于事故的处理时间，可以保证交通事故责任认定更准确，可以作为交通安全设施设置、交通路口优化方案提供境像依据，为预防交通事故发生、降低事故灾害产生积极效应。

参考文献：

[1] 赵国梁，余学义，满松，等.基于OpenGL的井下开采虚拟现实系统关键技术研究[J].煤炭工程，2010（8）：114-116

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[6] 李昊，陈凯，张晞，等.综采工作面虚拟现实监控系统设计[J].工矿自动化，2016（4）.