安全生产工作的虚拟现实技术应用研究

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1 引言

在建筑施工、危险化学品、矿山、冶金等具有高危生产特点的行业中，需要通过安全工程的开展来保证安全生产，同时对确保社会稳定也起到推动作用。但是针对目前不断增加的各类安全生产工程以及在此工程开展中不断涌现的安全事故问题，需要提高对安全工程的重视，并且将安全工程与现代化的虚拟现实技术等先进技术进行结合，通过确保安全生产过程的安全性来提升安全工程的稳定性，并且起到提升安全工程的整体水平以及推动此行业健康发展的作用。

2 虚拟现实技术概述

虚拟现实技术也就是我们常说的VR技术，是一种结合了先进的网络技术、显示技术、视听技术以及三维模拟技术等技术的高新技术类型，表现出具有交互性、沉浸性以及构思性等特点。通过此技能够用于操作者来模拟控制系统环境中的各种安全风险和事故，通过此功能的应用来让操作者体验安全事故的发生和处理过程，通过模拟来学习和掌握安全事故的预防以及应急处理措施，实现操作人员事故应急处理能力的提升，从而有效提升生产过程的安全性。此外，此技术还表现出较强的模拟性，目前在建筑施工、矿山、危险化学品、爆花爆竹以及工商贸企业等行业领域中广泛应用，实现了各行业中安全生产水平的提升。

3 虚拟现实技术的安全生产系统构成

目前应用于安全生产系统中的虚拟现实技术系统主要的构成部分有效果发生器、实景仿真器、应用系统以及几何构造系统等。其中的效果发生器是起到接口的作用，用于连接虚拟环境和人，可以输出生产中的虚拟现实环境，实景仿真器则是此系统中的关键组成部分，主要的作用就是接收或发送上述效果发生器产生的信号。软件部分组成了应用系统，包括主要是起到具体描述虚拟出来内容的作用。集合构造系统则主要是描述所仿真对象的物理层面的作用，主要就是描述仿真对象的颜色、外观以及位置和形状等内容。

4 虚拟现实技术在安全生产中的应用

4.1 在安全预防分析中的应用 将此技术应用于安全生产中的安全预防中是比较关键的应用，这主要由于在不同的生产领域中存在不同的安全事故，因此应用此技术时所需要模拟和描述的对象也会有所不同。按照《企业职工伤亡事故分类标准》(GB 6441-86)规定，通常在矿山行业中则需要对火灾、瓦斯爆炸、粉尘爆炸以及冒顶等事故进行模拟；在危险化学品行业需要对爆炸、中毒窒息、灼烫等事故进行模拟。通过此技术的应用来模拟上述各类安全事故的发生场景，在对此类安全事故的发生过程以及存在大问题进行明确之后，结合分析结果来对相应的事故预防方案进行设定，然后在上述方案的基础上开展虚拟工作，起到明确实际的安全预防效果以及不断完善和改进预防效果等作用。

4.2 在安全事故分析中的应用 在生产过程中安全事故是不可避免会发生的，但是在事故发生之后不能推卸事故责任或者掩盖事实，而是需要正确面对安全事故，吸取其中的教训，避免同类事故的再次发生。按照海因里希法则，每一起严重的事故背后，必然有29起较轻微事故和300起未遂先兆，以及1000起事故隐患相随。为此，通过虚拟现实技术的应用则可以对已经发生安全事故、较轻微事故和事故隐患进行现场还原，再现整个安全事故的发生过程，起到明确事故起源、掌握事故整个过程以及了解事故造成结果的作用。此外，通过此技术还可以在对上述事故进行仿真的同时，对事故安全模型进行建立，从而在此基础上总结出此安全事故的发生和变化规律，寻找事故发生过程中的关键点，基于此来进行事故处理方案的制定，便于对事故进行快速解决以及对事故造成的危害起到有效控制。

4.3 在安全生产风险分级管控和隐患排查治理的应用 生产经营单位应当建立健全安全生产风险分级管控制度，明确风险点排查、风险评价、风险等级和确保风险管控措施的程序、方法和标准等内容，针对企业研判的风险，组织人员开展事故隐患排查，并对排查的事故隐患，按照事故隐患的等级进行登记建档。为此，可以利用联机模拟VAR系统，遵循“大小适中、便于分类、功能独立、易于管理、范围清晰”的原则，对风险点进行划分，确保可操作性和实用性。可以充分利用虚拟现实技术来对风险点进行模拟，模拟风险一旦失控，造成事故隐患，带来的伤害程度，从而造成风险点的危害程度，是否构成较大风险，从而使各类风险处于可控状态，有效遏制和减少生产安全事故发生。

4.4 在安全生产人员培训中的应用 生产经营单位要严格落实安全生产主体责任，加强对员工的安全教育培训。综合分析事故发生原因，从业人员安全素质低下，违章操作、违章劳动纪律、应急能力缺乏是事故发生的主要原因。可以应用虚拟现实技术来对生产人员进行培训，结合安全生产的具体要求来对安全事故场景进行模拟，在应用相应穿戴设备的同时，让安全生产人员可以融入到虚拟的场景之中，切实体验生产事故带来的伤害。通过系统联机的方式来对安全生产人员开展交互培训工作，让不同安全生产人员处于同一个事故场景中，起到锻炼生产人员团队合作能力的作用。

4.5 在应急管理中的应用 在安全生产中解决安全事项时容易出现疏漏的问题而导致安全风险的出现，通过虚拟现实技术的应用来虚拟仿真模拟事故的整体过程和应急救援中存在问题，保证安全事项的有效落实以及达到预期效果。通常在建筑行业中开展安全生产时可以通过此技术来模拟风险等级以及事故应急处理等，或者在工矿商企业模拟人员疏散、火灾以及有毒气体泄露等事项的流程，根据模拟情况对应急预案进行修订确保符合实际。

5 结束语

安全生产工作是关系国计民生的大事，目前我国人工智能技术在快速发展的同时，虚拟显示技术得以迅猛发展并且在各个行业和领域中广泛应用，而且表现出显著的优势，通过虚拟现实技术在安全预防分析、安全事项解决、安全事故分析、安全教育培训以及风险分级管控和隐患排查治理体系的应用，可以更好地与安全生产进行结合，实现安全工作水平的提升以及安全事故概率和危害的降低，推进安全工程的不断进步。