VR虚拟系统在施工管理中的应用

李强，吴曜曜，杜高民

VR虚拟系统在施工管理中的应用

李强，吴曜曜，杜高民

（国网山西送变电工程有限公司，山西 太原 030006）

随着中国特高压工程建设任务增加，施工安全带来的风险也随之增加。特高压换流站不同于常规变电工程，尤其是近年来柔性直流电网的建设，有着施工单位多、施工人员数量大、施工作业复杂等特点，在现有安全教育培训资源下很难做到面面俱到，给工程现场安全管理带来了巨大压力。施工单位常常因为怕耽误时间导致部分安全教育培训记录流于形式，甚至存在伪造现象，造成施工现场个人违章时有发生，为现场安全管理带来很大风险。通过VR虚拟系统的应用，使员工安全意识得到提高，公司效益进一步增加。

施工管理；VR虚拟系统；违章率；安全教育培训

据分析，95%的安全事故都是由违章造成的，违章是事故发生的导火索，因此，降低施工人员的违章率是工程安全稳健建设的根本。违章作业破坏了企业安全生产管理的规章制度，影响了企业生产经营的正常秩序，而且极易发生工伤事故，带来人身伤害和财产损失，甚至付出生命，造成严重的社会影响，破坏了企业形象。传统的安全教育培训通常采用视频、宣讲、考试等方式，培训内容以传达为主，施工人员信息反馈欠缺，容易产生消极应付心理，所以可以考虑运用VR等科技手段让施工人员身临其境地感受违章的危害，从而养成规范作业的习惯。

1 主要用途

对于VR的应用，在国内电网柔性直流工程项目中，属于富有特色，系统化、全面性的研究。参照和吸取以往换流站工程安全教育培训模式，结合科技手段实现智能化、信息化的安全管控手段，进一步提升安全管理效果，保障施工作业人员安全。

结合国网直流公司面临的大规模直流工程建设项目的开展，探索和形成较为全面、规范的施工安全教育培训系统，以此降低工程现场施工人员个人违章行为发生的频率。

2 VR虚拟系统的搭建

VR虚拟系统是将现场安全教育培训与虚拟现实技术相结合，建立起一个集视觉、听觉、体感、交互于一体的安全作业体验馆，主要组成平台包括综合用电体验区、安全带使用体验区、安全帽撞击体验区、钢丝绳使用方法教学平台、安全视频监控系统。通过构筑具有强烈真实感和沉浸感的事故、高风险作业、紧急事件场景等，让施工人员在身临其境的体验中获得安全教育知识。在体验馆中，一线作业人员可以将所有可能发生的安全事故以及工作中必备的技能、应急知识都真真实实地体验一次。与传统的“读规章制度、看事故视频、签名”老三样相比，VR安全体验馆更生动有趣，更具有包容性，真正使施工人员“亲身”经历工程建设施工中各种安全事故，让安全生产观念深入人心。

VR虚拟系统的搭建如图1所示。

图1 VR虚拟系统的搭建

安全教育培训室中配备用于系统开发及运行的服务器、VR定位舞台、VR虚拟眼镜、VR手持遥控。服务器将编辑好的软件展示在大屏幕上，可使观看者和体验者同时接受安全教育；VR定位舞台精确校正体验者位置，模拟出最真实的安全事故现场；安全体验室内共设置5套VR眼镜及操作手柄，可使体验者从视觉、触觉、听觉共同感受安全事故带来的严重后果，代入感强烈；同时配置有安规题库，施工人员在虚拟体验结束后再进行考核，加深印象，安全教育作用显著。

VR安全体验可无限模拟各类安全事故场景：传统安全体验设施简单，对于重大安全事故如基坑坍塌、吊装机械倾覆等无法用金钱量化出来；丰宁换流站VR交互式设备平台搭设费用约8万元，通过建模及渲染，可模拟各种风险及安全事故，其经济成本节约量不言而喻。

3 VR虚拟系统的应用

通过综合用电电气体验项目，模拟施工现场常见的过电流、漏电等用电事故，培训体验者有效应对施工现场临时用电引起的火灾及人员触电事故。将触电急救措施融合于体验教育活动中，增强施工现场触电事故的应急处置能力，减少触电伤亡事故。

综合用电体验房如图2所示。

图2 综合用电体验房

搭建安全带使用体验平台，正确穿好安全带后，高挂低用。使施工人员在上升和下落的过程中体验不同恐怖感受和不良感受，从而认识到正确使用安全带的重要性，达到安全教育培训的目的。

通过搭建安全帽撞击体验平台，让施工人员熟知安全帽的正确佩戴方法以及佩戴安全帽的重要性和必要性，体验佩戴安全帽对物体打击所减轻的效果。先根据体验人的身高选择体验位置，让体验者站在指定的位置（不可抬头朝上看），在这个特殊的环境里，体验在真实或想象的危险中的不安不良状态；用不经意的约3 kg的撞击力，让每个人深刻感受到安全帽被撞击的力量，感受到一种强烈而压抑的情感状态，其表现为神经高度紧张，内心充满害怕，注意力无法集中，脑子里一片空白，不能正确判断或控制自己的举止，变得容易冲动等，认识到不戴安全帽带来的极大危害，从而养成正确戴安全帽的好习惯。

安全帽撞击体验设施如图3所示。

通过搭建一个全面的学习教育平台，展示钢丝绳几种常见的错误使用方法和正确的处理方法，让施工人员掌握钢丝绳错误使用带来的危害，顺便拓展展示钢丝绳报废标准，使施工人员充分了解钢丝绳的注意事项和钢丝绳断丝后的正确处理办法。

钢丝绳使用方法宣传栏如图4所示。

在重要的安全隐患区域设置视频监控系统，利用网络技术将安装在施工区域内的施工人员视频、音频等监控系统连接起来，通过中控电脑的处理将有用信息保存并发送到项目部安全员终端电脑上，当安全员发现施工人员违章作业时，运用对讲机联系现场班组指挥员，实现违规作业的及时制止，有效降低现场施工人员个人违章的发生率。

视频监控系统如图5所示。

图3 安全帽撞击体验设施

图4 钢丝绳使用方法宣传栏

图5 视频监控系统

4 推广应用前景

随着中国经济的快速发展，电力行业也处于高速发展的阶段，特高压工程成为电力建设行业的重要组成部分，安全问题是工程建设的管控重点。随着VR虚拟平台的应用，在安全意识、问题意识、团队合作意识、改进意识、个人能力等各个方面，公司员工的安全意识得到了极大提高，提升了公司队伍的整体水平和安全意识。同时，满足了特高压变电站建设的要求，实现了经济效益与社会效益的统一。

F426.92

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.02.045

2095－6835（2020）02－0116－02

〔编辑：张思楠〕