虚拟现实技术在消防监督中的应用

苏亿

摘要：对“虚拟现实+防火监督”融合的可行性进行探索分析，从目前消防監督工作存在的难点入手，重点探讨如何利用虚拟现实技术的“沉浸式”体验、实时互动性、定制化更新以及多平台应用等优势，全方位改进传统的消防监督业务培训模式。通过制作三维可视化的模拟仿真执法训练环境，打破线下培训的时空限制，增强线上培训的操作体验，给消防监督执法人员赋能，大幅降低业务培训的时间成本，不断提升消防监督工作的执法质效，缓解基层执法人员数量不足的现实瓶颈性问题。

关键词：虚拟现实；消防监督；培训

消防监督在社会经济发展中是一项重要的工作，涉及广大人民群众的生命财产安全和社会公共安全，是消防工作“预防为主，防消结合”方针的重要组成部分。长期以来，消防监督执法的核心难点问题就是执法人员的编制数量难以匹配快速发展的城市规模。而人员编制问题不是一时能解决的。可以通过“虚拟现实+防火监督”的融合应用，借助科技手段进一步挖掘监督员个体潜力，不断提高其业务能力，进而用执法效率换取更多的执法时间。以下将从三个方面具体分析可行性。

1 消防监督工作的难点

1.1  专业要求高，全面掌握难度大

消防监督工作的专业知识体系可分为两大类，一是法律法规；二是标准规范。

第一，消防监督工作属于行政执法范畴。消防监督员必须熟悉掌握《中华人民共和国消防法》《中华人民共和国行政处罚法》《消防监督检查规定》《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》《中华人民共和国消防条例》等数百部法律法规、部门规章、政府规章以及每年不断更新出台的规范性文件。掌握法律法规体系相关基础内容，及时领会并严格执行上级文件要求，是消防监督执法工作的“基本功”。

第二，消防监督员必须具备发现火灾隐患的能力。在监督检查工作中及时全面地排查出火灾隐患，对监督员专业水平要求非常高。一是检查场所涉及的范围十分广泛，横跨民用到工业的各行各业，覆盖街头商铺到城市大型综合体等各类建筑规模，包含地铁、车站、民航等交通枢纽。每个类别的场所都有不尽相同的防火设计要求，如耐火等级、防火分区、安全疏散及消防设施等。二是检查涉及的专业领域跨度非常大，涵盖了建设工程领域的众多专业分类，如建筑、给水、暖通、电气、设备安装、施工调试以及维护管理等，每个专业又有数量众多的国家消防技术标准、地方标准、相关行业标准和规范性文件。

综上，一名新晋消防监督员必须花费大量的时间和精力，持续学习相关的业务知识，才能做好本职工作。若要成为高效的优秀监督员，更需要不断坚持深入学习，积累丰富的工作经验。

1.2  办案周期长，执法程序不容有误

消防监督员对违反消防安全的违法行为，根据《中华人民共和国消防法》相关条款，依法办理消防行政处罚案件。一般程序由立案、调查取证、告知、听取申辩和质证、决定等阶段构成。办理案件的周期根据调查取证的难易程度和罚款缴纳情况而不等，短则一周，长则数月。如案件牵涉多产权、经济纠纷等社会性复杂问题，又将延长办案周期。

执法程序是依法治国和法治社会的重要组成部分。有一些执法程序错误导致消防救援机构在行政诉讼中败诉的案例，消防监督员必须要从中吸取经验教训，这也充分说明了执法程序的重要性和严肃性。消防监督执法经过多年的规范化建设，已形成了严格的执法程序，在办案过程中除了要正确执行相关法条，还要特别注重各个环节的细节要求，如送达周期、签字日期等。否则，在当事人行政复议或行政诉讼过程中，办案人员将会非常被动。

1.3  监管单位多，防火检查存在遗漏

消防改制转隶后，消防监督检查实行“双随机、一公开”制度，但往往辖区内的监管单位数量和监督员数量的比例是严重失衡的。监管单位总数达到千级是很正常的情况，而对应监督员的数量平均就是十几个。按照《消防监督检查管理规定》有关检查的内容和项目要求，一般规模单位的检查时间至少需要半天至一天，除此之外监督员还要完成各类消防安全勤务工作、参与当地政府组织的联合检查及参加日常会议等。所以，在年内要完成对辖区内所有监管单位的现场检查是不切实际的。

消防监督员属于公职人员，一味增加人员编制去匹配城市规模的发展速度同样也是不现实的。如何破解这个难题，需要大胆探索新方法、新路径。其中，提升检查效率是一个有效的缓解手段。同样的场所，业务能力越强的监督员检查效率就越高，能在同样的时间周期内检查更多的单位。

1.4  重大隐患棘手，解决过程普遍耗时

依据国家标准GB 35181—2017《重大火灾隐患判定方法》，全国各地消防救援机构每年都会挂牌督办一批重大火灾隐患单位，要求在尽可能短的时间内消除重大火灾隐患，为社会经济发展营造良好的消防安全环境[1]。重大火灾隐患的形成往往包括历史遗留、违章建设、经济纠纷、多产权管理等棘手问题，整改难度之大，整改周期之长，不是一般业务水平的监督员能够胜任的。除了强有力的沟通协调和组织能力外，最基础也是最核心的能力要求就是要有较高的综合业务水平。因为消除重大火灾隐患，既要解决其中的疑难复杂技术问题，也要抽丝剥茧般地理顺各方责任，这些是建立在业务能力和工作经验基础上的，需要监督员对国家消防法律法规和技术标准规范有更深刻的认识，具备综合性的应用能力，才能合理组织调配人力、物力、财力解决问题，优化解决路径，达到在最短时间内消除重大火灾隐患的目的。

2 虚拟现实技术的应用形式

2.1  虚拟现实VR（Virtual Reality）

VR技术简单来说就是利用计算机根据现实情况模拟形成一个三维虚拟空间，使用者如同身临其境，通过各类可穿戴设备和传感器，实现人的视觉、听觉、触觉等与虚拟世界产生交互作用。VR技术是继多媒体技术、网络虚拟技术之后又一被广泛研究开发应用的新兴技术。

2.2  增强现实技术AR（Augmented Reality）

AR技术是指实时的直接或间接的物理现实环境视图，通过计算机生成的感官输入（如声音、视频、图形或GPS数据）增强或补充其视图内的元素，即基于现实环境，利用计算机图形技术和硬件设备的结合实时地增强扩展现实的内容。手机和平板电脑是目前最常见的AR设备，通过设备摄像头，应用将虚拟的数字内容导入真实环境，同时流行的AR设备还有头戴设备。

2.3  混合现实技术MR（Mixed Reality）

MR技术是虚拟现实技术的进一步发展，是指真实和虚拟世界融合后产生的新的可视化环境，在该环境下真实实体和数据实体共存，同时能实时交互，也就是说将“图像”置入了现实空间，同时这些“图像”能在一定程度上与我们所熟悉的实物交互。MR的关键特征就是合成物体和现实物体能够实时交互。该技术通过在现实环境中引入虚拟场景元素信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。

3 利用虚拟现实技术强化消防监督工作

3.1  打破时空限制，随时沉浸式学习训练

目前消防监督员的培训方式有集中培训、视频培训、实地讲解等几种形式，均是较为传统的培训模式，其优点是在较短的时间内能取得良好的培训效果，然而缺点也很明显，即需要约定时间，组织人员，协调师资，无一不受时空所限。视频培训学习时间较为灵活，但“大而全”的专题学时冗长，学习体验枯燥乏味。若采用虚拟现实技术开发的软硬件“一体化”教学平台或手机、平板、电脑用户端的线上线下游戏化培训应用，则可以打破时空限制，随时随地进行沉浸式学习，而且增加了互动操作体验，具有游戏化的趣味性，全方面提升监督员学习的主动性和培训的效果。近几年虚拟现实技术加速发展，一大批优秀的应用程序将会涌现在教育培训领域。

利用虚拟现实技术，制作优质的数字化三维仿真的教学内容，并与可穿戴设备及传感器形成“一体化”教学平台，将其设置在监督员工作单位的固定场所，既可开展集中培训，也能使个人利用零散时间进行自学体验。此外，得益于虚拟现实技术的跨平台属性，教学内容还可以制作成应用程序，扩展安装在台式电脑、平板电脑及个人手机上。有别于传统的视频教学模式，虚拟现实应用程序可按照游戏开发的模式，将教学内容设计成“闯关”“解密”“漫游”等游戏架构，把超长学时的枯燥的“大部头”学习视频转化为游戏模式，监督员将更有兴趣随时操作体验学习，在三维可视化的互动体验中，势必会增强学习的自觉性和积极性。这种寓教于乐、形式灵活、无缝衔接的学习训练方式将会是传统教学模式的一个强有力的补充，可以最大限度地让每名监督员利用好碎片时间，主动产生学习兴趣，不断提高专业技能水平。

3.2  仿真各类场所，缩短经验积累时间成本

消防监督检查的场所涉及各行各业，监督员对辖区内场所较为熟悉，但没有更多的时间去了解学习其他行业的情况。如主城区一般没有大型石油化工企业，偏远县城一般没有大型综合体，棉花、酿酒、电子产品等行业也具有很强的地域性。而消防监督员每年都有可能存在岗位调整的情况，新的工作环境必然需要了解熟悉新的类型场所，导致其又需要耗费大量的时间和精力。利用虚拟现实技术可以将各类场所用三维仿真建模的方式呈现在“一体化”学习平台或者个人电脑端、手机端，并且场所类型还可以根据需求不断进行扩充更新。如大型综合体、高层地下、医院学校、车站码头、石油化工、加油站等场景，均可以制作写实的三维场景，并在场景中增加可互动提示，按点位和层级扩展相关专业知识点，将法律法规或国家标准以数字化方式呈现在用户互动体验中。这样就可以实现消防监督员足不出户即可学习了解到检查场所的火灾危险性、建筑特点、疏散形式、消防设施以及工艺流程、重大危险源等。一家普通规模的单位的监督检查最少需要花费半天时间，利用虚拟现实技术可在同样的半天内学习体验并模拟实践多种场所的检查内容和执法流程，实现事半功倍的培训效果，大大缩短一名监督员提高业务水平和執法能力的时间。

3.3  模拟执法案件，减少执法程序出错率

虚拟现实技术已经在公安、检察院、法院等部门展开初步应用。将一些典型案例拆解为若干步骤并严格按照执法程序要求环环相扣，再将有关场景使用三维建模技术进行虚拟仿真，让执法人员使用穿戴设备，进入虚拟现实执法场景，使用体感交互设备，在虚拟场景中沉浸式模拟执法，若未按流程正确执法则不能进入下一环节或经提示进行正确操作。虚拟仿真的训考模式可以让实习生和初级执法人员在不断试错中快速掌握正确的执法流程，从而降低在实践工作中的失误概率。

同样，可以根据培训达标要求对典型案件进行梳理解构，分类制作成三维可视化的、情景交互式的模拟仿真办案场景。从发现消防违法行为到立案调查，再到处罚、责令改正等，只有正确完成上一步骤，才能进入下一环节。还可根据使用者的业务能力水平调整训练难易程度，如简单模式可提供内容提示，较难模式则对应现实达标考试要求。

在模拟办案的应用场景中，虚拟现实技术最大的优点就是可将试错成本降低为零。监督员通过反复训练，可在短期内学习掌握最基础且核心的执法要求，对办案流程、执法程序越来越熟悉，还可以将典型案件根据以往办案经验，派生出各种“变体”，灵活性非常高，可以提高模拟仿真的随机性和复杂性，从而大力提升执法实践工作的质效。

3.4  定制综合训练，提升执法质量和效率

以上列举的应用场景还仅仅是消防监督执法结合虚拟现实技术进行模拟仿真训练的初步探索，更为高阶、高效的方式则是实现按需定制的综合训练模式，且可以不断根据需求更新迭代培训内容。

在监督执法过程中，有时会遇到较为复杂的工作任务，如重大火灾隐患的整改，涉及消防法律法规、技术标准、调查取证、组织协调等，综合性很强。此外，较为少见的消防系统检查测试，如地铁、隧道、飞机库等场所设置的消防设施，甚至是检查测试存在较大安全风险的场所，如特高压变电站、换流站等。以上均可利用虚拟现实技术实现特殊场景定制化制作，在典型场景中增加复杂度，拓展相关内容，预留远期目标。

以重大火災隐患整改工作的全流程为例，可以定制化的设定不同类型场所，将整改难度对应设定为一般、较难、困难等级。监督员每次进入某一场景中，会随机生成不同的重大火灾隐患条目。监督员首先要通过穿戴设备或移动鼠标、触屏，查找场景中存在的隐患，然后进行下一步执法程序的操作。对客观性较强的环节可以在虚拟现实训练中相对固化，如立案、送达等。对存在较多可能性的环节，如调查取证、多产权、经济纠纷等现实问题，可通过逻辑编程，将其转化为主线任务和支线任务，提升训考平台的复杂度和难度。在使用后，用户还可以向制作方反馈相关问题和下一步更新需求，从而不断提高平台的可操作性和仿真度。

其他特殊场所如需增加安全风险提示、演示或者特殊消防设施的内部结构拆解以及展示隐蔽工程的施工方法等，均可通过需求定制化的实现。

4 结语

虚拟现实技术是新一代信息技术的重要前沿方向。2022年10月28日，国家五部委印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）》，其中的重点任务之一就是要加速多行业多场景应用落地，即“虚拟现实+相关行业”[2]。相信在不久的将来，虚拟现实技术能对消防监督工作产生积极的创新启发，为消防救援队伍培养优秀人才发挥潜力巨大的应用价值。

参考文献：

[1]GB 35181—2017 重大火灾隐患判定方法[S].

[2]工业和信息化部 教育部 文化和旅游部 国家广播电视总局 国家体育总局关于印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）》的通知（工信部联电子〔2022〕148号）[Z].

Application of virtual reality technology in fire supervision

Su Yi

（Urumqi Fire and Rescue Division，Xinjiang Urumqi 830000）

Abstract：To explore and analyze the feasibility of the integration of "virtual reality + fire prevention supervision"， starting from the existing difficulties in fire prevention supervision， and focusing on how to use the advantages of virtual reality technology such as "immersive" experience， real-time interactivity， customized update and multi-platform application to improve the traditional fire prevention supervision business training mode. By creating a three-dimensional visualized simulation training environment for law enforcement， it breaks the time and space limitation of offline training， enhances the operational experience of online training， empowers firefighting supervisory law enforcement officers， significantly reduces the time cost of business training， continuously improves the quality and efficiency of firefighting supervisory work， and alleviates the bottleneck problem of insufficient number of grassroots law enforcement officers.

Keywords：virtual reality; fire supervision; training