VR在交通行業安全生產培訓中應用

虛擬現實（Virtual Reality）技術是20世紀80年代末發展起來的一項高新技術，它匯集了計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人-機接口技術、傳感器技術、高度并行實時計算技術和人的行為學研究等多項關鍵技術，是模擬仿真技術的最新、最高層次，是當今世界前沿科學之一。

1在安全培訓中應用現狀

交通系統安全生產培訓，涉及的面廣，而且具有很大的復雜性。交通施工復雜環境和不安全因素等導致安全管理人員的培訓不可能在現場進行，隨著近年來虛擬現實技術的不斷發展和其優點的愈加明顯，也逐漸在安全培訓中有所應用。

為解決交通系統安全生產復雜、多變、危險條件下的崗位培訓等方面的難題，英國研究了一種可提高施工區域危險識別和危險人員評定質量的虛擬現實（VR）系統。采用VR系統培訓非常安全，且可視性強，使受訓者身臨其境地去接觸、認知和處理各種災變情況。如施工布局、高空作業和隧道環境等定型模擬均可隨意設定，而施工人員則可在虛擬的“施工現場”內任意活動并做出重要決定。其決定效果的好壞均能立刻反饋于受訓者。該系統主要包括運輸卡車災害識別系統，安全檢查培訓和安全事故培訓系統。

2虛擬現實技術培訓的優點

企業對參與者和培訓者進行了觀察與研究，發現虛擬的學習環境所帶來的培訓效果比傳統方法要好得多，主要有以下幾個方面。

2.1使用簡單

虛擬現實技術為專門的應急培訓提供了一個很方便的場所。在設置和參加適當的模擬現場方面，節省了時間和經濟成本，培訓者及其培訓組不必去尋找與現實生活中環境或情況相似的物理環境，而是在短短的幾分鐘內就可以走進對真實世界進行“復制”的虛擬環境中；沒有專門的設置，沒有延長旅行時間，沒有人身安全方面的風險；無需將其他員工放假或關閉整個工廠，就能在“工作場所”進行培訓；模擬的緊急情況可以很容易地加以重復——對于新學員來說，點擊一下按鈕就可以實現情景再現，而在現實世界中，重復設置一個模擬的安全生產環境，將會很費時間，且成本很高；可以輕松進入施工現場內的很多地方，如隧道、橋梁等，一切工作只用幾秒鐘的時間或按一個按鈕。

2.2安全

虛擬現實技術可以幫助學員“安全”地接觸安全生產環境或緊急情況。在模擬現實生活中的緊急情況時，學員可以鍛煉在一定時間內作出決策的技能，而人身安全卻沒有受到威脅。在模擬環境下，雖然與現實環境有相同的感官信號，但真正的“危險”卻不同，有助于學員做出相關決策。對于現實工作環境中可能遇到一些危險因素（如低能見度、不能進入的區域、設備的破壞等），學員可以提前做好思想準備。

2.3更強的真實感

虛擬現實技術可以拓寬學員的視野。虛擬現實技術提供了比培訓教材更廣闊的視野。虛擬現實技術就像一個傳感器，拓展了一個人的視覺、聽覺和觸覺方面的能力，所接觸到的信息通常超出感官的日常范圍。例如學員能看到對現實工作中“高空不用安全帶”的模擬，從一個“正常”的角度看是什么樣子，虛擬現實技術還可以幫助他們從“上面”（平視）和“側面”（站在支護里面）看是什么樣子，對事故有一個更深入的了解。學員還可以看到事故后傷害后的情形。

2.4認知和行為改變

虛擬現實技術是學員獲取、回憶信息并應用于工作場所的一種新培訓模式。虛擬現實技術不僅可以提供一個極具成本效率、安全、方便易用和逼真的學習環境，它還被發現能對有效學習中的許多認知因素產生積極的影響，如空間意識、解決問題意識、危險感知等。一項研究發現，緊急情況發生時，一個在虛擬環境中接受過培訓的應急服務小組，能夠更好地駕馭真實的緊急環境。他們比那些沒有經過虛擬環境培訓的人員，在緊急情況下反應更加快速而準確。這是虛擬現實培訓對學員認知方面的空間意識所帶來的影響。

美國在許多不同的領域進行的各種研究表明，虛擬現實是一個開展有效培訓的理想環境。現實世界中的各種問題可以呈現在虛擬環境中，可以幫助學員形成一些有效的記憶，如在某些工作場所活動或緊急情況下，如何有效地應對各種突發事件。

3虛擬現實培訓效果

一般安全生產培訓一般有3種形式：培訓室講解、現場示范、虛擬現實場景參與。這三種培訓方式所帶來的不同理念為：“告訴我，我可能會忘記”“演示給我看，我可能會記住”“讓我身臨其中，我可能會理解”。

不同的培訓方式所帶來的效果是不同的。根據美國國家培訓實驗室（NTL）的研究結果，通過講課的方式，學員的學習保持率只有5%；通過閱讀的方式，學員的學習保持率為10%；通過視聽的方式，則為20%；通過現場示范的方式，可達30%；通過小組討論的方式，為50%；通過變干邊學的培訓方式，學員的學習保持率高達75%；通過教別人或立即運用學習到的新知識的方式，學員的學習保持率可高達90%。

研究發現，“虛擬現實培訓”是后2種培訓方式的混合運用，效果顯著。通過將“虛擬現實技術”融入安全生產救援培訓，提高了學員互動交流的水平。這項新的技術，不僅提供了安全生產環境的視聽演示，同時提供了示范、討論和邊干邊學、教別人或立即運用新學到的知識的機會。根據美國的研究結果，視聽培訓可以使學員的學習保有率達到20%。如果使用虛擬現實技術只演示模擬的施工環境或安全生產任務，將不會充分發揮該項技術的潛能。因此，真正的價值在于虛擬現實技術的使用方式。

4虛擬現實技術最新進展

第一代和第二代虛擬現實培訓系統都是利用預先編制的培訓模塊對學員進行訓練的，學員在虛擬環境中互動性較差。而第三代虛擬現實培訓系統則具有無可比擬的靈活性，完全可以讓學員能夠自由地與虛擬現實環境進行互動。經過這樣的虛擬現實培訓，學員們會在“程序”當中發生微妙的變化，這是過去的重復訓練所難以做到的。為了提高新施工人員的應變能力和救援能力，虛擬現實系統在今后的發展中需要變得更加復雜。

5虛擬現實技術發展展望

隨著相關硬件、軟件成本的逐漸降低和技術方面不斷取得新的突破，虛擬現實技術還應用于安全生產設計和規劃、施工優化模擬、地質構造模擬、水資源利用、環境保護、安全評價和危險評估、安全考核與研究等領域。

作者簡介：曲承佳（1978.01），男，漢族，浙江杭州，浙江省交通干部學校，講師。