VR技術在建筑安全類培訓的應用研究

孫益星

摘 要：建筑行業我我國國民經濟的重要組成部分，但是目前建筑行業安全生產形勢比較嚴峻，過程的復雜多樣、高空作業多、機械化水平低、操作人員安全意識不到位等因素，需要創新安全培訓模式，提高工人素質。VR技術作為一種新穎的視覺感官體驗形式被引進建筑施工安全培訓，VR技術以模擬真實場景真實、體驗內容豐富、互動性強、代入感、不受到講師水平、場地設備和培訓時間的限制、體驗內容更加豐富、模擬高危培訓項目、VR安全培訓對場地沒有限制，建設運營成本低，更加綠色環保等優勢，滿足當代施工項目培訓要求，是建筑施工安全培訓教育發展創新的成果。

關鍵詞：建筑安全培訓;VR技術

1 VR技術應用于建筑安全培訓的背景

建筑業是中國國家經濟發展的支柱產業，建筑業的發展促進國民經濟的增長，并且解決了很大一部分人就業問題，目前建筑業增加值已占國內生產總值的6%左右，在我國經濟中有著舉足輕重的地位。由于建筑業施工過程的復雜多樣、高空作業多、機械化水平低、操作人員安全意識淡薄，使得建筑安全事故時有發生。我國建筑施工安全事故 近幾年來呈下降趨勢，但每年的安全生產事故數和死亡人數的總量仍然較大，并且呈現小范圍內波動，重大傷亡事故時有發生，目前我國建筑施工安全生產形勢仍需要特別重視。

由于建筑業工人普遍安全意識薄弱，其在勞動作業過程中由于僥幸心理經常違規作業，加強工人的安全教育和安全意識才能降低安全生產管理工作。傳統的安全教育培訓方式培訓效果不佳，大多不能調動工人學習的主動性。[1]當下全國進行大力推廣高效率和高質量的VR建筑安全教育培訓模式，可以集合視覺、聽覺、動態動作等方法，提高了作業人員安全培訓學習興趣。

2 VR技術在建筑安全培訓現狀

建筑業近些年加大VR建筑安全培訓技術的投資與建設，并不斷開發新的培訓模式，VR技術以虛擬的場景，讓施工人員親自體驗事故發生的過程，真實的代入感對參訓人員巨大震撼，讓參訓人員直接感觀體驗建筑施工過程各種危險;VR 安全教育培訓技術還可以模擬實際具有一定危險性項目，國家對VR安全培訓教育大力推廣。[1]國外在安全教育領域，VR 技術能進行類如模擬各種災難情況演練處置、危險情節的疏散工作、傷員急救演練、關地震等災害預防模擬訓練等安全培訓，取得較好的培訓成果，在建筑行業方面，VR 技術應用提升建筑工人安全技能，并且通過VR技術輔助建筑設計師進行細部設計，通過設計一體化、合理化設計節省成本，避免重大修改、返工。近幾年國內在安全教育領域積極引進VR技術，比如某電力公司基于 VR 技術建成了安全體驗平臺，主要用于電力安全培訓工作，強化學員的體驗感受，改善員工安全習慣和行為，提高作業技能，增強安全意識。全國各地安全管理部門或高校修建 VR 技術建筑安全培訓基地應用于學員建筑業安全培訓。[2]VR 體驗式培訓項目的熱潮培養了幾十家VR技術開放公司，項目涵蓋各種建筑工程項目類型的建筑安全培訓功能。

3 VR技術在建筑安全培訓的應用優勢

基于 VR技術 的安全培訓是在虛擬空間模擬真實的建筑施工現場環境、機械設備與事故過程，優勢如下：沉浸性、互動性與構想性帶來的體驗效果遠超傳統實體體驗式培訓;不受到講師水平、場地設備和培訓時間的限制，體驗內容更加豐富、還能模擬一些難以搭建或危險性很高的項目，更好培訓學員安全避險、自救自護技能;VR安全培訓對場地沒有限制，建設運營成本低，更加綠色環保。

VR技術是運用計算機模擬視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗的虛擬施工環境場景，VR 場景具有3個特征，即沉浸性、交互性、想象性，沉浸性指學員通過 VR 設備進入虛擬世界，全方位的視覺效果讓學員，仿佛身臨其境;交互性指學員使用相應設備和虛擬世界中的對象進行交;想象性指學員在虛擬環境的引導下產生現實沒有發生的感覺。在建筑領域，VR虛擬現實技術在建筑安全教育培訓中的應用，利用 BIM 技術建立建筑場景模型，再利用 VR 程序引擎深化和渲染建筑場景模型，學員穿戴 VR 頭盔坐在相應設備上沉浸到虛擬現實的環境中，以強烈的立體感、臨場代入感及視覺的沖擊帶給體驗者深刻的印象，讓學員深入其境地感受到高處墜落、物體打擊等傷亡事故場景中恐懼感，真實地感受違章作業帶來的嚴重后果，從而感受到無防護狀態下作業的危險性。

傳統安全教育培訓模式受到培訓基地講師和設施等條件的限制，培訓效果和質量大多不佳，但是 VR 建筑安全教育培訓方式內容更加豐富，并且不受講師水平、實訓場地設備和培訓時間限制，可以實現不同的施工現場和不同的施工階段。傳統體驗式培訓以整個體驗過程保證學員在不受傷害的前提下進行的，但是 VR 安全教育設備能模擬例如土方開挖、觸電體驗、高處墜落體傷害等難以搭建或危險性很高的項目，通過在逼真的災害環境類似切身體驗般的深度培訓，提高學員安全避險、自救自護技能和安全防范意識。

實體性安全體驗場館建設一般包括土地使用的費用，[3]需采用大量的制作材料、電力和水源進行加工及施工建設，建設成本較高，并且不具有移動的性能，建成后的運行成本也遠高于 VR 虛擬安全體驗場館，VR 安全教育設備的可移動特性可以代替實體安全教育體驗館，決場地的限制，節省項目成本，更加綠色環保。

4 結論

本文通過VR技術應用于建筑安全培訓的背景、VR技術在安全教育培訓方面的應用現狀、VR技術在建筑安全培訓的應用優勢等三個方面分析，得出基于VR技術的建筑安全培訓體驗效果遠超傳統實體體驗式培訓，能模擬逼真的場景環境、不受到講師水平、場地設備和培訓時間的限制，體驗內容更加豐富、還能模擬一些難以搭建或危險性很高的項目、VR安全培訓對場地沒有限制，建設運營成本低，更加節省資金和材料物資，VR安全培訓在建筑施工安全教育領域的優勢將更進一步推廣VR安全培訓應用。

參考文獻：

[1]房菁.VR 教育在我國的發展現狀研究[J].時代教，2016（21）：200.

[2]彭燦.VR 技術在建筑業的應用研究[J].經貿實踐，2017（15）：71.

[3]孟欣.VR 技術：用虛擬場景開啟學習新模式[N].中國文化報，2016-06-09（007）.