虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境安全與應(yīng)急工作中的應(yīng)用研究

張傳合

（中海石油環(huán)保服務(wù)（天津）有限公司，天津 300457）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新興技術(shù)類型，在不斷的發(fā)展當(dāng)中，在較多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，并發(fā)揮出了較好的應(yīng)用效果。在現(xiàn)今我國環(huán)保工作開展中，環(huán)境安全與應(yīng)急管理可以說是一項(xiàng)重點(diǎn)工作內(nèi)容，通過虛擬技術(shù)的應(yīng)用，則能夠有效提升環(huán)境安全與應(yīng)急管理工作的實(shí)效性，進(jìn)一步提升工作開展效果。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征

對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)來說，其是一種計(jì)算機(jī)同人之間形成的具有自然交互特征的人機(jī)界面，綜合了人機(jī)交互、立體顯示、多媒體、計(jì)算機(jī)圖形、傳感器與網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)類型。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，通過VR 設(shè)備的應(yīng)用，即能夠?qū)崿F(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行交互的目標(biāo)。具體來說，該技術(shù)的特征有：第一，浸入性。具體來說，即通過計(jì)算機(jī)形成三維立體圖像，使用戶能夠感覺到被虛擬世界包圍，如同身處在另一個(gè)環(huán)境當(dāng)中，具有身臨其境的感覺。在具體浸入時(shí)，使人在聽覺、嗅覺、視覺與觸覺等方面都具有較好的浸入性；第二，交互性。在虛擬環(huán)境當(dāng)中，人們可以應(yīng)用傳感設(shè)備同處于虛擬世界當(dāng)中的物品進(jìn)行交互。如在使用手對(duì)虛擬環(huán)境中物體進(jìn)行抓取與觸摸時(shí)，需要能夠獲得如同現(xiàn)實(shí)一樣的感覺；第三，構(gòu)想性。在虛擬環(huán)境營造中，能夠幫助用戶良好的沉浸在其中，結(jié)合自身需求獲取相應(yīng)知識(shí)，更好的理解、掌握相關(guān)信息數(shù)據(jù)。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)同環(huán)境安全工作的結(jié)合

環(huán)境安全與應(yīng)急管理是現(xiàn)今我國的工作內(nèi)容，主要包括應(yīng)急物資儲(chǔ)備、預(yù)案編制備案、環(huán)境應(yīng)急演練與事故應(yīng)急響應(yīng)等。對(duì)于這部分工作來說，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)于具體演練有較高的要求，部分基層從經(jīng)濟(jì)以及安全角度考慮，沒有按照要求開展相關(guān)工作，并因此給環(huán)境安全埋下了隱患。在現(xiàn)今工作中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來新興的技術(shù)類型，具有成本低以及技術(shù)效果好的特點(diǎn)，是一種人機(jī)交互手段，通過計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)對(duì)具有較強(qiáng)沉浸性、交互性的軟件系統(tǒng)進(jìn)行建立。其仿真、沉浸以及交互性的存在，能夠較好地滿足環(huán)境安全工作需求，并因此在環(huán)境安全應(yīng)急的多個(gè)方面應(yīng)用。而在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷發(fā)展、軟硬件數(shù)量不斷增加的過程中，該技術(shù)在易用性以及應(yīng)用普及度方面也具有了更好的表現(xiàn)。

3 具體應(yīng)用方向

3.1 物資配備管理

在環(huán)境安全與應(yīng)急工作開展當(dāng)中，對(duì)于應(yīng)急物資的管理可以說是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，通過該項(xiàng)工作的高質(zhì)量開展，則在污染事故發(fā)生時(shí)能夠應(yīng)用相關(guān)的物資實(shí)現(xiàn)相關(guān)污染事故的及時(shí)高效處理。就目前來說，部分企業(yè)在相關(guān)物資配備方面還存在著存放位置不合理以及數(shù)量不充分的情況，并因此對(duì)污染事故的應(yīng)急處理產(chǎn)生了較大的影響。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)?yīng)急物資的位置信息與種類等同GIS 技術(shù)間充分的結(jié)合，以此對(duì)立體、實(shí)物化圖形模擬方式進(jìn)行應(yīng)用，通過風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)價(jià)功能的發(fā)揮對(duì)事故發(fā)生時(shí)應(yīng)急物資的運(yùn)輸線路進(jìn)行模擬，保證能夠?yàn)槭鹿侍幚硖峁┲С郑哉_的方式評(píng)估物資的存放以及配備情況。

3.2 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測

在環(huán)境安全應(yīng)急工作當(dāng)中，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測是其中的特有部分，通過該項(xiàng)工作的開展，能夠?yàn)榫唧w處置環(huán)境污染事故提供重要的信息數(shù)據(jù)，也直接對(duì)污染事故的處理成功性產(chǎn)生影響。就目前來說，主要由環(huán)保部門負(fù)責(zé)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作。而對(duì)于污染事故來說，其高風(fēng)險(xiǎn)性與發(fā)生突然性特點(diǎn)的存在，以及在事故發(fā)生后，需要由工作人員深入到現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測，使得該項(xiàng)工作具有較高的風(fēng)險(xiǎn)性。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠從以下兩個(gè)方面為該項(xiàng)工作的開展提供重要支持：首先，該技術(shù)能夠應(yīng)用在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的演練與日常培訓(xùn)當(dāng)中。具體來說，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)目標(biāo)環(huán)境以及發(fā)生污染事故的現(xiàn)場進(jìn)行模擬，可幫助工作人員能夠在一個(gè)虛擬的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行演練與培訓(xùn)，在有效提升演練效果的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)人員應(yīng)急監(jiān)測工作水平的提升。其次，當(dāng)發(fā)生污染事故時(shí)，該技術(shù)能夠?qū)κ鹿实奈廴粳F(xiàn)場進(jìn)行有效還原，幫助監(jiān)測人員對(duì)現(xiàn)場環(huán)境以及污染源特征等相關(guān)信息進(jìn)行熟悉與把握，以此提升環(huán)境監(jiān)測成功率。

3.3 應(yīng)急培訓(xùn)演練

在環(huán)境安全應(yīng)急工作開展當(dāng)中，日常的演練與培訓(xùn)可以說是非常重要的工作內(nèi)容。該項(xiàng)工作開展的效果與水平將直接關(guān)系到在事故發(fā)生時(shí)能否以科學(xué)有效的方式進(jìn)行處理。對(duì)于傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式來說，主要的方式有觀看視頻上課以及由專家舉辦講座等，在此過程當(dāng)中具有較強(qiáng)的理論化特征，不僅在靈活度方面存在不足，且無法對(duì)事故現(xiàn)場的復(fù)雜變化情況進(jìn)行適應(yīng)，并因此影響到具體的培訓(xùn)效果。同時(shí)該項(xiàng)工作在具體進(jìn)行中也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，需要由多個(gè)部門參與到其中，且在演練涉及的類型方面也存在不夠全面的問題。對(duì)于該種情況，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用則能夠以技術(shù)為基礎(chǔ)建立應(yīng)急培訓(xùn)演練軟件，以有效解決問題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在具體應(yīng)用當(dāng)中，能夠構(gòu)建具有較強(qiáng)沉浸感的軟件系統(tǒng)，對(duì)用戶在具體應(yīng)用當(dāng)中的參與度進(jìn)行有效提升，從單純的理論演練與培訓(xùn)方式相比，能夠提升培訓(xùn)效果。同時(shí)，該技術(shù)在應(yīng)用當(dāng)中能夠有效地實(shí)現(xiàn)企業(yè)的實(shí)際情況，以企業(yè)實(shí)際為基礎(chǔ)對(duì)多種類型的環(huán)境污染事故進(jìn)行模擬，保證演練活動(dòng)的全面性以及系統(tǒng)性，幫助工作人員通過培訓(xùn)對(duì)不同類型污染事故的表現(xiàn)情況以及應(yīng)急處理方法進(jìn)行了解與掌握。此外，在使用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開展演練與培訓(xùn)時(shí)，具有較高的安全性，能夠有效避免人身傷亡事故的發(fā)生。

3.4 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)價(jià)

對(duì)于企業(yè)與政府來說，對(duì)于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的管理與評(píng)價(jià)也是日常工作當(dāng)中的重要內(nèi)容。在具體評(píng)價(jià)工作當(dāng)中，風(fēng)險(xiǎn)源可能導(dǎo)致哪些事故的發(fā)生、在發(fā)生后可能導(dǎo)致的后果等都對(duì)具體風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)價(jià)工作的進(jìn)行具有十分重要的意義。在以往風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)價(jià)工作中，主要通過數(shù)據(jù)模型的方式進(jìn)行計(jì)算，而對(duì)于現(xiàn)場的實(shí)際情況來說往往具有較高的復(fù)雜程度，因此無法保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。政府方面，需要能夠?qū)爡^(qū)內(nèi)存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的分布情況以及具體性質(zhì)等進(jìn)行全面的把握。但就目前來說，所具有的風(fēng)險(xiǎn)源信息與數(shù)據(jù)材料往往為平面以及文字化特征，在具體工作當(dāng)中，管理人員無法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源的位置、外觀以及可能導(dǎo)致發(fā)生的事故等信息形成直觀的了解。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠在同污染物擴(kuò)散模型與GIS 技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)進(jìn)行制作，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源的有效評(píng)價(jià)，進(jìn)而掌握具有直觀、準(zhǔn)確特征的評(píng)價(jià)結(jié)果。在政府工作當(dāng)中，則能夠以此對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源所具有的數(shù)量、類型、外觀、位置以及后果等進(jìn)行全面的掌握，為后續(xù)相關(guān)工作的開展打下良好的基礎(chǔ)。

3.5 環(huán)境安全科研

在現(xiàn)今科研機(jī)構(gòu)與高校當(dāng)中，也積極開展了環(huán)境安全應(yīng)急的科研工作。在此當(dāng)中，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用則能夠?yàn)檫@部分工作的進(jìn)行提供支持。如在建立污染物擴(kuò)散分析數(shù)學(xué)模型、進(jìn)行污染物驗(yàn)證與模型優(yōu)化時(shí)，在以往工作中，從經(jīng)濟(jì)、安全角度考慮，以及受到條件方面的限制，則僅僅通過小規(guī)模甚至是理論層面實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，并因此對(duì)模型的準(zhǔn)確性以及應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。而通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠結(jié)合實(shí)際對(duì)污染物以及所處的真實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，在同目標(biāo)數(shù)據(jù)模型結(jié)合的基礎(chǔ)上以準(zhǔn)確的方式驗(yàn)證模型，進(jìn)一步提升科研工作開展水平。

3.6 環(huán)境執(zhí)法輔助

在我國環(huán)境工作當(dāng)中，也面臨著較為繁重的執(zhí)法任務(wù)，尤其是在現(xiàn)今企業(yè)類型多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜化生產(chǎn)中，則使得執(zhí)法人員在現(xiàn)場檢查中也面臨較多問題，包括排污節(jié)點(diǎn)較多、治理設(shè)施運(yùn)行難于掌握以及生產(chǎn)工藝復(fù)雜等，并因此使執(zhí)法人員不能夠?qū)z查要點(diǎn)進(jìn)行全面的掌握，可能因此影響到執(zhí)法效果。雖然對(duì)部分行業(yè)具有相應(yīng)的執(zhí)法文檔，但大多為文字內(nèi)容，無法以直觀的方式體現(xiàn)出執(zhí)法要點(diǎn)。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)δ繕?biāo)企業(yè)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行模擬，在軟件當(dāng)中體現(xiàn)出執(zhí)法工作要點(diǎn)。在該情況下，執(zhí)法人員即可以通過軟件的應(yīng)用認(rèn)知行業(yè)現(xiàn)場情況，切實(shí)提升執(zhí)法能力以及執(zhí)法效果。

4 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，為多個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇與選擇。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境安全與應(yīng)急工作中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。在實(shí)際工作開展中，需要能夠充分做好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的把握與應(yīng)用，使其在環(huán)境安全應(yīng)急管理工作中充分發(fā)揮作用，體現(xiàn)出更好的應(yīng)用效果與價(jià)值。