关键词：虚拟现实技术；煤矿培训教育中的问题；应用研究
引言
随着社会的发展、科学技术的不断进步，虚拟现实技术也展现出了非常广阔的发展前景，已经成为信息化时代最具发展前途的技术之一。随着科学技术的飞速发展和大数据时代的到来，虚拟现实技术逐渐成为教育领域最具发展潜力的技术之一，虚拟现实技术与煤矿培训教育的深度融合对于煤矿教育教学质量、提升教育教学效果、提升员工的整体素养、树立员工发展理念具有重要的意义。尽管虚拟现实技术在煤矿培训教育中的应用还处在探索阶段，面临着技术、设备、内容建设等方面的多重挑战，但是，随着科技的进步和虚拟现实技术的不断应用，虚拟现实技术与煤矿教育的融合将会越来越深入，越来越成熟，会有越来越多的员工通过虚拟现实技术接受到更加优质、高效的煤矿教育。
1、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术（VirtualReality）是一中高新技术、人工环境，亦称为灵境技术、幻真技术。它是借助信息技术和计算机、互联网技术，而生成的一种模拟环境，融合了计算机图形学、多媒体技术、通信技术、人机接口技术、数字图象处理、人工智能、传感器技术，及人体行为学等多种先进技术。虚拟现实技术利用不同的传感设备，生成逼真的视、听和触觉一体化的三维逼真虚拟环境，从而实现用户与该环境的直接自然交互。在虚拟环境中，人们可以与其中的对象进行交互作用，获得如同真实环境的感受与体验。在这其中，虚拟环境（VE）是一种人工合成环境，当人在虚拟环境中，可以用动作对虚拟环境造成影像，虚拟环境会跟着发生相应的变化，因此，可以给人们带来全新、逼真的一种身心体验。虚拟环境技术最早是应用在飞行员训练及宇航员模拟太空舱操作演练中，如今，已经日益广泛地应用在医学、军事、汽车驾驶、教育等各个领域。
2、虚拟现实技术在煤矿培训教育中的问题
2.1其他问题
（1）硬件基础的限制。一个高质量的虚拟现实系统，必须要求规格较高的外部设备，设备的精度和舒适度必须提高。（2）图形生成技术较为落后。在虚拟现实场景中图形的变化必须要跟人的动作变化相一致，而目前我们的图形生成技术还较为落后，图形转换不太理想。（3）三维数据量较大。虚拟现实技术需要很多模型，因此占用的空间较大，目前的宽带速度极难跟上，比关切可能加大计算机的负载。（4）缺乏人性化。虚拟现实技术是通过鼠标、键盘、头盔等工具进行虚拟模拟的，是不具备人性化的，因此可以增加一些人性化的处理。
2.2很多教育培训内容与实际情况脱节
煤矿企业的安全培训内容应该从自身的实际情况出发，开展具有针对性的培训内容。但在实际的培训过程中，实施安全培训的机构选择的培训形式比较单一，加上培训内容与实际情况不符，很多培训内容只是理论层面讲的一些大道理，在实际生产中很难应用。由此导致很多参与培训的职工容易产生厌学情绪，导致培训效果并不理想。
2.3培训的反馈与评价环节不够完善
对煤矿企业完整的职工教育培训流程来说，应该具备相应的反馈和评价环节。安全培训机构可以根据职工提出的反馈意见，及时地、有针对性地调整相关培训内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而，在实际开展培训的过程中，经常会出现缺乏反馈与评价环节的情况，不完善的培训系统结构，容易造成安全培训机构不能及时地掌握安全培训教育的真实成果，对安全培训教育工作的长期有效开展造成不利影响。
3、虚拟现实技术在煤矿培训教育中的应用研究
3.1根据不同类型的煤矿教育进行教学设计
根据不同类型的煤矿教育的特点，对煤矿教育课程资源的开发和建设进行需求分析，根据不同的教学目标、教学重难点对教学方法、教学步骤与时间分配进行设计，对于虚拟现实场景、元素和任务的构建、人-物，人-人的交互设计等进行深入细致的设计，使虚拟现实技术融入教学各环节。教学设计要遵循系统性、程序性、可行性、反馈性原则，需要明确员工在哪些特定的场景需要学习掌握哪些知识和技能，按照教学目标和教学重难点为不同的教学场景做出不同的任务设定，在教学总结过程可以对员工在场景内的学习情境进行回顾、总结和评价，使员工完成学习-实践-反馈-巩固-提高的过程。根据教学设计的具体情况，建设虚拟现实煤矿教育的教学资源。
3.2虚拟现实技术在煤矿领域的应用
（1）为用户提供一种环境风险分析方法，利用仿真软件生成某一个煤矿作业虚拟环境并进行风险评估，以交互的方式全方位进行观察；（2）利用VR系统设计矿山生产系统的三维模型，模拟开拓、运输、供电、通风、压风和排水等主要生产过程，实现动态的三维交互；（3）制作出仿真软件，模拟采矿作业过程及空间环境，如模拟采矿过程，工程技术人员可以“亲临现场”操作采煤设备，由于虚拟现实具有逼真、交互的特点。可用于员工安全培训和矿山安全监督；（4）采集采矿生产过程中的数据并实时传输，利用VR系统实时监控动态场景生成并进行交互，决策者可在控制室实时对当前的生产进度，规划等进行决策评估。
3.3开关的仿真模拟操作
（1）安装检查。①仿真模拟检查所有螺丝连接处和各插接件是否松动；②检查馈电开关各部位及隔爆面是否完好；③检查过载和短路整定值是否与使用条件相符；④接动力线。开关在运到井下之前，要经过地面运行测试。操作人员按要求接好主接地和辅助接地，并检查漏电保护正常后，才能投入运行。（2）馈电开关操作。①开门操作：分合闸手柄搬至分闸位置，用一字型螺丝刀旋转机械闭锁并解除闭锁，上抬开门手柄至水平位置，拉着门的拉手打开门，门在开的过程中向上提；②关门操作：抬起开门手柄，推门至闭合状态，下按开合手柄至垂直位置即可，机械闭锁至闭锁状态；③送电操作：确保关门状态，用一字型螺丝刀旋转闭锁螺栓成为闭锁状态，推合闸手柄使断路器合闸，前门显示插件工作，电源灯亮，开关正常运行；④停电操作：停电2种方法：按下门上的分闸按钮，拉回合闸手柄至分闸位置。
结束语
综上所述，虚拟现实技术有着非常广阔和乐观的应用前景，未来将在社会、经济、生活等各领域发挥更加重要的作用。虚拟现实技术应用在煤矿教育领域中，既是虚拟现实技术发展的必然结果，也是现代教育的必由之路。它可以为教育教学提供一种全新的、双向交互的教学模式，以更加真实、全面、经济、高效的方式，给员工带来全方位、立体式的学习体验，从而有效激发员工的兴趣与积极性，进一步提升教育员工的生产安全意识，真正促进员工综合素质全面提升。
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论文作者:李建收
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：虚拟现实论文; 煤矿论文; 技术论文; 环境论文; 员工论文; 操作论文; 手柄论文; 《科学与技术》2019年18期论文;