布和巴特尔
（呼伦贝尔市公安消防支队司令部，内蒙古，呼伦贝尔，022261）
【摘 要】分析当前灭火救援中存在的主要问题，提出利用虚拟现实技术VR（Virtual Reality）提高消防部队的灭火救援训练水平，本为主要论述了虚拟现实技术在灭火救援训练中几个方面的应用，并对虚拟现实技术在未来消防灭火救援中的应用进行了展望。
【关键词】虚拟现实技术；消防灭火救援模拟训练
1、虚拟现实技术介绍
随着我国经济和社会的发展，火灾形势呈多元化方向发展，火灾扑救难度也随之不断增大，这就要求消防部队必须通过基于实战的模拟训练来不断提升消防部队灭火救援的实战水平和处置特种灾害事故的能力。为此，消防部队针对设定的灾害事故的不同类型、规模及保卫对象情况，制定行之有效的灭火救援预案，以便正确采用各种战术、技术，达到成功扑救火灾的目的。但是，以往基于单纯的二维图形界面已经远远不能满足消防部队对模拟训练相关信息的需求，在这种形势下，虚拟现实技术（VR）应运而生。
VR（Virtual Reality）是虚拟现实技术的简称，它集计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术于一体，利用计算机创建一种虚拟环境，通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等作用，使用户产生和现实中一样的感觉，并可实现用户与该环境直接交互。它具有以下主要特征：（1）依托学科的高度综合化；（2）人的临场化；（3）系统或环境的大规模集成化；（4）数据表示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化。
2、虚拟现实技术在灭火救援训练中的应用
在传统的救火方式中，消防人员到达火场后只能使用对讲机同消防指挥联系，一般来说消防人员对于产生灾情的地区或者建筑不是十分熟悉，再加上烟雾的干扰，常常会增加消防员扑救火灾的难度，甚至造成严重的人员和财产损失。特别是，我国消防部队为成功灭火而制定的灭火预案主要采用的是二维图形显示方式，这种显示方式不能准确的反映建筑物的外形，通道的走向，门窗的位置等关键信息，一旦发生火灾只能靠消防人员的经验和侦察才能确定建筑物的建筑结构、安全出口的位置以及火灾的分布等情况。往往正是因为这几分钟的耽搁而贻误了救火的最佳时间，给人民的生命财产造成极大的损失。所以，消防部队灭火救援训练可以在以下几个方面利用虚拟现实技术。
2.1虚拟保卫对象建（构）筑物及周边环境。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过采集保卫对象建（构）筑物基本信息，包括建（构）筑物消防设施情况，形成保卫对象三维立体图，并利用虚拟现实技术模拟火场及灾害事故现场环境，其中主要包括火场景况、气候、烟火、音像等等，为灭火救援训练提供一个更加贴近实战的立体灾害环境，使受训者有身临其境的感觉。
为满足2008年奥运会消防安保安保工作的需要，北京消防总队与清华大学合作，研究开发出消防灭火救援数字化预案和互动式训练系统。该系统是通过对成熟机技术进行系统整合，在自主研发的基础上，以现有的“虚拟现实与仿真技术”、“三维互动技术”等为基础，通过对各项技术的整合，建立起高扩展、灵活的仿真引擎，从而构建动态院级互动式训练系统平台。系统通过仿真引擎，对全部安云比赛场馆及配套设施，主要的场面和地下消防设施，消防力量部署直观展示。
2.2模拟器材装备训练。通过对各种器材装备所创建的模型进行训练，加强指战员对各类器材的原理、功能、操作规程以及有关性能参数的熟悉，并在虚拟现场中进行模拟使用训练，达到训练与实战相一致，有利于更好地提高部队的作战技能。目前，消防部队装备器材日新月异，器材装备数量及种类众多，这对指挥员及消防官兵熟练掌握每个器材的性能参数带来了极大的挑战，每次出现新的器材装备，总队、支队采取指派装备技师集中学习性能以及维护保养、使用办法，这种方式导致一些器材只有少数人掌握全面正确的使用办法，在新老兵交替时，新兵无法正确的掌握器材装备使用办法。虚拟现实技术可以有效的解决此问题。
2.3模拟中队、班的技术训练。技术训练具有一个显著的特点，即，技术性强。首先，将技术训练的操作程序、操作要求、操作方法、基本要领输入到计算机中，使其作为评定模拟训练好坏的主要标准。其次，让受训者戴上头盔式显示器（显示虚拟的立体环境）、手持传感手套，使受训者仿佛置身于一个真实的环境对技术训练项目进行训练，并利用计算机来判断训练成功与否，并载入消防员的训练档案，以此不断提高指战员特别是在高温、有毒、缺氧、浓烟等复杂危险情况下的实战能力。此项功能对各种天气条件下无法开展技能训练有所帮助。
2.4模拟灭火战术训练。战术训练是一种由多个中队、多种装备、多数人员共同进行的合成性训练，需要实施统一的指挥，具有很强的协同性。这就要求火场各级指挥员必须能够对火场情况进行准确地分析和判断，及时作出决策，尽快确定最佳灭火方案，最大限度的减少人员伤亡和经济损失。为此，通过利用虚拟现实技术进行作业想定，让受训的各级指挥员佩戴头盔式显示器、传感手套置身于虚拟的火场中，通过互相协同配合，在规定的时间内取得战斗的胜利。
2.5进行心理训练。使受训者置身于各种虚拟火场中，尤其是在高温、浓烟、噪声、危险情况、战斗状态等虚拟环境下，对指战员的胆量、毅力、观察能力、反应能力、避险能力、决策水平进行训练，并通过传感器装置测量和记录受训者在训练前、训练中、训练后的心理指标和生理指标，使受训者在灭火救援战斗中的心理逐渐趋于平衡，更好地提高消防员灭火战斗的速度、质量和效率。
3、展望
采用虚拟现实技术为每个保卫对象设计一个通用的三维监控程序，消防部队可以通过登录远程计算机来了解所监控建筑物的内部结构。当发生火情时，消防部队可以通过远程登录来了解发生火灾的建筑物外部及内部情况，便于及时制定救火方案，为灭火救援赢得宝贵时间。在火灾扑救过程中，还可以借助于GPS卫星定位系统，把消防人员的位置实时的在三维虚拟环境中显示出来，不仅大大提高了亲临现场消防人员的安全系数，而且更有利于消防指挥人员对火灾扑救实施正确的指挥和调度。
随之不断的发展，并形成一定规模，我国的消防灭火救援水平将会有一个革命性的转变和提高。
参考文献：
[1]汪成为、高 文、王行仁著。灵境（虚拟现实）技术的理论、实现及应用。
[2]消防灭火救援。公安部消防局编。
论文作者:布和巴特尔
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/12
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