庚同哲 王允东 樊颖 潘礼新 周波
中国建筑第八工程局有限公司 山东济南 250014
摘要：借助VR的全沉浸体验，VR安全体验馆能够让体验者切实体验到发生危险时的紧张刺激，增强对安全事故的理性和感性认识，从而达到加强安全意识，避免惨剧发生的目的。
关键词：智慧建造 VR 安全管理
引言：VR安全体验馆是根据真实场景，利用虚拟现实技术再现事故现场，让体验者直接在虚拟的不安全场景中进行安全的体验，让训练者提前熟悉工作环境，更从容的去面对各种险情，相比于实地训练浪费很多时间和金钱，利用VR技术可以模拟工作环境和难以复制的险情场景，对施工人员进行训练。
一、VR技术简介
VR技术即虚拟现实技术，技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的、三维动态视景和实体行为的系统仿真，并可以使用户沉浸到该环境中。真实模拟和感知是两个重要特征，它是目前计算技术的最前端应用。
二、VR安全体验馆简介
（一）建设工程VR安全体验馆简介
建设工程安全教育VR体验馆是最新科技在工程建设安全教育培训领域的开创性应用，该产品通过虚拟体验的方式将安全培训的内容进行场景化体验，让每一个受培训的人以第一人称的视角体验每一种工程伤害带来的痛苦感受，进行深入骨髓的教育和警醒，同时又能在新颖有趣的高科技体验设备体验中潜移默化的进行学习和提高，极大的推动施工建设单位实现现代化，标准化，科技化工地管理的进程，从真正意义实现智慧工地的目的。
（二）VR安全体验馆的组成
1）高性能图形工作站（显卡：Nvidia GeForce GTX 1060， AMD Radeon RX 480 或更高；处理器：Intel i5-4590， AMD FX 8350 或更高；内存：4GB或更高）；
2）前端体验设备（HTC vivi头显、操控手柄）；
3）高清显示系统（40寸或以上显示屏）；
4）语音系统（小型音箱）；
5）感应系统及辅助设备（串流盒、定位器）。
（三）建设工程VR安全体验馆应用范围
1）建筑工程领域：体验主体土建施工阶段发生频率最高的伤害类型场景，或根据各项目部的培训内容进行场景设计，对特殊需要强调的内容进行个性化设计。
2）市政工程领域：体验地下阶段，地上阶段，大型机械操作阶段伤害场景，或根据不同市政工程类型和国家施工安全要求进行非标场景设计。
3）道路桥梁领域：体验分为地面施工阶段，桥墩阶段，桥面和主塔等高空作业阶段的伤害场景或根据不同的项目内容，按照国家对施工安全的要求进行每个阶段的场景化设计。
4）隧道、管廊工程领域：根据地下结构内不同工序上事故频发最多的伤害进行交互式体验。
三、实体安全体验馆与VR安全体验馆的比较
实体安全体验馆特点：优点为一次性投入较小，缺点包括占地大（400㎡以上）、设备多、操作和移动困难、技术含量低体验效果差、无整体场景、警示性不够、构建和拆除周期长且浪费大、受环境影响大、体验内容少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
VR安全体验馆特点：优点包括体验场地占用小（15㎡即可）、科技化标准化现代化、体验效果好、体验内容可以根据项目具体情况定制、可以根据项目类型变换多种体验场景、全场景沉浸式体验、体验馆可随时移动使用不受空间天气等环境影响、领导、业主、同行考察可随时随地进入体验空间。缺点是VR设备受线材、主机配置影响大。
四、VR安全体验馆的应用
通过了解体验和沉浸式感受，通过视觉，听觉，触觉等身临其境地体验到施工现场危险行为的发生全过程，感受事故发生瞬间的惊险，了解安全事故的严重后果，掌握安全施工的知识技能，达到“安全说教再多，不如一次体验”的目的。现就部分体验场景做简要介绍。
（一）消防安全体验
体验项目列表界面选择“火灾消防体验”。点击确认按钮，进入体验场景。
体验人员进入钢筋加工场的实景三维建模场景。当体验人员通过手柄操作进入指定区域后，现场木材堆放区起火。体验人员面前有两种灭火器：泡沫灭火器与干粉灭火器。体验人员通过手柄操作拿起灭火器，对准火焰根部，即可完成灭火。木材起火体验完成后，体验人员需通过手柄操控进入另一指定区域，该区域配电箱起火，若体验人员使用泡沫灭火器灭火，则手柄产生振动，显示器内出现触电视觉特效，提醒体验者不得使用泡沫灭火器对配电箱进行灭火，当体验者更换干粉灭火器进行灭火后，火焰被扑灭，体验过程结束。
最后，系统通过语音播报+文字显示的形式，讲解了泡沫灭火器与干粉灭火器各自的适用范围，起到增强体验者认知，巩固体验效果的目的。
（二）高处坠落体验
体验项目列表界面选择“高处坠落体验”，点击确认按钮，进入体验场景。
体验人员进入基坑通道实景三维建模场景，通过手柄操作进入靠近防护栏杆的指定区域后，防护栏杆因松动脱落，体验者不慎从20m高的基坑通道上坠落，视觉搭配音效使得坠落场景真实，不少体验者因体验场景过于真实而心有余悸，起到良好的警示教育效果。
最后，系统通过语音播报+文字显示的形式，对施工现场的高处临边防护知识进行讲解，让体验者了解到按照安全规程进行操作和安全隐患及时整改的重要性，起到增强体验者认知，巩固体验效果的目的。
除此之外，还可体验物体打击事故、综合用电体验、脚手架倒塌、挖掘机事故、安全帽体验、深基坑坍塌、支撑坠落、汽车吊倾斜、宿舍火灾、氧气乙炔瓶事故、钢筋墙模板事故、操作平台事故等多种事故场景，最大化覆盖现场安全隐患，全面提高安全浇筑水平。
五、VR安全体验馆的效益
节约时间：传统实体安全体验馆安装流程包括场地施工、设备采购及安装等，耗时50天左右；VR安全体验馆安装流程简易，电脑三维建模速度快，耗时20天左右。VR安全体验馆较传统实体安全体验馆可提前1个月投入使用。
节约空间：设传统实体安全体验馆有17套体验场景，共占地650㎡；VR安全体验馆占地15㎡即可，且占地面积不随体验场景的增加而增加。
节约成本：设传统实体安全体验馆有17套体验场景，场地建设加设备造价总计约20万左右；VR安全体验馆设备造价1.9万元，18套体验场景实景建模造价约10万元，合计12万元。传统实体安全体验馆难以周转使用，VR安全体验馆中VR设备可周转使用，新项目只需投入场景建模费10万元左右即可。平均每项目使用VR安全体验馆可节省费用8万元以上。
六、环保智能，对周边无任何影响。
提升项目科技管理水平，提升企业形象。通过接待观摩及媒体报道等举措，起到良好的宣传效果。
目的性强，个性化内容定制，不受内容和场景限制，各种状态下真实体验，真正意义上的消除因自身安全意识松懈导致的安全事故。
参考文献：
[1]朱小海，段文军，孔令喜.城市地下综合管廊项目安全管理VR应用.《技术与市场》 2017
[2]孔祥盈.VR安全教育.《上海安全生产》 2017
[3]徐佩，张瑞利，包桉冰.VR技术在体验营销中的应用研究.《现代营销(下旬刊)》 2017
论文作者:庚同哲,王允东,樊颖,潘礼新,周波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/27
标签：场景论文; 灭火器论文; 万元论文; 目的论文; 实体论文; 技术论文; 手柄论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;