关键词：道路交通；应急抢险；三维虚拟场景
引言
我国地域辽阔、山川纵横，水文及地质条件复杂，气候多变，各类自然灾害频繁发生，给经济建设和人民群众的生命财产造成了巨大的损失。各类自然灾害对公路、桥梁、隧道等交通基础设施的正常运行造成了严重的威胁。现有道路交通应急抢险存在着所需装备数量多、机动性差、现场作业人员多指挥协调难度大，及经费需求大的缺陷。道路交通应急抢险三维虚拟场景创建技术可以模拟真实抢险救灾场景，可以系统化地学习新型救援抢险设备的基本性能参数、操作使用规范、设备故障排除和维护保养等基础知识，对应急抢险技能进行拓展和延伸，有助于虚拟现实技术在道路交通应急抢险专业训练中逐步成为平台化、标准化学习的技术工具。
1道路交通应急抢险运行机制优化的原则
1.1髙效性原则
应急抢险管理就是要在尽量短的时间内抢通道路，应急抢险本身就要求其过程的高效性。企业应急抢险运行机制优化也应遵循髙效性原则，使企业能够有效提升应急管理能力，从而更好地应对各种险情。
1.2系统性原则
应急抢险不是单一的工作，而是涉及到企业全员的错综复杂的系统性工作。因此，应急抢险运行机制优化应当要考虑全局，针对应急抢险流程的各个环节进行整体性的优化设计。
1.3可操作原则
应急抢险运行机制优化不只停留在制度上的优化，而是要能够切实为企业所用，因此，在优化设计的过程中应当要符合企业的实际情况，具有可操作性。
1.4经济性原则
企业在进行应急抢险时一般顾不上经济性，但在进行运行机制优化时，企业不可能不计成本。因此，在进行优化设计时既要达到优化目标，又要考虑企业的经济利益，平衡好两者之间的关系。
2道路交通应急抢险工程技术工作的主要内容
应急抢险工程技术工作贯穿于设计、施工资料的收集、方案制定及工程完工的全过程，主要内容包括现场踏勘、收集资料、制定设计和施工技术方案、图纸会审、技术交底、工程质量安全管理和现场技术指导、进度控制、工程完工验收、技术总结等。
2.1现场踏勘和资料收集
现场踏勘和收集灾区资料是抢险技术工作的首要环节。现场踏勘的主要内容有：现场感知灾情状况，了解灾区场地、道路、水电供应、施工原材料供应、周围环境等状况，分析判断可能发生的次生灾害情况。收集的资料一般应包括：地形、地貌、地质、水文、气象、交通、测量基点、灾区及其附近资源情况等。抢险工程没有提前规划，场地、交通、供水、供电、土石料源等条件一般需要现场寻找，请当地政府协调使用，所需的资料有的需要结合现场情况进行实地量测，有的需要向当地有关主管部门或居民了解，涉及数据性的资料要确保准确，需要当地有关主管部门提供。
2.2应急抢险工程设计方案的制定
我国实行的是“国家建立统一领导、综合协调、分类管理、分级负责、属地管理为主的应急管理体制”，抢险救灾由当地政府负责。因此，应急抢险工程设计方案一般都由当地政府的抢险现场指挥机构聘请专家组或指定设计单位制定，经地方政府抢险指挥机构批准后实施。抢险施工单位要参与设计方案的制定。
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2.3应急抢险工程施工技术方案的制定
应急抢险工程施工技术方案一般由抢险单位制定，并与设计文件一起报地方政府抢险指挥机构批准后实施。应急抢险工程总体布置重点一般应放在营地、道路和工作面上。抢险工期一般都很短，有条件的地方营房可以租用当地的学校、仓库等民房解决，现场布置的营房要选择在安全的地方，一般以扎帐篷为主。施工道路尽可能利用原有道路，必要时进行适当改造或修筑新的道路。工作面布置决定抢险进度、设备用量及人员组成，应细致规划。应急抢险工程的施工技术方案要结合现场的实际情况，以使用的材料、设备在灾区较容易筹集，能快速到达现场形成生产能力，快速扼制险情为原则进行选择。
3道路交通应急抢险虚拟场景建模
道路交通应急抢险虚拟场景建模主要包括灾害场景建模和抢险设备建模两大部分，为了增加虚拟场景的生动性，在细节上还可以包括武警官兵、医疗救援人员等元素。通常根据虚拟现实技术将获取的三维实际场景数据进行图像合成和背景合成，模拟出与真实灾害环境下的道路交通抢险状况。
3.1灾害场景建模
道路基础设施外观图像、灾难发生之后基础实施损坏状况的照片等都可以提供虚拟建模参考。对道路交通工程危害最大的是气象灾害和地质灾害两大类。气象灾害中对道路交通工程危害最大的灾害类型主要有暴雨及由此引发的洪水灾害，时常伴随着滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，部分地区的冰冻雪灾害、风沙灾害影响较大。洪水灾害主要分为溃决型、漫溢型、内涝型、行蓄洪型、山洪型、风暴潮型、海啸型、城市洪水等类型。地质灾害类型主要包括滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六类。灾害场景建模系统应该能够模拟损毁道路、高架桥、隧道、建筑物废墟等建筑设施，还能模拟滑坡泥石流、崩塌、落石、水毁等自然灾害场景，可以仿真出山岭重丘、浅山峡谷、台地冲沟等多种地貌类型，还可以增设水库、江河湖海等水域的模拟场景，为水陆两栖全地形应急运输设备的应用示范提供参考。
3.2抢险设备建模
道路交通应急抢险设备进行建模仿真，可以直观地了解抢险设备的外形及正确的使用方法。道路抢通抢修常规装备包括挖掘机、推土机、装载机、起重机、自卸汽车、平地机、压路机等。桥梁抢通抢修常规装备包括重型汽车吊机、装配式公路钢桥、机械化桥、应急快速桥等。隧道抢通抢修常规装备通常包括凿岩机、空压机、混凝土喷射机、混凝土搅拌机、支撑台车、通风机、履带式隧道掘进机等。机场抢修抢建常规装备包括混凝土泵车、混凝土切割机等。港口码头抢修抢建常规装备包括打桩机、插板机和其它港口码头抢修抢建常规装备。其它抢险救援设备主要包括应急救援系统、多功能滑移装载机、无人驾驶挖掘机、遥控推土机、无人机、全地形车、排水抢险车、挖雪设备、抓料机、救援作业车等。
3.3虚拟场景真实感实现
建立灾害场景和抢险设备模型之后，为了增强虚拟场景的实时性和真实感，还需要对虚拟环境进一步优化。实时性是衡量虚拟现实沉浸感的重要指标，虚拟现实图形的渲染速度越快，营造的身临其境的效果就越好。可以采用层次细节模型来加速图形显示，对距离较近的物体尽可能细致地进行描述，而对于距离较远的物体则使用较简单的模型来代替原有模型进行显示。在道路交通应急抢险三维场景应用中，对同一个模型建立几个不同精度的简化模型，从而适应不同场景中的现实需求.
结语
道路交通应急抢险三维虚拟场景可以准确、真实、完整地模拟灾害情形、抢险救援设备的外观及基本操作，能够辅助武警官兵直观地学习新型救援抢险设备的基础知识，提高对灾害的分析判断和防治方案、措施的合理选择能力，实现人性化、科学化地救援抢险训练。
参考文献
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[3]康进辉，王洪新.北京地区自然灾害救援中道路抢通施工[J].水利水电快报，2018，39（06）：46-48.
作者简介：
王小虎，男，江苏苏州（1998-04-20）中国人民武装警察部队警官学院.
宋博文，男，河北保定（1998-01-27)中国人民武装警察部队警官学院.
周涛，男，四川南充(1998-12-20)中国人民武装警察部队警官学院.
论文作者:王小虎
论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：道路交通论文; 场景论文; 灾害论文; 现场论文; 建模论文; 设备论文; 道路论文; 《城镇建设》2019年 24期论文;