浅谈虚拟现实在消防工作中的应用讲述

1、武警学院函授毕业论文题目：浅谈虚拟现实在消防工作中的应J姓名：赵卓201131730073专业：消防工程单位：消防指挥系十七队目录1虚拟现实的概念32 虚拟现实技术在消防工作中的意义43 虚拟现实技术与消防的结合53.1 虚拟现实技术将促进消防训练改革53.2 虚拟现实技术将带动消防器材的革新63.3 虚拟现实技术为火灾事故调查提供有力依据73.4 虚拟技术规范消防监督执法程序74 培养高素质消防管理人才，加快信息技术研究步伐.8浅谈虚拟现实在消防工作中的应用赵卓消防指挥系十七队摘要：计算机科学技术的进步为提高消防安全水平提供了更多的先进方法和技术，其中计算机虚拟现实技术在消防工作中应用广泛。

2、虚拟现实技术与消防科学的紧密结合，使消防科学得到了快速的发展。关键词：虚拟现实；消防；信息技术消防是一门涉及社会科学、科学自然、技术科学的多元综合性边缘学科，在过去的几十年里，消防科学技术得到了迅速发展，从基础研究到应用技术的各个领域取得了令人瞩目的成就，但是在高度信息化的时代，涉及到社会生活各个领域的消防工作必然会受到信息化的冲击。计算机科学技术的进步为提高消防安全水平提供了更多的先进方法和技术，其中计算机虚拟现实技术在消防工作中应用广泛，虚拟现实技术与消防科学的紧密结合，使我们的消防科学得到了快速的发展。1 虚拟现实的概念虚拟现实也称灵镜技术或人工环境。作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算

3、机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，20世纪90年代初逐渐为各界所关注并在商业领域得到了进一步发展1。这种技术的特点在于计算机产生一种认为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而使得在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。2

4、虚拟现实技术在消防工作中的意义虚拟现实是发展到一定水平上的计算机技术与思维科学相结合的产物，它的出现为人类认识世界开辟了一条新途径。虚拟现实的最大特点是：用户可以用自然的方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效的扩展了自己的认知手段和领域。另外，虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具，它以视觉形式产生一个适人化的多维信息空间，为我们创建和体验虚拟世界提供了有力的支持。由于虚拟现实技术的实时三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境的感受，它在火灾现场模拟、执法现场的模拟、建筑结构的模拟和消防演练中起到了举足轻重的作

5、用。随着计算机硬件软件技术的发展以及人们越来越认识到它的重作用，虚拟技术在消防工作取得了很好的发展，并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟现实技术将使传统的消防工作产生革命性的改变。3 虚拟现实技术与消防的结合3.1 虚拟现实技术将促进消防训练改革社会的高速发展，火灾事故的日益复杂要求我们在消防训练工作中，必须按照“练为战”和“学以致用、战训合一”的原则进行消防训练工作，也就是实战演练。显然，每一个单位、场所都进行实战演练在资金和时间上都是不现实的。虚拟现实技术的发展为我们的演练提供了一个很好的平台，利用虚拟现实技术对火场进行客观的模拟，消防训练可以最大限度地接近实战，同时减少了人力、物力、财力

6、上的浪费。消防部队训练强调要从实战的需要设置训练内容，突出快速反应、信息技术、协调作战，综合保障的“四能”训练，在传统的实战演练中，虽然能逼真的模拟火灾现场的客观事物，在一定程度上缩短了从操场到火场的距离，但对于作战人员来说，这种训练从心理上突破不了从操场到火场作战存在的实质差距。因为训练都是按预先设置好的战术程序进行的，心理上没有压力和障碍，传统实战演练的结果是战术得到了提高，而心理素质没有得到真正的提高。虚拟现实技术使过去以体能、技能和程序化模式相结合的训练方法转变为体能、技能、智能和亲身体会实战相结合的仿真训练模式法，让作战人员感觉到像直接进入火灾事故现场一样。我们通过场景模拟技术，动态

7、实时的立体听觉生成技术，三维定位、方向、触觉反馈传感技术，利用计算机对火场的各种参数进行合成处理，按照灭火预案基本的组织指挥程序，把任务以数字的方式反映到人的大脑中，按照各自的分工和职能开展灭火作战。虚拟现实技术仿真系统的启动，会使所有的参训人员觉得身临其境，他们能够感受到吞噬人体的火焰喷向自己，能感受到周围的建筑摇摇欲坠，能听到被困人群高声呼喊寻求救助，模拟仿真训练，一切都在近似实战条件下进行，消防官兵要凭借自己的思维和判断，利用自己体能、技能、智能去排除环境下的一切障碍，最大限度地开展施救，把火灾危害减到最低程度。应用虚拟现实技术最重要的一点是实施灭火作战过程中可以完成对指战人员火场作战的

8、体能、智能、技能以及心理素质的测试；虚拟现实技术的应用将会大大提高训练的效能比；虚拟显示技术的应用将会使全体指战员积累应付火灾的丰富经验，特别针对一些不能正常开展的剧毒性、危险性课目的训练，虚拟现实技术的应用可以取得良好的训练效果。3.2 虚拟现实技术将带动消防器材的革新虚拟现实技术的应用将使各种消防车辆和器材的技术效能得到更大的发挥，充分挖掘其战斗潜力。虚拟现实技术还将极大的提高消防车辆驾驶和消防训练器材的安全系数，消防部队现在使用的车辆和消防器材，在很大程度上都需要革新，比如解决水带接头容易滑落，二节拉梯容易致伤，如何把淘汰的消防车改为器材车，目前消防车的总体结构是否合理，以及当前消防官兵

9、的训练强度和课目设置都可以用虚拟仿真技术进行测试。虚拟现实技术的应用一方面大大提高器材革新进度，另一方面通过这种信息技术很容易的把我们认为需要改革的东西都变成现实。3.3 虚拟现实技术为火灾事故调查提供有力依据在火灾事故调查中，会出现一些比较棘手的问题，此时如果单凭主观的判断，很容易对整个火灾调查工作造成误导。利用虚拟现实的模拟技术，把各类火灾模拟化，建立具有科学性、代表性和客观性的模型及应变数学模型，同时建立以各类火灾烟气数据为内容的火灾数学模型，利用物质的可燃性、燃烧动力学、火焰辐射和燃烧产物的热化及火灾传播等方面的火灾基础研究成果，建立一套由计算机模拟合成的火灾模拟实验系统2。这样，既可

10、以节省资源，又能比较客观。公允地依据采集到的火灾初始数据“克隆”出火灾原貌，为火灾原因认定提供强有力的技术支持。3.4 虚拟技术规范消防监督执法程序为国民经济建设创造一个良好的消防环境，是国家和法律赋予公安消防机构的职责，每一名执法人员都必须认真履行。但是，由于目前公安消防执法队伍消除火灾隐患的手段简单，主要依靠经验执法，往往工作质量不高，火灾发生机率较大，应用虚拟技术将使执法手段变得更加科学，所有隐蔽的、潜在的火灾隐患，通过计算机技术处理，都会暴露在我们的眼前3。比如，商场内消防通道的数量、位置是否合理，商场高峰期能容纳人数及通道吞吐量，都可以进行三维实境的效果试验。根据商场建筑结构，虚拟现

11、实技术可以找到应急照明指示灯安装的最佳位置，使逃生者在惊慌之中不会完全无分寸。虚拟现实技术可以根据商场的装修及堆放物品性质，检测喷淋系统应付火灾的灭火能力。对易燃易爆场所选址、操作程序、工艺流程都可以用虚拟现实技术进行模拟仿真，发现我们容易忽视的安全隐患问题。4 培养高素质消防管理人才，加快信息技术研究步伐人才和技术是当今世界社会经济增长的两大因素，二者的发展要相举并重，消防事业最根本的一项任务就是要服务于社会经济，消防工作严重滞后将迫使消防加快对人力资源和技术资源的培养和发展，培养高素质消防管理人才，加快信息技术研究的步伐，适应于社会经济增长的需要。培养高素质的管理人才，一方面是通过部队院校自己培养，这部分人有着丰富的防火、灭火经验，客观上大部分基础工作以及新技术的推广应用需要这部分人来完成；另一方面要从社会上吸纳一批高科技人才，充分发挥