蔡俊

摘要：鑒于企業(yè)電工的特殊操作環(huán)境，操作不當(dāng)，輕則導(dǎo)致設(shè)備故障，重則威脅生命。為提高電工技能、增強(qiáng)安全生產(chǎn)意識(shí)，傳統(tǒng)培訓(xùn)模式的短板已不能適應(yīng)現(xiàn)有電工安全培訓(xùn)的發(fā)展需要，通過(guò)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的培訓(xùn)體系以滿足現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)電工安全培訓(xùn)需求。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)備，對(duì)電工作業(yè)過(guò)程和相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行模擬，使得作業(yè)人員在虛擬的工作環(huán)境下學(xué)習(xí)到崗位所需的作業(yè)技能、知識(shí)并感知風(fēng)險(xiǎn)操作的后果，進(jìn)一步提高安全作業(yè)意識(shí)，從而保障企業(yè)的生產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：安全培訓(xùn)；虛擬技術(shù)；生產(chǎn)安全

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬出仿現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景，使人在虛擬世界中根據(jù)自己想法與物品進(jìn)行交互操作。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)充分利用互動(dòng)體驗(yàn)設(shè)備，構(gòu)建事故過(guò)程體驗(yàn)的安全培訓(xùn)系統(tǒng)，使得培訓(xùn)成本比傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)更低，設(shè)備的重復(fù)使用率更高且不會(huì)在培訓(xùn)中發(fā)生傷害，作為常規(guī)培訓(xùn)的有力補(bǔ)充，便于高效開(kāi)展安全培訓(xùn)，增強(qiáng)電工安全意識(shí)，減少安全事故隱患。

二、傳統(tǒng)的電工安全培訓(xùn)

傳統(tǒng)電工培訓(xùn)分技術(shù)技能和電工作業(yè)培訓(xùn)。前者主要以標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)為依據(jù)對(duì)作業(yè)流程進(jìn)行培訓(xùn)，后者主要對(duì)作業(yè)人員的行為加以規(guī)范，而傳統(tǒng)的這類培訓(xùn)以可能發(fā)生危險(xiǎn)的角度進(jìn)行提煉，培訓(xùn)人員沒(méi)有感官體驗(yàn)，枯燥乏味、疏于演練且難于考核，只能靠死記硬背通過(guò)培訓(xùn)，沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的培訓(xùn)效果。

三、電工作業(yè)培訓(xùn)需求分析

事故分析是安全生產(chǎn)的重要方面，在虛擬現(xiàn)實(shí)的操作過(guò)程中，對(duì)安全事故的體驗(yàn)得到強(qiáng)化，使電工培訓(xùn)人員知曉不當(dāng)操作可能會(huì)帶來(lái)的后果。對(duì)以往安全事故進(jìn)行歸納分析總結(jié)出電工作業(yè)事故的成因，并在虛擬環(huán)境中給培訓(xùn)人員帶來(lái)各類感觀上的體驗(yàn)。要達(dá)到這樣的感觀體驗(yàn)需使用可穿戴頭盔或眼鏡以獲得對(duì)仿真作業(yè)場(chǎng)景的認(rèn)知。通過(guò)輸入設(shè)備比如手套、定位器等把培訓(xùn)人員的操作行為轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)指令。反饋模塊模擬事故中摔落及觸電等感知體驗(yàn)。同時(shí)考慮真實(shí)作業(yè)環(huán)境中的自然現(xiàn)象對(duì)作業(yè)的影響，配合環(huán)境風(fēng)機(jī)及降水系統(tǒng)模擬自然環(huán)境。

四、電工作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主要包括任務(wù)流程、可視化、系統(tǒng)和場(chǎng)景設(shè)計(jì)。任務(wù)流程設(shè)計(jì)作業(yè)場(chǎng)景、作業(yè)目標(biāo)、作業(yè)角色，作業(yè)裝備，作業(yè)內(nèi)容，以標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程為序演繹作業(yè)過(guò)程中的安全行為。可視化是通過(guò)可視化來(lái)驗(yàn)證對(duì)任務(wù)、工作場(chǎng)景、設(shè)備的理解，可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)的方式進(jìn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)、平臺(tái)、業(yè)務(wù)、用戶層面。使用三維技術(shù)構(gòu)建作業(yè)環(huán)境并由平臺(tái)根據(jù)具體的業(yè)務(wù)的指令來(lái)調(diào)用。角色庫(kù)通過(guò)計(jì)算機(jī)定義并根據(jù)具體事件觸發(fā)的角色。事故庫(kù)根據(jù)事故引發(fā)原因而設(shè)計(jì)，培訓(xùn)人員在體驗(yàn)中會(huì)觸發(fā)到相應(yīng)的事故。行為庫(kù)用來(lái)模擬作業(yè)過(guò)程中的基本行為。模型庫(kù)用于角色、設(shè)備的行為動(dòng)作。虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，用于整合數(shù)據(jù)層的各類數(shù)據(jù)并發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)，調(diào)用數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)并反饋對(duì)應(yīng)信息。業(yè)務(wù)層以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬電工作業(yè)環(huán)境和流程，通過(guò)平臺(tái)與用戶層設(shè)備交互。用戶層包括各類穿戴設(shè)備與交互系統(tǒng)。場(chǎng)景設(shè)計(jì)是指作業(yè)事故的虛擬場(chǎng)景制作，主要有環(huán)境、建筑、設(shè)備、人物模型，各作業(yè)場(chǎng)景中的人物、行為動(dòng)作、設(shè)備可以統(tǒng)一建模用以復(fù)用。

五、電工作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

通過(guò)硬件和軟件兩方面實(shí)現(xiàn)。由硬件集成與軟件交互功能對(duì)電工培訓(xùn)人員觀感、方向、手腳運(yùn)動(dòng)位置等信息進(jìn)行捕捉，由控制與應(yīng)用服務(wù)器接收信號(hào)，實(shí)時(shí)控制模擬場(chǎng)景畫(huà)面，同時(shí)根據(jù)電工作業(yè)場(chǎng)景的事件對(duì)觸覺(jué)體驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，觸發(fā)或調(diào)整體驗(yàn)系統(tǒng)，使得培訓(xùn)人員感受到與模擬世界中對(duì)應(yīng)事件的真實(shí)體驗(yàn)。

由于傳統(tǒng)模式的電工安全作業(yè)培訓(xùn)效果并不理想，安全操作意識(shí)與技能難應(yīng)用于日常工作，會(huì)給企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來(lái)一定的隱患。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)安全事故案例、模擬事故操作過(guò)程，靈活生動(dòng)的場(chǎng)景再現(xiàn)，更高的感知獲得，增強(qiáng)培訓(xùn)者對(duì)電工作業(yè)安全行為的認(rèn)識(shí)程度，能產(chǎn)生明顯的培訓(xùn)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是新興的輔助教學(xué)手段，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，只要提高認(rèn)識(shí)、熟練掌握、正確使用、不斷探索、勇于創(chuàng)新，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)在更多的安全生產(chǎn)培訓(xùn)領(lǐng)域中得到更廣闊的發(fā)展。