虚拟现实技术在灭火救援模拟训练中的应用分析

张旭

（酒泉市消防救援支队 甘肃省 酒泉市 735000）

摘要：随着社会的发展，灭火救援工作变得更加复杂，要求消防救援队伍在各种极端环境下都能高效应对。为了提高消防指战员的实战水平，虚拟现实（VR）技术应运而生，为灭火救援模拟训练带来了全新的可能性。本文将深入探讨虚拟现实技术在模拟训练中的应用，从而更好地了解其对提高消防救援队伍应对各类灾害的能力的积极作用。

关键词：虚拟现实技术（VR）；模拟训练；实战指挥应用

1虚拟现实技术介绍

随着我国的社会和经济一直在飞速发展，火灾类型越发复杂，处置技术越发复杂。灭火救援难度一直在不断增加，所以消防救援队伍需要不断提高自身的实战水平，从而应对各种灾害。在日常工作中，我们是针对不同的灾害类型、重点单位设计了许多灭火救援预案，目的就是为了在保护对象发生火灾后能够迅速有效地应对。不过，以往的二维平面预案图对于如今快速发展的建筑已失去了最直观的作用，这时候，虚拟现实技术（VR）就登场了，成了提高训练效果的“大杀器”。虚拟现实技术通过模拟真实场景，让消防指战员好像亲身经历一样。相比传统的熟悉单位和实战演练方式，虚拟现实技术具有更加真实、更加便捷的优点，让消防指战员更快地适应危急情况，也让指挥员更容易做出正确的决策。有了虚拟现实技术的支持，消防救援队伍就能进行更高级的模拟训练，提高训练效率。他们可以在虚拟环境中面对各种特殊情况，比如不同建筑结构、火势蔓延速度、烟雾弥漫程度等。这种全方位的训练让消防指战员更适应各种现场条件，提高应对复杂灾害的能力。而且，虚拟现实技术还能给予实时反馈和评估。消防指战员在虚拟环境中的表现可以被实时记录和分析，提供精准的个性化培训建议。这样的培训方式帮助消防指战员在各方面得到更全面、更深入的提升。

当然，虚拟现实技术的使用也有一些问题。首先，设备和软件成本比较高，得投入不少资源。其次，有些消防指战员可能得花时间适应和学习新技术。而且，虚拟现实技术不断更新和升级，需要跟上步伐，确保训练系统的稳定和可靠。未来，随着这项技术的发展和应用的普及，相信它会在提高我国消防救援队伍实战水平和应对特殊灾害的能力方面发挥越来越大的作用。

2虚拟现实技术在灭火救援训练中的应用

2.1模拟重点单位建筑物及周边环境

为了提高火灾应对和灭火救援的实战效果，我们采用了一种创新性的方法，通过采集重点单位建筑物的基本信息，包括建筑物固定消防设施情况，来形成重点单位的三维立体图。同时，我们运用虚拟现实技术模拟火场及灾害事故现场的环境，包括火场情况、气候、烟火、影音等等，为灭火救援训练提供一个更加贴近实战的立体灾害环境，使受训者能够在训练中体验身临其境的感觉。这项创新的训练方法首次提出是为了满足2008年奥运会期间的消防安保工作需要而开发的。北京市消防总队与清华大学合作，共同研究开发了一套消防灭火救援数字化预案和互动式训练系统。该系统通过对成熟技术的系统整合，并在自主研发的基础上，借助虚拟现实与仿真技术、三维互动技术等，建立了高扩展、灵活的仿真引擎，从而构建了一个动态院级互动式训练系统平台。这个系统通过仿真引擎对全部奥运比赛场馆及配套设施，主要场面和地下消防设施，以及消防力量部署进行直观展示。通过系统整合各项技术，我们成功地建立了一个全方位、多维度的灾害模拟环境，使得训练者能够在虚拟现实中感受到真实火灾发生时的复杂情况。通过采集建筑物的基本信息，包括消防设施的情况，建立了重点单位的三维立体图。这个过程不仅包括建筑的结构和布局，还包括消防设备的种类、位置和状态等详细信息。通过这一步骤，我们能够在虚拟环境中准确还原真实场景，为训练提供了坚实的基础。这一创新性的训练方法不仅在奥运期间发挥了积极作用，同时为今后的应急响应培训提供了有力的参考。通过将虚拟现实技术与建筑物信息采集相结合，我们成功地构建了一个贴近实战的、全面的灾害模拟环境，为培训受训者提供了更加真实、全面的体验。这对于提高灭火救援效率、降低灾害事故带来的损失具有积极的意义。未来，我们将继续在这个领域进行研究和创新，不断提升火灾应对和灭火救援的实战效果。

2.2模拟器材装备训练

当前，消防救援队伍的装备器材日新月异，种类繁多，这对指挥员及消防员的综合素质提出了更高的要求。每一种器材都具有独特的性能参数和使用规范，因此，指战员需要具备对每个器材的全面正确的了解，以应对各种复杂的实战情境。然而，由于器材装备数量众多，指挥员及消防员无法在短时间内对所有器材进行深入学习和熟练掌握。这种情况不仅影响了队伍的整体作战效能，而且在新老队员交替时，新消防员往往无法迅速正确地掌握各类器材的使用办法，导致了培训效果的不尽如人意。为解决这一难题，可以引入了虚拟现实技术，将其融入器材培训系统中，以提高指战员的训练效果。首先，通过对各种器材装备创建虚拟模型，我们可以利用虚拟现实技术对其进行高度还原，包括外观、结构、功能等方面的细节。这样的虚拟模型可以作为训练的基础，使指战员能够在虚拟环境中感受到真实的器材使用场景，提高他们对器材的熟悉度。其次，通过虚拟现实技术，我们可以模拟各种实战场景，包括高层建筑火灾、地震、化学泄漏、大跨度大空间厂房等各类灾害情况。在这些模拟场景中，指战员可以根据实际情况使用各种器材，提高他们在紧急情况下的应变能力和操作水平。这种虚拟实战训练可以更好地模拟真实环境，使指战员能够更全面、更深入地了解器材的使用方式，并在实际应用中运用所学知识。虚拟现实技术还可以解决指战员学习新器材时的难题。通过将虚拟实战场景与具体器材的性能参数结合，我们可以设计模拟性能学习任务，使每位指战员都能够全面了解器材的各项参数，包括其特点、用途、操作方式等。这样，不再需要指派装备技师进行集中学习，而是通过虚拟系统让每位指战员可以随时随地学习新的器材知识，提高了学习效率。

2.3模拟整建制、班组技能训练

虚拟现实技术的运用使得受训者能够在仿真环境中进行更为真实的技术训练。通过戴上头盔式显示器，受训者可以立体感受虚拟环境，仿佛置身于实际操作场景。同时，手持传感手套使得受训者能够进行互动操作，更加直观地感受各种器材和工具的使用。这种沉浸感的虚拟现实体验，有助于提高受训者的技术认知水平，增强其在实际环境中的应变能力。在这一虚拟环境中，计算机不仅充当了评定模拟训练好坏的裁判员，同时也起到了实时反馈的作用。计算机可以记录受训者的每一个动作，准确判断其是否符合操作要求，并通过算法进行评估，形成训练报告。这种实时记录和反馈的机制，有助于受训者及时发现和纠正操作中的错误，提高训练的效果和效率。对于消防员来说，这种虚拟技术的应用尤为重要。在高温、有毒、缺氧、浓烟等复杂危险情况下，实战能力的提升对于消防员的生命安全和任务执行至关重要。而传统的技术训练往往受到天气条件的制约，难以在极端环境中进行。虚拟现实技术的引入，突破了这一限制，使得消防员可以在虚拟环境中进行各类技术训练，提高其在实际灾害中的应变能力和战斗效能。

结束语：

通过深入分析虚拟现实技术在灭火救援模拟训练中的应用，我们不难看出，这一先进技术为提高消防救援队伍实战水平提供了新的途径。从虚拟环境中模拟实战，提高了消防指战员的应变能力和决策水平。尽管虚拟现实技术的引入面临一些挑战，但其带来的培训效果和应对特殊灾害的能力的提升无疑是积极的。未来，我们期待虚拟现实技术在消防领域的更广泛应用，为提高我国消防救援队伍的整体战斗力贡献更多力量。

参考文献:

[1]李耀瑞，关于森林消防装备建设的研究和分析[J].消防装备，2019（12）：12-15.

[2]刘冰，对其森林消防装备建设的探析[J].森林，2020（65）：66-68.

[3]孙雯惠，关于森林消防装备建设的探究[J].消防装备，2019（51）：45-48.