虚拟现实技术在公共安全中的应用与开发

    【CPS中安网 cps.com.cn】 随着虚拟现实技术近几年的发展，世界上一些大型企业广泛地将虚拟现实应用到工业的各个环节，对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。

　　随着计算机硬件发展，在三维图形处理以及各种外接体感设备的提升，虚拟现实技术日趋完善，用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中，并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中"环游"，创造出一种"亲临其境"的感觉。四创电子在产品研发的同时，进行虚拟现实体验系统的研发制作，以及通过此系统进行良好的产品教学，生动准确，代入感很强。让新学员可以很快的学习理解公共安全产品的操作与使用。随着技术的发展和延伸，这种虚拟现实的应用模式还可推广应用到市政设施、公安消防应急、城建档案管理等方面。

    天网监控安装及演示系统

　　如图1所示，在监控产品制作的一个虚拟化的场景，可以很好的体现出产品的实际使用状态，并且进行多角度的观察演示，让用户更加容易了解监控产品的形态，安装，以及使用,从而大大加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修正的效率，也节省了大量的资金，提供合作平台。

　　四创电子虚拟现实技术能够使政府规划部门、项目开发商、工程人员可从任意角度，实时互动真实地看到规划效果。

　　如图2，这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。运用虚拟现实技术，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的房间，并可以任意变换自己在环境中的位置，去观察设计的效果，直到满意为止。既节约了时间，又节省了做模型的费用。

　　在公共安全领域极其需要注意防患于未然，这也是各行各业都要注意的，尤其是具有一定危险性行业的关注重点。推演就是一种对应急突发事件的模拟，如图3所示，当工厂发生爆炸，列车相撞等事故式，通过模拟操作，进行指挥调度模拟，快速调度应急指挥系统，把灾害值降到最低。通过模拟，使应急指挥人员更加熟练应急系统，达到运筹帷幄心中有数的目的。这样的推演大大降低了投入成本，提高了推演实训时间，从而保证了人们面对事故灾难时的应对技能，并且可以打破空间的限制方便的组织各地人员进行推演，这样的案例已有应用，必将是今后应急推演的一个趋势。四创电子公司在公共安全产品展示的过程中，很好的将灾害处理的各个节点进行全局规划，并通过虚拟现实技术进行模拟展示，具有良好的仿真性、开放性、针对性、自主性、安全性。

　　仿真性是指虚拟演练环境是以现实培演练环境为基础进行搭建的，操作规则同样立足于现实中实际的操作规范，理想的虚拟环境甚至可以达到使受训者难辨真假的程度。

　　开放性是指虚拟演练打破了演练空间上的限制，受训者可以在任意的地理环境中进行集中演练，身处何地的人员，只要通过相关网络通信设备即可进入相同的虚拟演练场所进行实时的集中化演练。

　　针对性是指与现实中的真实演练相比，虚拟演练的一大优势就是可以方便的模拟任何培训科目，借助虚拟现实技术，受训者可以将自身置于各种复杂、突发环境中去，从而进行针对性训练，提高自身的应变能力与相关处理技能。

　　自主性是借助自身的虚拟演练系统，各单位可以根据自身实际需求在任何时间、任何地点组织相关培训指导，受训者等相关人员进行演练，并快速取得演练结果，进行演练评估和改进。受训人员亦可以自发的进行多次重复演练，使受训人员始终处于培训的主导地位，掌握受训主动权，大大增加演练时间和演练效果。

　　安全性是指虚拟的演练，培训与受训人员可以大胆的在虚拟环境中尝试各种演练方案，即使创下“大祸”，也不会造成“恶果”，而是将这一切放入演练评定中去，作为最后演练考核的参考。这样，在确保受训人员人身安全万无一失的情况下，受训人员可以卸去事故隐患的包袱，尽可能极端的进行演练，从而大幅的提高自身的技能水平，确保在今后实际操作中的人身与事故安全。（点击下页）

　　公共安全产品的使用培训及维修

　　应急指挥车在交付前的培训工作变得异常重要，但传统的培训方式显然不适合高科技高危险的行业培训需求。应急指挥系统的复杂教学，让很多学员接受起来比较吃力，而虚拟现实技术的引入使得虚拟培训成为现实。如图4所示结合动作捕捉高端交互设备及3D立体显示技术，为培训者提供一个和真实环境完全一致的虚拟环境。培训者可以在这个具有真实沉浸感与交互性的虚拟环境中，通过人机交互设备和场景里所有物件进行交互，体验实时的物理反馈，进行多种实验操作。

　　如图5，通过虚拟培训，不但可以加速学员对应急产品知识的掌握，直观学习，提高从业人员的实际操作能力，还大大降低了公司的教学、培训成本，改善培训环境。最主要的是，虚拟培训颠覆了原有枯燥死板的教学培训模式，探索出了一条低成本、高效率的培训之路。而虚拟维修是虚拟技术近年来的一个重要研究方向，目的是通过采用计算机仿真和虚拟现实技术在计算机上真实展现应急指挥车设备的维修过程，增强设备寿命周期各阶段关于维修的各种决策能力，包括维修性设计分析、维修性演示验证、维修过程核查、维修训练实施等，在公共安防的产品体系中，将会产生更多更好的应用。

　　公共安全领域的工业仿真应用

　　如图6所示工业仿真系统不是简单的场景漫游，是真正意义上用于指导生产的仿真系统，它结合用户业务层功能和数据库数据组建一套完全的仿真系统。工业仿真所涵盖的范围很广，从简单的单台工作站上的机械装配到多人在线协同演练系统。用户可以通过互联网及时对产品的外观以及装备进行详细的了解。还可以对产品的部分外观进行自定义查看。在工业开发与用户体验的结合处，寻找一个最佳的契合点。从而达到安防产品的最佳功能及操作。

　　结束语

　　随着虚拟现实技术近几年的发展，世界上一些大型企业广泛地将虚拟现实应用到工业的各个环节，对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。而公共安全产品通过在虚拟现实技术的发展，将使安防产品的设计手段和思想发生质的飞跃,更加符合社会发展的需要,可以说在工业设计中应用虚拟现实技术是可行且必要的。随着计算机技术的发展，虚拟现实被广泛应用于城市规划、医学领域、娱乐与艺术文化、卫星于航天工业、室内设计领域、地产开发领域、农村开发管理、虚拟工业仿真领域、应急处理预演、文物古迹还原、产品展示机展览展示、教育学、地址文化研究等各个领域。（作者单位：中国电科第38研究所四创公司）

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