淺談虛擬現(xiàn)實(shí)在消防工作中的應(yīng)用講述

1、武警學(xué)院函授畢業(yè)論文題目：淺談虛擬現(xiàn)實(shí)在消防工作中的應(yīng)J姓名：趙卓201131730073專(zhuān)業(yè)：消防工程單位：消防指揮系十七隊(duì)目錄1虛擬現(xiàn)實(shí)的概念32 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防工作中的意義43 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與消防的結(jié)合53.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將促進(jìn)消防訓(xùn)練改革53.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將帶動(dòng)消防器材的革新63.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為火災(zāi)事故調(diào)查提供有力依據(jù)73.4 虛擬技術(shù)規(guī)范消防監(jiān)督執(zhí)法程序74 培養(yǎng)高素質(zhì)消防管理人才，加快信息技術(shù)研究步伐.8淺談虛擬現(xiàn)實(shí)在消防工作中的應(yīng)用趙卓消防指揮系十七隊(duì)摘要：計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為提高消防安全水平提供了更多的先進(jìn)方法和技術(shù)，其中計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防工作中應(yīng)用廣泛。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與消防科學(xué)的緊密結(jié)合，使消防科學(xué)得到了快速的發(fā)展。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；消防；信息技術(shù)消防是一門(mén)涉及社會(huì)科學(xué)、科學(xué)自然、技術(shù)科學(xué)的多元綜合性邊緣學(xué)科，在過(guò)去的幾十年里，消防科學(xué)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域取得了令人矚目的成就，但是在高度信息化的時(shí)代，涉及到社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域的消防工作必然會(huì)受到信息化的沖擊。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為提高消防安全水平提供了更多的先進(jìn)方法和技術(shù)，其中計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防工作中應(yīng)用廣泛，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與消防科學(xué)的緊密結(jié)合，使我們的消防科學(xué)得到了快速的發(fā)展。1 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念虛擬現(xiàn)實(shí)也稱靈鏡技術(shù)或人工環(huán)境。作為一項(xiàng)尖端科技，虛擬現(xiàn)實(shí)集成了計(jì)算

3、機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)算機(jī)生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)，它最早源于美國(guó)軍方的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)，20世紀(jì)90年代初逐漸為各界所關(guān)注并在商業(yè)領(lǐng)域得到了進(jìn)一步發(fā)展1。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種認(rèn)為虛擬的環(huán)境，這種虛擬的環(huán)境是通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形構(gòu)成的三維數(shù)字模型，并編制到計(jì)算機(jī)中去生成一個(gè)以視覺(jué)感受為主，也包括聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)的綜合可感知的人工環(huán)境，從而使得在視覺(jué)上產(chǎn)生一種沉浸于這個(gè)環(huán)境的感覺(jué)，可以直接觀察、操作、觸摸、檢測(cè)周?chē)h(huán)境及事物的內(nèi)在變化，并能與之發(fā)生“交互”作用，使人和計(jì)算機(jī)很好地“融為一體”，給人一種“身臨其境”的感覺(jué)。2

4、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防工作中的意義虛擬現(xiàn)實(shí)是發(fā)展到一定水平上的計(jì)算機(jī)技術(shù)與思維科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)為人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界開(kāi)辟了一條新途徑。虛擬現(xiàn)實(shí)的最大特點(diǎn)是：用戶可以用自然的方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互操作，改變了過(guò)去人類(lèi)除了親身經(jīng)歷，就只能間接了解環(huán)境的模式，從而有效的擴(kuò)展了自己的認(rèn)知手段和領(lǐng)域。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個(gè)演示媒體，而且還是一個(gè)設(shè)計(jì)工具，它以視覺(jué)形式產(chǎn)生一個(gè)適人化的多維信息空間，為我們創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界提供了有力的支持。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)時(shí)三維空間表現(xiàn)能力、人機(jī)交互式的操作環(huán)境以及給人帶來(lái)的身臨其境的感受，它在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)模擬、執(zhí)法現(xiàn)場(chǎng)的模擬、建筑結(jié)構(gòu)的模擬和消防演練中起到了舉足輕重的作

5、用。隨著計(jì)算機(jī)硬件軟件技術(shù)的發(fā)展以及人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到它的重作用，虛擬技術(shù)在消防工作取得了很好的發(fā)展，并且越來(lái)越顯示出廣闊的應(yīng)用前景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將使傳統(tǒng)的消防工作產(chǎn)生革命性的改變。3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與消防的結(jié)合3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將促進(jìn)消防訓(xùn)練改革社會(huì)的高速發(fā)展，火災(zāi)事故的日益復(fù)雜要求我們?cè)谙烙?xùn)練工作中，必須按照“練為戰(zhàn)”和“學(xué)以致用、戰(zhàn)訓(xùn)合一”的原則進(jìn)行消防訓(xùn)練工作，也就是實(shí)戰(zhàn)演練。顯然，每一個(gè)單位、場(chǎng)所都進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練在資金和時(shí)間上都是不現(xiàn)實(shí)的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展為我們的演練提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行客觀的模擬，消防訓(xùn)練可以最大限度地接近實(shí)戰(zhàn)，同時(shí)減少了人力、物力、財(cái)力

6、上的浪費(fèi)。消防部隊(duì)訓(xùn)練強(qiáng)調(diào)要從實(shí)戰(zhàn)的需要設(shè)置訓(xùn)練內(nèi)容，突出快速反應(yīng)、信息技術(shù)、協(xié)調(diào)作戰(zhàn)，綜合保障的“四能”訓(xùn)練，在傳統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)演練中，雖然能逼真的模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的客觀事物，在一定程度上縮短了從操場(chǎng)到火場(chǎng)的距離，但對(duì)于作戰(zhàn)人員來(lái)說(shuō)，這種訓(xùn)練從心理上突破不了從操場(chǎng)到火場(chǎng)作戰(zhàn)存在的實(shí)質(zhì)差距。因?yàn)橛?xùn)練都是按預(yù)先設(shè)置好的戰(zhàn)術(shù)程序進(jìn)行的，心理上沒(méi)有壓力和障礙，傳統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)演練的結(jié)果是戰(zhàn)術(shù)得到了提高，而心理素質(zhì)沒(méi)有得到真正的提高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使過(guò)去以體能、技能和程序化模式相結(jié)合的訓(xùn)練方法轉(zhuǎn)變?yōu)轶w能、技能、智能和親身體會(huì)實(shí)戰(zhàn)相結(jié)合的仿真訓(xùn)練模式法，讓作戰(zhàn)人員感覺(jué)到像直接進(jìn)入火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)一樣。我們通過(guò)場(chǎng)景模擬技術(shù)，動(dòng)態(tài)

7、實(shí)時(shí)的立體聽(tīng)覺(jué)生成技術(shù)，三維定位、方向、觸覺(jué)反饋傳感技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)火場(chǎng)的各種參數(shù)進(jìn)行合成處理，按照滅火預(yù)案基本的組織指揮程序，把任務(wù)以數(shù)字的方式反映到人的大腦中，按照各自的分工和職能開(kāi)展滅火作戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真系統(tǒng)的啟動(dòng)，會(huì)使所有的參訓(xùn)人員覺(jué)得身臨其境，他們能夠感受到吞噬人體的火焰噴向自己，能感受到周?chē)慕ㄖu搖欲墜，能聽(tīng)到被困人群高聲呼喊尋求救助，模擬仿真訓(xùn)練，一切都在近似實(shí)戰(zhàn)條件下進(jìn)行，消防官兵要憑借自己的思維和判斷，利用自己體能、技能、智能去排除環(huán)境下的一切障礙，最大限度地開(kāi)展施救，把火災(zāi)危害減到最低程度。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最重要的一點(diǎn)是實(shí)施滅火作戰(zhàn)過(guò)程中可以完成對(duì)指戰(zhàn)人員火場(chǎng)作戰(zhàn)的

8、體能、智能、技能以及心理素質(zhì)的測(cè)試；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)大大提高訓(xùn)練的效能比；虛擬顯示技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)使全體指戰(zhàn)員積累應(yīng)付火災(zāi)的豐富經(jīng)驗(yàn)，特別針對(duì)一些不能正常開(kāi)展的劇毒性、危險(xiǎn)性課目的訓(xùn)練，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可以取得良好的訓(xùn)練效果。3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將帶動(dòng)消防器材的革新虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用將使各種消防車(chē)輛和器材的技術(shù)效能得到更大的發(fā)揮，充分挖掘其戰(zhàn)斗潛力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還將極大的提高消防車(chē)輛駕駛和消防訓(xùn)練器材的安全系數(shù)，消防部隊(duì)現(xiàn)在使用的車(chē)輛和消防器材，在很大程度上都需要革新，比如解決水帶接頭容易滑落，二節(jié)拉梯容易致傷，如何把淘汰的消防車(chē)改為器材車(chē)，目前消防車(chē)的總體結(jié)構(gòu)是否合理，以及當(dāng)前消防官兵

9、的訓(xùn)練強(qiáng)度和課目設(shè)置都可以用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用一方面大大提高器材革新進(jìn)度，另一方面通過(guò)這種信息技術(shù)很容易的把我們認(rèn)為需要改革的東西都變成現(xiàn)實(shí)。3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為火災(zāi)事故調(diào)查提供有力依據(jù)在火災(zāi)事故調(diào)查中，會(huì)出現(xiàn)一些比較棘手的問(wèn)題，此時(shí)如果單憑主觀的判斷，很容易對(duì)整個(gè)火災(zāi)調(diào)查工作造成誤導(dǎo)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)的模擬技術(shù)，把各類(lèi)火災(zāi)模擬化，建立具有科學(xué)性、代表性和客觀性的模型及應(yīng)變數(shù)學(xué)模型，同時(shí)建立以各類(lèi)火災(zāi)煙氣數(shù)據(jù)為內(nèi)容的火災(zāi)數(shù)學(xué)模型，利用物質(zhì)的可燃性、燃燒動(dòng)力學(xué)、火焰輻射和燃燒產(chǎn)物的熱化及火災(zāi)傳播等方面的火災(zāi)基礎(chǔ)研究成果，建立一套由計(jì)算機(jī)模擬合成的火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)2。這樣，既可

10、以節(jié)省資源，又能比較客觀。公允地依據(jù)采集到的火災(zāi)初始數(shù)據(jù)“克隆”出火災(zāi)原貌，為火災(zāi)原因認(rèn)定提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。3.4 虛擬技術(shù)規(guī)范消防監(jiān)督執(zhí)法程序?yàn)閲?guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)創(chuàng)造一個(gè)良好的消防環(huán)境，是國(guó)家和法律賦予公安消防機(jī)構(gòu)的職責(zé)，每一名執(zhí)法人員都必須認(rèn)真履行。但是，由于目前公安消防執(zhí)法隊(duì)伍消除火災(zāi)隱患的手段簡(jiǎn)單，主要依靠經(jīng)驗(yàn)執(zhí)法，往往工作質(zhì)量不高，火災(zāi)發(fā)生機(jī)率較大，應(yīng)用虛擬技術(shù)將使執(zhí)法手段變得更加科學(xué)，所有隱蔽的、潛在的火災(zāi)隱患，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)處理，都會(huì)暴露在我們的眼前3。比如，商場(chǎng)內(nèi)消防通道的數(shù)量、位置是否合理，商場(chǎng)高峰期能容納人數(shù)及通道吞吐量，都可以進(jìn)行三維實(shí)境的效果試驗(yàn)。根據(jù)商場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)，虛擬現(xiàn)

11、實(shí)技術(shù)可以找到應(yīng)急照明指示燈安裝的最佳位置，使逃生者在驚慌之中不會(huì)完全無(wú)分寸。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以根據(jù)商場(chǎng)的裝修及堆放物品性質(zhì)，檢測(cè)噴淋系統(tǒng)應(yīng)付火災(zāi)的滅火能力。對(duì)易燃易爆場(chǎng)所選址、操作程序、工藝流程都可以用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模擬仿真，發(fā)現(xiàn)我們?nèi)菀缀鲆暤陌踩[患問(wèn)題。4 培養(yǎng)高素質(zhì)消防管理人才，加快信息技術(shù)研究步伐人才和技術(shù)是當(dāng)今世界社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的兩大因素，二者的發(fā)展要相舉并重，消防事業(yè)最根本的一項(xiàng)任務(wù)就是要服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)，消防工作嚴(yán)重滯后將迫使消防加快對(duì)人力資源和技術(shù)資源的培養(yǎng)和發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)消防管理人才，加快信息技術(shù)研究的步伐，適應(yīng)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需要。培養(yǎng)高素質(zhì)的管理人才，一方面是通過(guò)部隊(duì)院校自己培養(yǎng)，這部分人有著豐富的防火、滅火經(jīng)驗(yàn)，客觀上大部分基礎(chǔ)工作以及新技術(shù)的推廣應(yīng)用需要這部分人來(lái)完成；另一方面要從社會(huì)上吸納一批高科技人才，充分發(fā)揮