? 榴莲视频|虚拟仿真技术在火灾调查教育培训中的应用 - 陕西消防协会

神马午夜电影

位置:首頁 ? 學術交流 ? 學術論文

虛擬仿真技術在火災調查教育培訓中的應用

2019-11-05 08:52:46   來源:《中國消防》   作者:  閱讀:次   【 打印本頁 】

火災調查是還原火災真相、認定火災原因的法定途徑,是吸取事故教訓、改進消防工作的有效手段,是捍衛群眾利益、打擊違法犯罪的重要渠道。隨著經濟社會發展和人民群眾的物質文化生活水平的逐步提高,人們對火、電、氣、油的用量急劇增加,相應的火災隱患也明顯增多,起火原因日趨復雜,對火災調查人員的素質要求越來越高,需要切實增強教育培訓的效果。


應用虛擬仿真技術進行培訓的必要性

目前,火災調查教育培訓方式,不能滿足消防工作對火災調查人才數量、質量的需求。火災調查人員的培養分為學歷教育和在職培訓兩種方式。其中,火災調查學歷教育集中在中國人民警察大學(原中國人民武裝警察部隊學院),分為研究生教育和本科教育。每年招生人數分別在30人和80人左右,合計不超過120人。在職培訓包括應急管理部消防救援局組織的培訓、警察大學組織的培訓和各省消防救援總隊組織的培訓。2014~2018年,消防救援局以“師傅帶徒弟”的形式,分4批先后組織了65名火災事故調查專業技術人員進行專門培訓。除此之外,消防救援局每年還組織全國火災調查業務培訓班,召集各省的火調處長和火調骨干進行案例研討,并邀請相關領域專家對火災調查中涉及的專門問題進行講解,通過這種方式培養的火調人才每年不超過100人。警察大學組織的在職培訓主要是應各省消防救援總隊的要求,針對各省的實際情況,開展專門的火災調查培訓。這種培訓人數不固定,近5年,先后有河北、山東等省份組織專兼職火災調查人員到警察大學進行專門培訓,每省接受培訓人員在100人左右。在各省消防救援總隊組織培訓方面,近幾年,先后有湖北、四川、江蘇、海南等消防救援總隊組織本省火災調查人員進行培訓,專門講授火災調查知識,但每次培訓的規模都不大。

無論是學歷教育還是在職培訓,兩種方式培養的火災調查人才數量都不多,遠遠不能滿足近幾年平均每年20~30萬起火災調查的需要。從培養質量來看,無論是學歷教育還是在職培訓,都是以理論講授為主,實踐環節很少,尤其是利用真實火災現場進行火災調查教育培訓的環節基本上沒有。火災調查人員最需要的就是實踐能力,兩種方式的培養質量也不能完全滿足實際火災調查工作的需要,尋找合適的教育培訓方式十分必要。而虛擬仿真技術在擴大培訓規模、增強培訓效果、提升實踐能力方面有獨特的優勢,因而在火災調查教育培訓中引入虛擬仿真技術勢在必行。


國外消防教育培訓模式

國外消防教育培訓特別注重利用真實火場培訓火災調查人員,讓培訓人員進行實際的火災調查,提升火災調查業務水平。如美國伊利諾伊消防學院、法國消防官高等學院在培訓火災調查人員時,普遍使用真實火災現場來提升培訓效果。法國消防官高等學院在火災調查培訓實驗室,建造好實體建筑之后進行燃燒試驗,12個學員一組進行培訓。可模擬不同的場景,制備完火災現場后,供培訓人員調查,同時在制備過程中用360度相機拍攝初始照片和火災在燃燒時的場景,培訓時放映給學員看。

除制備實體火災來對火災調查人員進行培訓外,國外更多是采用低成本的虛擬仿真技術來實現對大量火災調查人員的培訓。如法國民事安全實務學校承擔著森林火災、洪澇災害、地震救援三方面的培訓任務,20多年前就與荷蘭的XVR公司進行合作,獲取大量逼真的訓練場景,并根據需要不斷更新,加入一些如火災蔓延、人員被困等具體情況,以滿足受訓的需求。


虛擬仿真技術引起廣泛關注

虛擬仿真(Virtual Reality)也叫做虛擬現實,簡稱VR。是一種借助于仿真、網絡、傳感等技術來實現的一種可創建的、虛擬世界的計算機系統。隨著虛擬仿真裝備的逐步推廣應用,2016年被稱為虛擬仿真元年,虛擬仿真技術已經引起了各級各類教育培訓機構的廣泛關注,虛擬仿真的教育應用案例不斷涌現,虛擬仿真創造未來教育的序幕已經拉開。

與利用真實火場培訓相比,虛擬仿真技術有特定的優勢。人們可在虛擬仿真系統中獲得多種感知,如視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動感覺等,從而有身臨其境、沉浸其中之感;人與虛擬仿真系統能夠進行交互,即人能以近乎自然的行為(如語言、動作等)控制虛擬環境,虛擬環境也能夠對人的操作進行實時反應;虛擬仿真系統中的環境是人們通過計算機等工具為實現某一目標或用途而模擬出來的,是虛幻的,同時,虛擬仿真系統中的環境與所模擬的客觀世界十分相像,虛擬環境對人所做的自然行為能給出符合客觀世界規律的反應,因此給人的各種感覺十分逼真。

虛擬仿真技術被應用在現實作戰指揮模擬,飛機、船舶、車輛虛擬仿真駕駛訓練,飛機、導彈、輪船與轎車的虛擬制造(含系統的虛擬設計),虛擬仿真建筑物的展示與參觀,虛擬仿真手術培訓,虛擬仿真游戲,虛擬仿真影視藝術等方面。


虛擬仿真技術在火災調查教育培訓中的應用

目前,制約火災調查人員業務水平提高的最核心環節是火災現場勘驗。不同省、市火災種類和特點不同,許多調查人員對于不同類型的火災現場如何勘驗沒有經驗可借鑒,因而可利用虛擬仿真技術建立不同類型的典型火災現場,供培訓人員反復進行勘驗操作,以達到提升火災調查能力的目的。

2013年,警察大學消防虛擬仿真實驗教學中心成為首批國家級虛擬仿真實驗教學中心,利用這一平臺,消防工程系火災調查教研室大力開發火災調查虛擬仿真教學系統,先后建成了火災物證鑒定虛擬仿真實驗室,模擬火災現場勘驗系統(一期、二期),開創了應用虛擬仿真技術進行火災調查教育培訓的先河。在模擬火災現場勘驗系統中,將虛擬仿真技術融入火災現場勘驗教學活動中,通過三維虛擬仿真引擎構建基于真實火災的仿真訓練場景,通過對真實火災案例調查環節訓練內容的設置,實現各種基本調查能力的模擬訓練,同時融入模擬訓練操作考評體系,對學員模擬訓練操作進行自動考核評估,讓參與培訓和考核的教師、學員根據勘驗、詢問的規則在系統中完成各自的任務,以達到培訓、考核的目標。

模擬火災現場勘驗系統包含三維場景、故事情節引導、模擬勘查與鑒定、訓練導調、培訓與考核、信息管理等六大模塊。利用本系統,培訓學員可以在依據真實火災現場建立的三維場景中,根據實際火災案例的故事情節,進行模擬現場勘驗。系統可根據培訓人員的實際操作,自動對培訓人員進行評分考核。

火災現場勘驗分為勘驗前的準備、環境勘驗、初步勘驗、細項勘驗和專項勘驗等多個步驟,每個步驟中又分為諸多具體的勘驗內容,模擬火災現場勘驗系統分別對上述步驟及內容進行了仿真。在不同的勘驗階段,可進行諸如對火場外圍進行觀察、張貼封閉火災現場通知書,對重點部位進行觀察、標識起火部位,確定起火點并進行相應的儀器測量等操作。到專項勘驗環節,本系統通過與前期開發的“火災物證鑒定仿真實驗系統”聯用,達到關鍵物證進一步分析鑒定的目的。

虛擬仿真技術可克服許多傳統教育培訓方式存在的缺點和不足,更好地幫助提升教育培訓質量和效果。火災調查作為消防救援工作的一項重要任務,今后在人才培養方面還有很長的路要走,借助虛擬仿真技術,提升火災調查教育培訓水平,是克服目前火災調查教育培訓短板的一種很好的選擇,虛擬仿真技術必將在今后火災調查教育培訓中發揮越來越重要的作用。