淺談煤礦典型崗位安全培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

【摘 要】煤炭行業(yè)的事故發(fā)生率在各類行業(yè)中一直居高不下，為此，我國政府和企業(yè)都加大人力、物力投入來提高煤礦安全生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)的機(jī)械化，但是煤礦企業(yè)對(duì)安全培訓(xùn)工作的重視度還不是很高，從業(yè)人員素質(zhì)仍然很低，嚴(yán)重制約著煤礦企業(yè)的發(fā)展。本文從分析傳統(tǒng)安全培訓(xùn)不足入手，對(duì)煤礦典型崗位安全培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提出自己的一點(diǎn)看法，為安全管理提供一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】安全培訓(xùn)；虛擬系統(tǒng)；總體設(shè)計(jì)

礦井生產(chǎn)是具有事故頻發(fā)的工作環(huán)境，特別是特大事故，事故和死亡人數(shù)比例占總事故的一半，所以長期以來我國投入大量的人力、物力、財(cái)力到煤礦安全生產(chǎn)中，然而煤礦安全生產(chǎn)事故還是不間斷的出現(xiàn)，事故后果仍然非常嚴(yán)重，而且也有越來越多的專家學(xué)者們投入到煤礦安全生產(chǎn)的研究中。在國家和企業(yè)的大力支持下，安全生產(chǎn)水平的提高占很大一部分，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)硬件水平的提高，不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，提高設(shè)備本身安全化水平，二是加大安全培訓(xùn)力度，提高職工安全意識(shí)。但是我國的煤礦企業(yè)安全培訓(xùn)仍然多采用傳統(tǒng)的形式，雖然與信息化有所接觸，但是融合度不高，值得我們關(guān)注。

一、傳統(tǒng)安全培訓(xùn)和虛擬系統(tǒng)安全培訓(xùn)的對(duì)比

由于技術(shù)和重視度不夠，我國大多數(shù)煤礦企業(yè)對(duì)安全培訓(xùn)的信息化普及不高，大多采用多媒體等手段講授煤炭安全理論知識(shí)，無法形成一種直觀的感受，很多理論知識(shí)都會(huì)被當(dāng)成“耳旁風(fēng)”而被忽略，安全培訓(xùn)的意義也就不存在，傳統(tǒng)的煤礦企業(yè)安全培訓(xùn)主要存在以下問題：（1）培訓(xùn)教師多數(shù)為外聘教師，僅僅有理論知識(shí)的支撐，沒有過多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)安全生產(chǎn)理解深度不夠。（2）“填鴨式”的教學(xué)方法，將員工限制在課堂內(nèi)，再加上理論知識(shí)的抽象性就造成了理論和實(shí)踐的脫節(jié)，影響培訓(xùn)效果。（3）多媒體教學(xué)雖然圖文并茂，但不夠直觀，易產(chǎn)生視覺疲勞，并且還是沒有脫離單向式教學(xué)范疇。

相比于傳統(tǒng)模式，虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)系統(tǒng)更加注重員工的親身體驗(yàn)，它是一種虛擬現(xiàn)場和動(dòng)作，能讓員工身臨其境地感受到安全生產(chǎn)重要性的先進(jìn)安全生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)，它能夠很直觀地學(xué)習(xí)生產(chǎn)流程、操作方法、事故應(yīng)急等各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)還可以人機(jī)互動(dòng)，工人根據(jù)自己的崗位、時(shí)間和薄弱點(diǎn)等進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，它創(chuàng)新了煤礦企業(yè)安全培訓(xùn)的形式，優(yōu)化了安全培訓(xùn)內(nèi)容，促進(jìn)了安全培訓(xùn)與計(jì)算機(jī)信息化的結(jié)合。目前，國外已經(jīng)有煤礦企業(yè)運(yùn)用此技術(shù)，但國內(nèi)仍然處于起步階段需要加大研究工作。

二、安全培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

安全培訓(xùn)虛擬系統(tǒng)作為信息化較高，技術(shù)含量過硬的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)原則要遵守以下幾個(gè)方面：（1）考慮系統(tǒng)的普及化和推廣能力；（2）能把人和物三維特征、環(huán)境和背景都表現(xiàn)得十分逼真，從而使參加過培訓(xùn)的作業(yè)人員能夠快速地進(jìn)入狀態(tài)；（3）基于崗位需求，是設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性、全面性、異同共存、人性化和智能化的系統(tǒng)。

（一）系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要利用3DS MAX 2014、VRP等軟件實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)主要針對(duì)煤礦典型崗位作業(yè)人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，涉及培訓(xùn)目標(biāo)、內(nèi)容、考核等模塊，為了達(dá)到讓各崗位作業(yè)人員都能深入地掌握相應(yīng)的安全操作規(guī)程和了解本崗位的危險(xiǎn)源和事故后果的目的，需要全面地學(xué)習(xí)事故發(fā)生后的應(yīng)急方法，以減少或避免井下作業(yè)安全事故，提高安全生產(chǎn)水平，本系統(tǒng)應(yīng)滿足以下功能要求。

1、漫游功能：本系統(tǒng)針對(duì)的是全部崗位，因?yàn)槊總€(gè)崗位都涉及或大型或復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，作業(yè)人員中的新工人對(duì)真實(shí)的設(shè)備、作業(yè)場所等的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)都十分有限，對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、使用方法僅僅處在理論認(rèn)識(shí)的水平，視圖可以直觀、全面地展示設(shè)備和作業(yè)場所的功能。所以，系統(tǒng)應(yīng)具有漫游功能，通過VRP軟件實(shí)現(xiàn)視圖中放大或縮小視圖進(jìn)而從各個(gè)方位觀察機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)從任何角度、任何路線的漫游。

2、考核功能：本系統(tǒng)還應(yīng)該具有與培訓(xùn)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的考核功能，例如理論知識(shí)考核、安全操作規(guī)程考核等，另外，系統(tǒng)還有應(yīng)急演練功能，從而讓員工能夠身臨其境地進(jìn)行演練，進(jìn)而培養(yǎng)應(yīng)急心理和應(yīng)急能力。

3、交互功能：交互功能就是和真人之間的互動(dòng)，系統(tǒng)可以根據(jù)使用者操作的正確與否進(jìn)行判斷和提示，對(duì)于正確的操作，給出實(shí)時(shí)正確的信息反饋；對(duì)于錯(cuò)誤的操作，給出錯(cuò)誤提示并提出一定的建議。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成：為了突出以典型崗位為單位的創(chuàng)新性特點(diǎn)，同時(shí)保證培訓(xùn)內(nèi)容的全面性，系統(tǒng)的大致構(gòu)成可以分為以下幾個(gè)方面（1）安全培訓(xùn)目標(biāo)，虛擬系統(tǒng)的培訓(xùn)目標(biāo)就是強(qiáng)化作業(yè)人員安全意識(shí)，掌握事故預(yù)防和應(yīng)急處理能力。（2）安全培訓(xùn)內(nèi)容，培訓(xùn)的內(nèi)容有安全法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，安全文化培訓(xùn)和事故應(yīng)急培訓(xùn)。（3）典型崗位的安全培訓(xùn)，典型崗位根據(jù)單位實(shí)際情況，可以將不同的人員配置到合適的崗位上。

三、安全培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型

1、桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)：桌面式VR系統(tǒng)功能較低，對(duì)硬件條件要求也較低，在PC機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)，主要通過鼠標(biāo)、鍵盤等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，沉浸感較差，但成本較，使用非常廣泛；

2、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸式VR系統(tǒng)比桌面式VR系統(tǒng)先進(jìn)，硬件要求較高，一般為專業(yè)計(jì)算機(jī)工作站，作業(yè)人員能夠體會(huì)到其多感知性，并能通過專業(yè)設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互。；

3、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。分布式VR系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)多用戶共享功能，使協(xié)同工作成為可能，如用于部隊(duì)聯(lián)合訓(xùn)練的作戰(zhàn)互聯(lián)網(wǎng)SIMNET系統(tǒng)；

4、遙視虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。遙視VR系統(tǒng)不完全是虛擬世界，而是將遠(yuǎn)程傳輸過來的三維實(shí)體圖像與虛擬相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)實(shí)近虛的完善結(jié)合，目前該技術(shù)已得到較好的應(yīng)用，如窺鏡手術(shù)、遠(yuǎn)程指導(dǎo)機(jī)器人作業(yè)等。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺(tái)：VRP是由中視典數(shù)字科技有限公司開發(fā)的專業(yè)用于虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真的軟件，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的建模平臺(tái)是一款專業(yè)三維動(dòng)態(tài)軟件3DS MAX。

四、結(jié)束語

本文僅是個(gè)人對(duì)典型崗位虛擬體統(tǒng)構(gòu)建的一定看法，在實(shí)際中還有很多的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q，做好員工的安全培訓(xùn)工作至關(guān)重要，作為一名管理人員更應(yīng)該以身作則，去接觸更多新進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，為煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)出謀劃策。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曾建超，俞志和.虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)及其應(yīng)用[M].第1版.北京：清華大學(xué)出版社.2006.6；

[2]王兵建，周心權(quán).虛擬現(xiàn)實(shí)在煤礦重大事故調(diào)查分析中的應(yīng)用[J].煤礦安全，2006（9）：14-17；

[3]陳靜我國煤礦安全培訓(xùn)管理體系的現(xiàn)狀及存在問題研究[D].云南大學(xué).2013。