虛實結合下的火災逃生演習模式探討

摘要：目前通用的火災現場逃生演習方式往往流于形式，難以達到演習效果。隨著VR技術日益成熟，虛擬技術已經被廣泛應用在應急教育培訓和模擬演練行業中。受此啟發，作者提出了利用VR技術將生產、生活環境虛擬模型作為虛擬逃生系統的模擬場境，在虛擬逃生演習培訓的基礎上，定期開展現場逃生演習的綜合逃生演習方式，做到了現實與虛擬的有機結合。這種綜合方式可以有效解決現有的單一逃生演習存在的弊端，大大提高火災逃生演習效果，具有廣闊的應用前景和巨大的社會價值。

關鍵詞：逃生演習虛實結合綜合方式效果

一、課題背景

火災往往給人民生命財產造成重大損失。據統計全世界每天發生火災1萬多起，造成數百人死亡。而我國每年發生火災約4萬起，死亡2000多人，傷3000—4000人，每年火災造成的直接財產損失達10多億元，尤其是造成幾十人、幾百人死亡的特大惡性火災還時有發生。

如何有效提高人們的安全意識和應急逃生技能，是擺在面前的一項重大課題。實踐證明，火災逃生演習可以有效增強人們的安全意識，有效提升災害應對和自救能力，最大限度地降低事故造成的人員傷亡和經濟損失。

二、逃生演習方式現狀

目前，火災逃生演習方式大多采用現場逃生演習方式，但由于沒有“真火”的場景和恐懼感，這種逃生演習方式大多存在參演人員重視程度不夠、敷衍了事的現象，緊張感和嚴肅性不夠，不聽指令、拖沓散漫的現象時有發生，效果不理想。同時，由于現場逃生演習涉及面廣，在一定程度上影響正常的生產、生活秩序，而且準備時間較長，效率較低。另外，由于參演人數較多，如控制措施不利，還有可能引發踩踏事故。

近年來，VR技術（VirtualReality，又名虛擬現實技術）不斷發展和完善，目前已被廣泛應用在火災仿真訓練中。VR技術為應急演練提供了一種全新的開展模式，大大降低了投入成本。它是傳統安全教育方式的一種突破和創新，具有仿真性、開放性、自主性、安全性等優點，但是VR技術在我國起步較晚，與有些技術與發達國家相比還比較落后，單純的虛擬逃生演習也有現實場景針對性不強、單次受訓人員受限、演習效果得不到檢驗等缺點。

三、模擬逃生演習系統設計

系統使用Unity3D渲染引擎進行開發，代碼開發環境使用VisualStudio2015社區版，三維建模采用Autodesk3dsMax64位版本。

軟件環境：Windows10 家庭版/企業版64位操作系統及Oculus官方發布的Runtime1.3版本。

系統模塊劃分：系統以火災應急逃生模擬與虛擬訓練為主題，將校園空間設計模型嵌入模擬系統，以虛擬現實校園教學樓為主場景，把功能不同的模塊劃分成四個場景，分別為火災知識展示場景、火災逃生觀察者場景、火災逃生跟隨者場景、火災逃生體驗者場景。本系統的各個模塊之間是可以跳轉的，即模塊之間是并行設計的，而非串行設計的。

系統硬件主要包括：虛擬現實頭盔、星座追蹤系統、控制手柄等。

通過實地測量與資料查閱，利用Autodesk3dsMax64位版本建模并搭建協同環境，通過與真實場景反復對比，保障虛擬環境與真實場景的一致性。通過虛擬現實技術將校園多源信息以三維數字校園形式動態規劃建設、空間管理，解決海量視頻信息空間管理問題，提升監控視頻空間感知能力，提高視頻安全防護工作效率，為突發事件提供可視化決策支持平臺。

四、效果檢驗

（一）虛擬逃生演習

采取分層抽樣調查的方法，在某校初中、高中各個年級共抽取了若干人，分批次進行模擬VR火災逃生演習訓練。訓練完畢后，通過調查問卷答案分析可以看出，大部分同學對虛擬逃生技術了解不多，可見虛擬技術有待一進一步宣傳;三分之一多的同學沒有參加過火災演習，反映出組織實現演練有一定困難，同學們的火災逃生技能和知識堪憂;虛擬環境下絕大多數同學能認真對待，說明虛擬環境非常逼真;絕大多數同學從虛擬逃生系統中收獲很大，在短時間內達到了很好的效果;部分同學認為虛擬逃生系統還有提升空間，還可以更人性化、更逼真。

（二）虛擬逃生訓練后的現實逃生演習

為進一步檢驗虛擬逃生訓練效果，在分批次進行虛擬逃生演習的基礎上，按照往年火災逃生演習方案重新進行了一遍現實逃生演習，演習效果大幅提升：

1.反應時間大幅減小;

2.指揮有方，緊張有序，原來嬉笑打鬧現象基本杜絕;

3.逃生技能明顯提高，濃煙區域捂鼻、彎腰動作一絲不茍。互幫互助意識明顯提高。

五、結論與展望

不難看出，虛擬逃生系統具有現實逃生演習不可比擬的優越性，但是，它又不能完全代替現實逃生演習。二者互為檢驗，互相補充，在分批次、小規模分散虛擬培訓基礎上，定期進行現實演練，既可以節約大量人力、物力投入成本，又可以提升演習效果，必然會對火災逃生演習效果有極大提升作用。

隨著科技的進一步發展，VR技術目前存在的問題將得到有效解決，其應用前景是非常可觀的，這項技術將繼續朝著更加智能化、電動化的方向發展。隨著該項技術的成熟，生產成本進一步降低，虛擬逃生系統進入“千家萬戶”成為可能，火災逃生演習不再是僅僅“跑一跑”的活動，是一種值得推廣應用的綜合火災逃生演習方式。

參考文獻：

公安部消防局.消防安全案例分析[M].北京：機械工業出版社，2018.

苗志宏，馬金強.虛擬現實技術基礎與應用[M].北京：清華大學出版社，2014.

李文航.學校火災應急逃生模擬與虛擬訓練系統[D].中國科學院遙感與數字地球研究所遙感科學國家重點實驗室，2018.

作者簡介：邢蕾妮（2002—），女，祖籍山東，北京市第35中高中二年級學生，該課題獲得2018年中國少年科學院北京賽區“一等獎”。