VR虛擬系統(tǒng)在施工管理中的應(yīng)用

李強(qiáng)，吳曜曜，杜高民

VR虛擬系統(tǒng)在施工管理中的應(yīng)用

李強(qiáng)，吳曜曜，杜高民

（國網(wǎng)山西送變電工程有限公司，山西 太原 030006）

隨著中國特高壓工程建設(shè)任務(wù)增加，施工安全帶來的風(fēng)險也隨之增加。特高壓換流站不同于常規(guī)變電工程，尤其是近年來柔性直流電網(wǎng)的建設(shè)，有著施工單位多、施工人員數(shù)量大、施工作業(yè)復(fù)雜等特點(diǎn)，在現(xiàn)有安全教育培訓(xùn)資源下很難做到面面俱到，給工程現(xiàn)場安全管理帶來了巨大壓力。施工單位常常因為怕耽誤時間導(dǎo)致部分安全教育培訓(xùn)記錄流于形式，甚至存在偽造現(xiàn)象，造成施工現(xiàn)場個人違章時有發(fā)生，為現(xiàn)場安全管理帶來很大風(fēng)險。通過VR虛擬系統(tǒng)的應(yīng)用，使員工安全意識得到提高，公司效益進(jìn)一步增加。

施工管理；VR虛擬系統(tǒng)；違章率；安全教育培訓(xùn)

據(jù)分析，95%的安全事故都是由違章造成的，違章是事故發(fā)生的導(dǎo)火索，因此，降低施工人員的違章率是工程安全穩(wěn)健建設(shè)的根本。違章作業(yè)破壞了企業(yè)安全生產(chǎn)管理的規(guī)章制度，影響了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的正常秩序，而且極易發(fā)生工傷事故，帶來人身傷害和財產(chǎn)損失，甚至付出生命，造成嚴(yán)重的社會影響，破壞了企業(yè)形象。傳統(tǒng)的安全教育培訓(xùn)通常采用視頻、宣講、考試等方式，培訓(xùn)內(nèi)容以傳達(dá)為主，施工人員信息反饋欠缺，容易產(chǎn)生消極應(yīng)付心理，所以可以考慮運(yùn)用VR等科技手段讓施工人員身臨其境地感受違章的危害，從而養(yǎng)成規(guī)范作業(yè)的習(xí)慣。

1 主要用途

對于VR的應(yīng)用，在國內(nèi)電網(wǎng)柔性直流工程項目中，屬于富有特色，系統(tǒng)化、全面性的研究。參照和吸取以往換流站工程安全教育培訓(xùn)模式，結(jié)合科技手段實現(xiàn)智能化、信息化的安全管控手段，進(jìn)一步提升安全管理效果，保障施工作業(yè)人員安全。

結(jié)合國網(wǎng)直流公司面臨的大規(guī)模直流工程建設(shè)項目的開展，探索和形成較為全面、規(guī)范的施工安全教育培訓(xùn)系統(tǒng)，以此降低工程現(xiàn)場施工人員個人違章行為發(fā)生的頻率。

2 VR虛擬系統(tǒng)的搭建

VR虛擬系統(tǒng)是將現(xiàn)場安全教育培訓(xùn)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，建立起一個集視覺、聽覺、體感、交互于一體的安全作業(yè)體驗館，主要組成平臺包括綜合用電體驗區(qū)、安全帶使用體驗區(qū)、安全帽撞擊體驗區(qū)、鋼絲繩使用方法教學(xué)平臺、安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過構(gòu)筑具有強(qiáng)烈真實感和沉浸感的事故、高風(fēng)險作業(yè)、緊急事件場景等，讓施工人員在身臨其境的體驗中獲得安全教育知識。在體驗館中，一線作業(yè)人員可以將所有可能發(fā)生的安全事故以及工作中必備的技能、應(yīng)急知識都真真實實地體驗一次。與傳統(tǒng)的“讀規(guī)章制度、看事故視頻、簽名”老三樣相比，VR安全體驗館更生動有趣，更具有包容性，真正使施工人員“親身”經(jīng)歷工程建設(shè)施工中各種安全事故，讓安全生產(chǎn)觀念深入人心。

VR虛擬系統(tǒng)的搭建如圖1所示。

圖1 VR虛擬系統(tǒng)的搭建

安全教育培訓(xùn)室中配備用于系統(tǒng)開發(fā)及運(yùn)行的服務(wù)器、VR定位舞臺、VR虛擬眼鏡、VR手持遙控。服務(wù)器將編輯好的軟件展示在大屏幕上，可使觀看者和體驗者同時接受安全教育；VR定位舞臺精確校正體驗者位置，模擬出最真實的安全事故現(xiàn)場；安全體驗室內(nèi)共設(shè)置5套VR眼鏡及操作手柄，可使體驗者從視覺、觸覺、聽覺共同感受安全事故帶來的嚴(yán)重后果，代入感強(qiáng)烈；同時配置有安規(guī)題庫，施工人員在虛擬體驗結(jié)束后再進(jìn)行考核，加深印象，安全教育作用顯著。

VR安全體驗可無限模擬各類安全事故場景：傳統(tǒng)安全體驗設(shè)施簡單，對于重大安全事故如基坑坍塌、吊裝機(jī)械傾覆等無法用金錢量化出來；豐寧換流站VR交互式設(shè)備平臺搭設(shè)費(fèi)用約8萬元，通過建模及渲染，可模擬各種風(fēng)險及安全事故，其經(jīng)濟(jì)成本節(jié)約量不言而喻。

3 VR虛擬系統(tǒng)的應(yīng)用

通過綜合用電電氣體驗項目，模擬施工現(xiàn)場常見的過電流、漏電等用電事故，培訓(xùn)體驗者有效應(yīng)對施工現(xiàn)場臨時用電引起的火災(zāi)及人員觸電事故。將觸電急救措施融合于體驗教育活動中，增強(qiáng)施工現(xiàn)場觸電事故的應(yīng)急處置能力，減少觸電傷亡事故。

綜合用電體驗房如圖2所示。

圖2 綜合用電體驗房

搭建安全帶使用體驗平臺，正確穿好安全帶后，高掛低用。使施工人員在上升和下落的過程中體驗不同恐怖感受和不良感受，從而認(rèn)識到正確使用安全帶的重要性，達(dá)到安全教育培訓(xùn)的目的。

通過搭建安全帽撞擊體驗平臺，讓施工人員熟知安全帽的正確佩戴方法以及佩戴安全帽的重要性和必要性，體驗佩戴安全帽對物體打擊所減輕的效果。先根據(jù)體驗人的身高選擇體驗位置，讓體驗者站在指定的位置（不可抬頭朝上看），在這個特殊的環(huán)境里，體驗在真實或想象的危險中的不安不良狀態(tài)；用不經(jīng)意的約3 kg的撞擊力，讓每個人深刻感受到安全帽被撞擊的力量，感受到一種強(qiáng)烈而壓抑的情感狀態(tài)，其表現(xiàn)為神經(jīng)高度緊張，內(nèi)心充滿害怕，注意力無法集中，腦子里一片空白，不能正確判斷或控制自己的舉止，變得容易沖動等，認(rèn)識到不戴安全帽帶來的極大危害，從而養(yǎng)成正確戴安全帽的好習(xí)慣。

安全帽撞擊體驗設(shè)施如圖3所示。

通過搭建一個全面的學(xué)習(xí)教育平臺，展示鋼絲繩幾種常見的錯誤使用方法和正確的處理方法，讓施工人員掌握鋼絲繩錯誤使用帶來的危害，順便拓展展示鋼絲繩報廢標(biāo)準(zhǔn)，使施工人員充分了解鋼絲繩的注意事項和鋼絲繩斷絲后的正確處理辦法。

鋼絲繩使用方法宣傳欄如圖4所示。

在重要的安全隱患區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將安裝在施工區(qū)域內(nèi)的施工人員視頻、音頻等監(jiān)控系統(tǒng)連接起來，通過中控電腦的處理將有用信息保存并發(fā)送到項目部安全員終端電腦上，當(dāng)安全員發(fā)現(xiàn)施工人員違章作業(yè)時，運(yùn)用對講機(jī)聯(lián)系現(xiàn)場班組指揮員，實現(xiàn)違規(guī)作業(yè)的及時制止，有效降低現(xiàn)場施工人員個人違章的發(fā)生率。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)如圖5所示。

圖3 安全帽撞擊體驗設(shè)施

圖4 鋼絲繩使用方法宣傳欄

圖5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

4 推廣應(yīng)用前景

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也處于高速發(fā)展的階段，特高壓工程成為電力建設(shè)行業(yè)的重要組成部分，安全問題是工程建設(shè)的管控重點(diǎn)。隨著VR虛擬平臺的應(yīng)用，在安全意識、問題意識、團(tuán)隊合作意識、改進(jìn)意識、個人能力等各個方面，公司員工的安全意識得到了極大提高，提升了公司隊伍的整體水平和安全意識。同時，滿足了特高壓變電站建設(shè)的要求，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的統(tǒng)一。

F426.92

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.02.045

2095－6835（2020）02－0116－02

〔編輯：張思楠〕