虛擬現實技術在環境安全與應急工作中的應用研究

張傳合

（中海石油環保服務（天津）有限公司，天津 300457）

虛擬現實技術是一種新興技術類型，在不斷的發展當中，在較多領域中得到了應用，并發揮出了較好的應用效果。在現今我國環保工作開展中，環境安全與應急管理可以說是一項重點工作內容，通過虛擬技術的應用，則能夠有效提升環境安全與應急管理工作的實效性，進一步提升工作開展效果。

1 虛擬現實技術特征

對于虛擬現實來說，其是一種計算機同人之間形成的具有自然交互特征的人機界面，綜合了人機交互、立體顯示、多媒體、計算機圖形、傳感器與網絡等技術類型。在實際應用當中，通過VR 設備的應用，即能夠實現與虛擬現實進行交互的目標。具體來說，該技術的特征有：第一，浸入性。具體來說，即通過計算機形成三維立體圖像，使用戶能夠感覺到被虛擬世界包圍，如同身處在另一個環境當中，具有身臨其境的感覺。在具體浸入時，使人在聽覺、嗅覺、視覺與觸覺等方面都具有較好的浸入性；第二，交互性。在虛擬環境當中，人們可以應用傳感設備同處于虛擬世界當中的物品進行交互。如在使用手對虛擬環境中物體進行抓取與觸摸時，需要能夠獲得如同現實一樣的感覺；第三，構想性。在虛擬環境營造中，能夠幫助用戶良好的沉浸在其中，結合自身需求獲取相應知識，更好的理解、掌握相關信息數據。

2 虛擬現實同環境安全工作的結合

環境安全與應急管理是現今我國的工作內容，主要包括應急物資儲備、預案編制備案、環境應急演練與事故應急響應等。對于這部分工作來說，具有一定的風險性，對于具體演練有較高的要求，部分基層從經濟以及安全角度考慮，沒有按照要求開展相關工作，并因此給環境安全埋下了隱患。在現今工作中，虛擬現實技術是近年來新興的技術類型，具有成本低以及技術效果好的特點，是一種人機交互手段，通過計算機圖形技術對具有較強沉浸性、交互性的軟件系統進行建立。其仿真、沉浸以及交互性的存在，能夠較好地滿足環境安全工作需求，并因此在環境安全應急的多個方面應用。而在虛擬現實技術不斷發展、軟硬件數量不斷增加的過程中，該技術在易用性以及應用普及度方面也具有了更好的表現。

3 具體應用方向

3.1 物資配備管理

在環境安全與應急工作開展當中，對于應急物資的管理可以說是一項基礎性工作，通過該項工作的高質量開展，則在污染事故發生時能夠應用相關的物資實現相關污染事故的及時高效處理。就目前來說，部分企業在相關物資配備方面還存在著存放位置不合理以及數量不充分的情況，并因此對污染事故的應急處理產生了較大的影響。通過虛擬現實技術的應用，則能夠將應急物資的位置信息與種類等同GIS 技術間充分的結合，以此對立體、實物化圖形模擬方式進行應用，通過風險源評價功能的發揮對事故發生時應急物資的運輸線路進行模擬，保證能夠為事故處理提供支持，以正確的方式評估物資的存放以及配備情況。

3.2 環境應急監測

在環境安全應急工作當中，環境應急監測是其中的特有部分，通過該項工作的開展，能夠為具體處置環境污染事故提供重要的信息數據，也直接對污染事故的處理成功性產生影響。就目前來說，主要由環保部門負責環境應急監測工作。而對于污染事故來說，其高風險性與發生突然性特點的存在，以及在事故發生后，需要由工作人員深入到現場進行監測，使得該項工作具有較高的風險性。通過虛擬現實技術的應用，則能夠從以下兩個方面為該項工作的開展提供重要支持：首先，該技術能夠應用在環境應急監測的演練與日常培訓當中。具體來說，通過虛擬現實技術對目標環境以及發生污染事故的現場進行模擬，可幫助工作人員能夠在一個虛擬的環境當中進行演練與培訓，在有效提升演練效果的基礎上實現人員應急監測工作水平的提升。其次，當發生污染事故時，該技術能夠對事故的污染現場進行有效還原，幫助監測人員對現場環境以及污染源特征等相關信息進行熟悉與把握，以此提升環境監測成功率。

3.3 應急培訓演練

在環境安全應急工作開展當中，日常的演練與培訓可以說是非常重要的工作內容。該項工作開展的效果與水平將直接關系到在事故發生時能否以科學有效的方式進行處理。對于傳統的培訓方式來說，主要的方式有觀看視頻上課以及由專家舉辦講座等，在此過程當中具有較強的理論化特征，不僅在靈活度方面存在不足，且無法對事故現場的復雜變化情況進行適應，并因此影響到具體的培訓效果。同時該項工作在具體進行中也存在一定的風險，需要由多個部門參與到其中，且在演練涉及的類型方面也存在不夠全面的問題。對于該種情況，通過虛擬現實技術的應用則能夠以技術為基礎建立應急培訓演練軟件，以有效解決問題。虛擬現實技術在具體應用當中，能夠構建具有較強沉浸感的軟件系統，對用戶在具體應用當中的參與度進行有效提升，從單純的理論演練與培訓方式相比，能夠提升培訓效果。同時，該技術在應用當中能夠有效地實現企業的實際情況，以企業實際為基礎對多種類型的環境污染事故進行模擬，保證演練活動的全面性以及系統性，幫助工作人員通過培訓對不同類型污染事故的表現情況以及應急處理方法進行了解與掌握。此外，在使用虛擬現實軟件開展演練與培訓時，具有較高的安全性，能夠有效避免人身傷亡事故的發生。

3.4 環境風險源評價

對于企業與政府來說，對于環境風險源的管理與評價也是日常工作當中的重要內容。在具體評價工作當中，風險源可能導致哪些事故的發生、在發生后可能導致的后果等都對具體風險源評價工作的進行具有十分重要的意義。在以往風險源評價工作中，主要通過數據模型的方式進行計算，而對于現場的實際情況來說往往具有較高的復雜程度，因此無法保證結果的準確性。政府方面，需要能夠對轄區內存在環境風險源的分布情況以及具體性質等進行全面的把握。但就目前來說，所具有的風險源信息與數據材料往往為平面以及文字化特征，在具體工作當中，管理人員無法對風險源的位置、外觀以及可能導致發生的事故等信息形成直觀的了解。通過虛擬現實技術的應用，則能夠在同污染物擴散模型與GIS 技術相結合的基礎上對環境風險源評價管理系統進行制作，以此為基礎實現風險源的有效評價，進而掌握具有直觀、準確特征的評價結果。在政府工作當中，則能夠以此對風險源所具有的數量、類型、外觀、位置以及后果等進行全面的掌握，為后續相關工作的開展打下良好的基礎。

3.5 環境安全科研

在現今科研機構與高校當中，也積極開展了環境安全應急的科研工作。在此當中，通過虛擬現實技術的應用則能夠為這部分工作的進行提供支持。如在建立污染物擴散分析數學模型、進行污染物驗證與模型優化時，在以往工作中，從經濟、安全角度考慮，以及受到條件方面的限制，則僅僅通過小規模甚至是理論層面實驗進行，并因此對模型的準確性以及應用效果產生影響。而通過虛擬現實技術的應用，則能夠結合實際對污染物以及所處的真實環境進行模擬，在同目標數據模型結合的基礎上以準確的方式驗證模型，進一步提升科研工作開展水平。

3.6 環境執法輔助

在我國環境工作當中，也面臨著較為繁重的執法任務，尤其是在現今企業類型多、生產工藝復雜化生產中，則使得執法人員在現場檢查中也面臨較多問題，包括排污節點較多、治理設施運行難于掌握以及生產工藝復雜等，并因此使執法人員不能夠對檢查要點進行全面的掌握，可能因此影響到執法效果。雖然對部分行業具有相應的執法文檔，但大多為文字內容，無法以直觀的方式體現出執法要點。通過虛擬現實技術的應用，則能夠對目標企業的生產工藝進行模擬，在軟件當中體現出執法工作要點。在該情況下，執法人員即可以通過軟件的應用認知行業現場情況，切實提升執法能力以及執法效果。

4 結束語

虛擬現實技術的出現，為多個行業的發展帶來了新的機遇與選擇。對虛擬現實技術在環境安全與應急工作中的應用進行了一定的研究。在實際工作開展中，需要能夠充分做好虛擬現實技術的把握與應用，使其在環境安全應急管理工作中充分發揮作用，體現出更好的應用效果與價值。