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虚拟仿真技术在火灾调查教育培训中的应用

2019-11-05 08:52:46   来源:《中国万博manbetx官网入口》   作者:  阅读:次   【 打印本页 】

火灾调查是还原火灾真相、认定火灾原因的法定途径,是吸取事故教训、改进万博manbetx官网入口工作的有效手段,是捍卫群众利益、打击违法犯罪的重要渠道。随着经济社会发展和人民群众的物质文化生活水平的逐步提高,人们对火、电、气、油的用量急剧增加,相应的火灾隐患也明显增多,起火原因日趋复杂,对火灾调查人员的素质要求越来越高,需要切实增强教育培训的效果。


应用虚拟仿真技术进行培训的必要性

目前,火灾调查教育培训方式,不能满足万博manbetx官网入口工作对火灾调查人才数量、质量的需求。火灾调查人员的培养分为学历教育和在职培训两种方式。其中,火灾调查学历教育集中在中国人民警察大学(原中国人民武装警察部队学院),分为研究生教育和本科教育。每年招生人数分别在30人和80人左右,合计不超过120人。在职培训包括应急管理部万博manbetx官网入口救援局组织的培训、警察大学组织的培训和各省万博manbetx官网入口救援总队组织的培训。2014~2018年,万博manbetx官网入口救援局以“师傅带徒弟”的形式,分4批先后组织了65名火灾事故调查专业技术人员进行专门培训。除此之外,万博manbetx官网入口救援局每年还组织全国火灾调查业务培训班,召集各省的火调处长和火调骨干进行案例研讨,并邀请相关领域专家对火灾调查中涉及的专门问题进行讲解,通过这种方式培养的火调人才每年不超过100人。警察大学组织的在职培训主要是应各省万博manbetx官网入口救援总队的要求,针对各省的实际情况,开展专门的火灾调查培训。这种培训人数不固定,近5年,先后有河北、山东等省份组织专兼职火灾调查人员到警察大学进行专门培训,每省接受培训人员在100人左右。在各省万博manbetx官网入口救援总队组织培训方面,近几年,先后有湖北、四川、江苏、海南等万博manbetx官网入口救援总队组织本省火灾调查人员进行培训,专门讲授火灾调查知识,但每次培训的规模都不大。

无论是学历教育还是在职培训,两种方式培养的火灾调查人才数量都不多,远远不能满足近几年平均每年20~30万起火灾调查的需要。从培养质量来看,无论是学历教育还是在职培训,都是以理论讲授为主,实践环节很少,尤其是利用真实火灾现场进行火灾调查教育培训的环节基本上没有。火灾调查人员最需要的就是实践能力,两种方式的培养质量也不能完全满足实际火灾调查工作的需要,寻找合适的教育培训方式十分必要。而虚拟仿真技术在扩大培训规模、增强培训效果、提升实践能力方面有独特的优势,因而在火灾调查教育培训中引入虚拟仿真技术势在必行。


国外万博manbetx官网入口教育培训模式

国外万博manbetx官网入口教育培训特别注重利用真实火场培训火灾调查人员,让培训人员进行实际的火灾调查,提升火灾调查业务水平。如美国伊利诺伊万博manbetx官网入口学院、法国万博manbetx官网入口官高等学院在培训火灾调查人员时,普遍使用真实火灾现场来提升培训效果。法国万博manbetx官网入口官高等学院在火灾调查培训实验室,建造好实体建筑之后进行燃烧试验,12个学员一组进行培训。可模拟不同的场景,制备完火灾现场后,供培训人员调查,同时在制备过程中用360度相机拍摄初始照片和火灾在燃烧时的场景,培训时放映给学员看。

除制备实体火灾来对火灾调查人员进行培训外,国外更多是采用低成本的虚拟仿真技术来实现对大量火灾调查人员的培训。如法国民事安全实务学校承担着森林火灾、洪涝灾害、地震救援三方面的培训任务,20多年前就与荷兰的XVR公司进行合作,获取大量逼真的训练场景,并根据需要不断更新,加入一些如火灾蔓延、人员被困等具体情况,以满足受训的需求。


虚拟仿真技术引起广泛关注

虚拟仿真(Virtual Reality)也叫做虚拟现实,简称VR。是一种借助于仿真、网络、传感等技术来实现的一种可创建的、虚拟世界的计算机系统。随着虚拟仿真装备的逐步推广应用,2016年被称为虚拟仿真元年,虚拟仿真技术已经引起了各级各类教育培训机构的广泛关注,虚拟仿真的教育应用案例不断涌现,虚拟仿真创造未来教育的序幕已经拉开。

与利用真实火场培训相比,虚拟仿真技术有特定的优势。人们可在虚拟仿真系统中获得多种感知,如视觉、听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等,从而有身临其境、沉浸其中之感;人与虚拟仿真系统能够进行交互,即人能以近乎自然的行为(如语言、动作等)控制虚拟环境,虚拟环境也能够对人的操作进行实时反应;虚拟仿真系统中的环境是人们通过计算机等工具为实现某一目标或用途而模拟出来的,是虚幻的,同时,虚拟仿真系统中的环境与所模拟的客观世界十分相像,虚拟环境对人所做的自然行为能给出符合客观世界规律的反应,因此给人的各种感觉十分逼真。

虚拟仿真技术被应用在现实作战指挥模拟,飞机、船舶、车辆虚拟仿真驾驶训练,飞机、导弹、轮船与轿车的虚拟制造(含系统的虚拟设计),虚拟仿真建筑物的展示与参观,虚拟仿真手术培训,虚拟仿真游戏,虚拟仿真影视艺术等方面。


虚拟仿真技术在火灾调查教育培训中的应用

目前,制约火灾调查人员业务水平提高的最核心环节是火灾现场勘验。不同省、市火灾种类和特点不同,许多调查人员对于不同类型的火灾现场如何勘验没有经验可借鉴,因而可利用虚拟仿真技术建立不同类型的典型火灾现场,供培训人员反复进行勘验操作,以达到提升火灾调查能力的目的。

2013年,警察大学万博manbetx官网入口虚拟仿真实验教学中心成为首批国家级虚拟仿真实验教学中心,利用这一平台,万博manbetx官网入口工程系火灾调查教研室大力开发火灾调查虚拟仿真教学系统,先后建成了火灾物证鉴定虚拟仿真实验室,模拟火灾现场勘验系统(一期、二期),开创了应用虚拟仿真技术进行火灾调查教育培训的先河。在模拟火灾现场勘验系统中,将虚拟仿真技术融入火灾现场勘验教学活动中,通过三维虚拟仿真引擎构建基于真实火灾的仿真训练场景,通过对真实火灾案例调查环节训练内容的设置,实现各种基本调查能力的模拟训练,同时融入模拟训练操作考评体系,对学员模拟训练操作进行自动考核评估,让参与培训和考核的教师、学员根据勘验、询问的规则在系统中完成各自的任务,以达到培训、考核的目标。

模拟火灾现场勘验系统包含三维场景、故事情节引导、模拟勘查与鉴定、训练导调、培训与考核、信息管理等六大模块。利用本系统,培训学员可以在依据真实火灾现场建立的三维场景中,根据实际火灾案例的故事情节,进行模拟现场勘验。系统可根据培训人员的实际操作,自动对培训人员进行评分考核。

火灾现场勘验分为勘验前的准备、环境勘验、初步勘验、细项勘验和专项勘验等多个步骤,每个步骤中又分为诸多具体的勘验内容,模拟火灾现场勘验系统分别对上述步骤及内容进行了仿真。在不同的勘验阶段,可进行诸如对火场外围进行观察、张贴封闭火灾现场通知书,对重点部位进行观察、标识起火部位,确定起火点并进行相应的仪器测量等操作。到专项勘验环节,本系统通过与前期开发的“火灾物证鉴定仿真实验系统”联用,达到关键物证进一步分析鉴定的目的。

虚拟仿真技术可克服许多传统教育培训方式存在的缺点和不足,更好地帮助提升教育培训质量和效果。火灾调查作为万博manbetx官网入口救援工作的一项重要任务,今后在人才培养方面还有很长的路要走,借助虚拟仿真技术,提升火灾调查教育培训水平,是克服目前火灾调查教育培训短板的一种很好的选择,虚拟仿真技术必将在今后火灾调查教育培训中发挥越来越重要的作用。

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