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煤礦安全工程中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用
徐雪穎 2022/5/27 7:29:38
（安陽鑫龍煤業(yè)技工學(xué)校，河南省安陽市，455133）
摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，獲得理想的應(yīng)用效果，呈現(xiàn)出多重感知性、交互聯(lián)通操作等特點，得到各個行業(yè)領(lǐng)域的喜愛。煤礦開采行業(yè)各項工作開展過程中受到多方面因素的影響，存在不同程度的安全問題。煤礦安全工程中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，提升煤礦生產(chǎn)安全質(zhì)量，促進(jìn)煤礦開采行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：煤礦安全工程；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；應(yīng)用
我國包含豐富的煤炭資源，但是開采和儲備能力相對較低，在煤礦勘探安全方面，難以得到有效保障。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在煤礦安全工程中應(yīng)用，能夠有效強(qiáng)化管理，提升其整體水平，為該行業(yè)的長久發(fā)展提供有力的支持和保障。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)闡述
1.1含義
VR技術(shù)主要采用計算機(jī)生成一種虛擬世界，便于參與者可以直接通過各種感官進(jìn)行感受，同時允許參與者交互的觀察和實踐操作。VR技術(shù)具有自身一定的特點，更加關(guān)注人在VR系統(tǒng)的主導(dǎo)地位，促進(jìn)信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)更加滿足人的實際需求，和人的各種感官感覺保持一致。VR技術(shù)的主要工作原理在計算機(jī)基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體和傳感技術(shù)等，在現(xiàn)代研究學(xué)中占據(jù)重要位置。VR技術(shù)具有較高的感知能力，包含計算機(jī)的視覺感知性能，同時具有基本運(yùn)動、聽覺和觸覺功能，甚至可以感知氣味；較強(qiáng)的存在感，創(chuàng)建的虛擬環(huán)境能夠促進(jìn)用戶身臨其境、難辨真假的感受；VR技術(shù)的交互性主要促進(jìn)用戶在虛擬場景中對相關(guān)事物進(jìn)行實踐操作和反饋；虛擬環(huán)境中的運(yùn)動規(guī)律和實際生活進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，具有一定的自主性[1]。煤礦安全工程中應(yīng)用VR技術(shù)，保證工作開展的實際成效，降低人員的工作壓力和工作量，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多的綜合效益，促進(jìn)煤礦企業(yè)健康、穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展。
1.2特點
虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有以下幾大特點：①該技術(shù)和計算機(jī)存在顯著的感知區(qū)別。計算機(jī)主要呈現(xiàn)出視覺、聽覺效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅包含視覺聽覺感知力，還具有人類觸覺、味覺嗅覺、運(yùn)動等更多的感知，能夠為人類提供感知的所有功能，同時能夠帶動人類進(jìn)入聯(lián)想和想象，增強(qiáng)人類的探究和分析等能力。②真實存在感。該技術(shù)能夠促進(jìn)人類明白身處虛擬世界，但是具有較強(qiáng)的真實存在性，讓人不由自主的沉浸在虛擬環(huán)境中，仿佛在現(xiàn)實中，難以分辨真假。③交互聯(lián)通操作。體驗者能夠采用專門的設(shè)備，置身在虛擬環(huán)境中，分析、判斷和自主操作這個虛擬環(huán)境，借助多種信息的反饋，增強(qiáng)體驗者對現(xiàn)實情況的掌握和思考，進(jìn)而有效解決相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)實問題。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在煤礦安全工程中的應(yīng)用
2.1場景、設(shè)備設(shè)計
煤礦安全工程施工建設(shè)的過程中，相關(guān)工作人員需要進(jìn)行勘探、開采、運(yùn)輸和生產(chǎn)等多個環(huán)節(jié)，屬于比較繁雜的體系，容易受到內(nèi)外部因素的影響，對各個環(huán)節(jié)的工作順利開展產(chǎn)生不良影響。因此，工作人員在煤礦生產(chǎn)中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，創(chuàng)建虛擬的勘測、開采等場景環(huán)境。工作人員設(shè)計煤礦場景的過程中，采集真實的地理信息數(shù)據(jù)，創(chuàng)建相適應(yīng)的地理環(huán)境，包含安全通道、儀器設(shè)施、系統(tǒng)裝配、出入口等各個方面，最大程度的還原地下煤礦勘測的真實場景全貌。
另外，煤礦開采都是地下作業(yè)，具有繁雜的惡劣地下環(huán)境，活動空間狹小，對工作人員的生命安全等產(chǎn)生較大威脅[2]。因此，煤礦開采設(shè)備在實際應(yīng)用維護(hù)過程中，對工作人員具有較高的要求。設(shè)計人員針對煤礦開采設(shè)備設(shè)計過程中，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠有效節(jié)約時間和成本，迅速設(shè)計相應(yīng)的開采設(shè)備，隨時修改不同類型的零部件，不必等到設(shè)備實物制作完成，在任何時間段都能夠進(jìn)入虛擬空間，進(jìn)行實踐操作應(yīng)用，最大程度的減少了實物設(shè)備制作周期。
2.2安全培訓(xùn)
煤礦地下開采作業(yè)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)瓦斯泄露、火災(zāi)等多種安全危害事故，增強(qiáng)現(xiàn)場工作人員的安全生產(chǎn)培訓(xùn)工作是該行業(yè)的主要工作環(huán)節(jié)。相關(guān)工作人員開展安全培訓(xùn)的過程中，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠有效引導(dǎo)和指導(dǎo)現(xiàn)場工作人員，開展地下開采模擬演練，通過模擬性的實踐操作，促進(jìn)培訓(xùn)員工在虛擬的地下環(huán)境中，感受到真實的采礦空間，積極學(xué)習(xí)采礦技術(shù)和安全知識，學(xué)會在惡劣的作業(yè)環(huán)境下加強(qiáng)自我保護(hù)，應(yīng)用有效的措施解決突發(fā)事件。安全培訓(xùn)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠有效節(jié)約培訓(xùn)成本和時間，同時能夠提升培訓(xùn)質(zhì)量和效率，保證培訓(xùn)工作順利有序進(jìn)行。
2.3安全預(yù)防和事故分析
煤礦安全工程中容易出現(xiàn)相應(yīng)的安全事故，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，同時對人員的生命安全具有巨大威脅。因此，相關(guān)工作人員在安全預(yù)防中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠有效降低安全事故發(fā)生的幾率，最大程度的降低其影響程度。工作人員采用該技術(shù)模擬安全事故場景，明確發(fā)生過程和問題，結(jié)合相關(guān)結(jié)果制定針對性的預(yù)防措施，同時經(jīng)過模擬預(yù)防方案，（未完，下一頁）
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