VR建筑安全培訓(xùn)虛擬體驗(yàn)館系統(tǒng)

一、簡(jiǎn)言：

北京四度科技的VR體驗(yàn)館是集建筑安全教育、質(zhì)量教育、綠色施工為一體的虛擬3D體驗(yàn)館。在這個(gè)項(xiàng)目上，技術(shù)工程師們利用3Dmax建立了與實(shí)體體驗(yàn)館1:1的效果模型，通過(guò)軟件處理，結(jié)合VR眼鏡實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)漫游，讓體驗(yàn)者有更加逼真的感受：可以直接感受、體驗(yàn)電擊、高空墜落、洞口墜落、腳手架傾斜、墻體傾倒、隧道逃生、外架作業(yè)、支模系統(tǒng)作業(yè)、高空作業(yè)、塔吊吊裝等30多個(gè)項(xiàng)目虛擬效果;可以對(duì)各構(gòu)件定位、排版、做法、標(biāo)準(zhǔn)、屬性等信息進(jìn)行查看等。體驗(yàn)者戴上VR眼鏡后，如同看3D-IMAX電影一樣，仿佛身臨其境，整個(gè)建筑安全作業(yè)、工程形象逼真地展示在眼前，似乎觸手可及：體驗(yàn)者可以在虛擬的建筑工程中隨意“進(jìn)出”、“攀爬”，可以逼真地感受日夜交替下的工程風(fēng)景，也可以清晰明了地查看工程結(jié)構(gòu)的每一個(gè)部件、切實(shí)感受工程施工中的危險(xiǎn)。

二、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)作為這幾年發(fā)展最為迅速、應(yīng)用領(lǐng)域快速擴(kuò)張的高新技術(shù)，引起了政府和很多行業(yè)的高度重視。目前，許多行業(yè)都開(kāi)始引入 VR 技術(shù)，提升行業(yè)信息化水平，提高工作效率。同時(shí)，VR 技術(shù)是綠色建筑的重要支撐技術(shù)，在減少重復(fù)建設(shè)，降低資源消耗方面有非常積極的意義。 

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶(hù)沉浸到該環(huán)境中。 將 VR 技術(shù)應(yīng)用于施工安全方面是一大創(chuàng)新領(lǐng)域，即以實(shí)際建筑施工中的安全教育體驗(yàn)區(qū)為切入點(diǎn)，采用先進(jìn)的 VR 技術(shù)，打造出虛擬的體驗(yàn)區(qū)。工程師及施工人員可在一間固定的房間內(nèi)，利用先進(jìn)的軟硬件設(shè)備，體驗(yàn)施工過(guò)程中的各種安全問(wèn)題。虛擬化的安全體驗(yàn)區(qū)相比實(shí)體的安全體驗(yàn)區(qū)，場(chǎng)景更加真實(shí)，內(nèi)容更加豐富，環(huán)境貼近項(xiàng)目實(shí)際，也減少到實(shí)體體驗(yàn)區(qū)的重復(fù)建設(shè)。

并且現(xiàn)在大型建筑工地都會(huì)提前設(shè)計(jì)出三維模型，而研究人員則利用這一點(diǎn)把這些模型作為虛擬版本的基礎(chǔ)。通過(guò)游戲引擎來(lái)開(kāi)發(fā)這些基礎(chǔ)的三維規(guī)劃模型，研究人員可以打造出真實(shí)準(zhǔn)確的虛擬現(xiàn)實(shí)版本工地，甚至可以改變天氣狀況和為其添加聲音效果，盡可能地提高其真實(shí)程度。

三、VR建筑安全虛擬體驗(yàn)館介紹

相比于傳統(tǒng)的工地“三合一”體驗(yàn)館，BIM+VR技術(shù)下的“三合一”虛擬VR體驗(yàn)館更具有優(yōu)勢(shì)：

1. 虛擬體驗(yàn)區(qū)比實(shí)體體驗(yàn)區(qū)能夠展現(xiàn)更多的體驗(yàn)場(chǎng)景，比如很難搭建的場(chǎng)景、 危險(xiǎn)性很高的場(chǎng)景等，同時(shí)，VR 場(chǎng)景更加真實(shí)完整，體驗(yàn)感更強(qiáng)，安全教育 效果更明顯。

2. 可以將當(dāng)前實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行虛擬，在當(dāng)前項(xiàng)目中的某個(gè)位置進(jìn)行安全模擬，讓 人員直接在虛擬的本項(xiàng)目中進(jìn)行安全體驗(yàn)，教育體驗(yàn)效果更直接。

3. 新型的科技體驗(yàn)激發(fā)了工人參加安全教育的興趣，工人對(duì)安全事故的感性認(rèn) 識(shí)也會(huì)增強(qiáng)。

4.虛擬場(chǎng)景建設(shè)不再受場(chǎng)地限制，可最大程度模擬真實(shí)場(chǎng)景下的安全事故；

5.體驗(yàn)者進(jìn)入虛擬環(huán)境可對(duì)細(xì)部節(jié)點(diǎn)、優(yōu)秀做法進(jìn)行學(xué)習(xí)，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息， 同時(shí)還可進(jìn)一步優(yōu)化方案、提高質(zhì)量；

6.虛擬環(huán)境中的質(zhì)量模型樣板由軟件繪制，有效避免了由于工人技能差別帶來(lái)的 樣板標(biāo)準(zhǔn)化的差異;同時(shí)可以避免材料和人工的浪費(fèi)，符合綠色施工的理念。

目前成熟的體驗(yàn)項(xiàng)目有：

（1）安全帽體驗(yàn)區(qū)

  自主取過(guò)安全帽，通過(guò)正確的安全帽佩戴方式，將安全帽戴在頭上； 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，上方小型重物做自由落體運(yùn)動(dòng)砸在安全帽上；

（2）安全帶體驗(yàn)區(qū)

  通過(guò)安全帶懸掛于半空中，可自主的調(diào)節(jié)安全帶的長(zhǎng)度直至落到地面；

（3）洞口墜落體驗(yàn)區(qū)

  通過(guò)模擬開(kāi)口部的真實(shí)場(chǎng)景，開(kāi)口處打開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)；

（4）綜合用電體驗(yàn)區(qū)

  手放在通電的平臺(tái)上，產(chǎn)生麻木感（震動(dòng)模擬該效果）；

（5）消防演練體驗(yàn)區(qū)

  模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)正確的“拔、握、掃、瞄 ”滅火器使用方法，撲滅火苗；然后撤離現(xiàn)場(chǎng)；

（6）腳手架操作體驗(yàn)區(qū)

  根據(jù)安全規(guī)范搭建腳手架；

（7）機(jī)械傷害體驗(yàn)區(qū)

  模擬“擠壓、刺穿”等機(jī)械傷害；

（8）緊急救助體驗(yàn)區(qū)

  通過(guò)觀察“傷病者”的狀態(tài)，采用不同的救治方案；

（9）操作平臺(tái)體驗(yàn)區(qū)

  模擬操作平臺(tái)，通過(guò)VR技術(shù)實(shí)時(shí)虛擬操作體驗(yàn)；

（10）應(yīng)急逃生體驗(yàn)區(qū)

模擬應(yīng)急逃生路線及周邊環(huán)境，通過(guò)VR技術(shù)實(shí)時(shí)虛擬體驗(yàn)；

（11）支模系統(tǒng)坍塌VR體驗(yàn)

模擬建筑支模系統(tǒng)施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受支模系統(tǒng)施工作業(yè)場(chǎng)景，體驗(yàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致支模架垮塌的危險(xiǎn)，有身臨其境的體感，以此教育施工人員規(guī)范作業(yè)的重要性。

（12）隧道逃生VR體驗(yàn)

模擬建筑隧道施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受隧道施工作業(yè)場(chǎng)景，體驗(yàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致隧道垮塌的危險(xiǎn)，在危險(xiǎn)中逃生的虛擬體驗(yàn)，有身臨其境的體感，以此教育施工人員規(guī)范作業(yè)的重要性，及如果不幸發(fā)生此類(lèi)事故如何自救。

（13）高空作業(yè)VR體驗(yàn)

模擬建筑高空作業(yè)施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受在100M高空施工作業(yè)場(chǎng)景，體驗(yàn)因操作不當(dāng)或未系安全帶，導(dǎo)致高空墜落的危險(xiǎn)。

（14）移動(dòng)平臺(tái)傾倒體驗(yàn)

  模擬建筑移動(dòng)平臺(tái)作業(yè)施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受自身在平臺(tái)施工作業(yè)場(chǎng)景，高度離地大約 4 米，體驗(yàn)因操作不當(dāng)平臺(tái)向一側(cè)傾斜及傾倒帶來(lái)的親身感受。

（15）高空墜物

模擬建筑施工高空墜物環(huán)境，通過(guò)VR虛擬感受高空墜物打擊的親身感受。

（16）墻體傾倒體驗(yàn)

模擬建筑墻體施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受、體驗(yàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致墻體垮塌的危險(xiǎn)，有身臨其境的體感，以此教育施工人員規(guī)范作業(yè)的重要性。

（17）塔吊作業(yè)危險(xiǎn)源VR體驗(yàn)

  模擬建筑塔吊吊裝施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受、體驗(yàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致塔吊碰撞、倒塌等危險(xiǎn)，有身臨其境的體感，以此教育施工人員規(guī)范作業(yè)的重要性。

（18）施工電梯危險(xiǎn)源VR體驗(yàn)

  模擬建筑施工電梯運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受、體驗(yàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致電梯大幅度搖擺及倒墜落的危險(xiǎn)，有身臨其境的體感，以此教育施工人員規(guī)范作業(yè)的重要性。

（19）挖機(jī)作業(yè)危險(xiǎn)源VR體驗(yàn)

模擬建筑挖機(jī)施工環(huán)境，通過(guò)VR虛擬操作及感受、體驗(yàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致土方垮塌、撞人的危險(xiǎn)，有身臨其境的體感，以此教育施工人員規(guī)范作業(yè)的重要性。

針對(duì)其他特殊的工程項(xiàng)目，如地鐵VR建筑工程安全虛擬體驗(yàn)館等，有如下系列，都可以定制開(kāi)發(fā)：

火災(zāi)傷害體驗(yàn)

觸電傷害體驗(yàn)

物體打擊事故體驗(yàn)

坍塌事故體驗(yàn)

高空墜落事故體驗(yàn)

堆載物滑坡事故體驗(yàn)

維護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌事故體驗(yàn)

支撐墜落事故體驗(yàn)