摘要

本文以提高安全生产培训效率,减少安全生产培训成本为目的,将VR技术与企业安全生产培训相结合进行探讨.

关键词：VR技术 虚拟现实 安全生产培训 远程教育

一. VR历史

二. VR应用类型

三. VR软硬件

四. 安全生产培训中的VR应用

五. VR应用举例

六. VR技术完善建议

正文

一、 VR历史

19世纪末中国民间有一种传统艺术方式叫拉洋片（图1），其原理与VR原理较为接近。20世纪60年代至21世纪初VR技术尚处于理论、实验、试制阶段。21世纪初至今VR技术应用有了飞速发展，VR眼镜、VR头盔等VR设备逐渐进入大众生活，但客户体验效果还有待提高。 预计VR技术应用很有可能在2030年前后得以普及并在2050年前后被成熟应用，成为国民经济的又一重要增长点。

二、 VR应用类型

VR应用有三种类型：

第一种是将其它地点的现实环境置身在佩戴者身上，实现从佩戴者以外的第二视角身临其境 ，如远程旅游、购物、教育、展览、直播、会议等，可称之为实景VR。

第二种是将不存在的虚拟环境置身在佩戴者身上，如虚拟游戏等，可称之为虚构VR。

第三种是前两者的有机结合，可称之为混合VR。

如表1 所述，三种效果的相同点是都可以使佩戴者感觉到与自身视角出发不一样的虚拟环境，不同点是，实景VR的环境是客观存在的，只是从佩戴者以外的角度感受；虚构VR的环境是客观不存在的，由开发者编造的环境；混合VR的环境既有客观存在的真实成分也有虚构编造的不存在成分。

表1

虚构VR的开发成本较高，因环境都是虚构的，所以需要由专业的VR应用开发团队量身定制,就像制作3D动画电影一样。

而实景VR的开发成本较低，环境是真实的，只是从另一个角度观察，比较容易实现。

混合VR介于上述两者间，能有效优势互补。

三、 VR软硬件

VR软硬件类型五花八门，总体包括如下几种：

1. 硬件：

1) 感应端：VR摄像头等

如图2所示即是其中一种，该摄像头四面布满“眼睛”，可同时对周边360度范围内的影像进行采集处理传输，有的VR摄像头上下方也布满“眼睛”，可实现720度无死角“观察”。

2) 信号传输渠道：如数据线、有线或者无线网络

3) 体验端：如VR眼镜、VR头盔、VR蛋椅等

如图3所示即是VR眼镜的一种，VR眼镜前部镜片部位如电影屏幕般可以播放画面，佩戴者旋转头部时身边的场景也在同步变换，佩戴者的直接体验就是如同身临其境般。

2. 软件：

1) 实景软件：将感应端收集到的实景环境转化为信号，通过信号传输渠道传输至体验端，再将信号还原为实景环境的软件

2) 渲染软件：在实景软件的基础上增加一些可编造虚构环境功能的软件

3) 虚构软件：完全由编程者用于编造虚构环境的软件

四、 安全生产培训中的VR应用

1. 范围

安全生产培训的种类较多，比如三级入厂安全教育、企业主要负责人和安全管理人员的安全培训、特种作业的持证安全培训、企业内的日常安全培训等等。如不涉及直接实操内容，其它如理论授课、示范演练、参观学习等培训都可以通过VR技术远程实现。

2. 目的

(1)节约培训成本

VR培训的最大特点就是可以实现远程仿真培训，其培训效果接近于实地培训但用于培训的费用成本和时间成本却能大幅减少。

实地培训的费用成本主要由三大块组成：培训费、交通费和食宿费。其中培训费是校方用于组织培训所需的成本，属于必要成本，而交通费、食宿费都属于非必要培训成本，仅仅是用于将学员从工作地“搬运”至培训学校并在学校里学习一段时间。如果实现VR远程仿真培训，交通费、食宿费就可大幅减少甚至不必发生，学员不需大老远乘坐交通工具前往培训学校学习，只需在工作单位的VR培训室内就可远程仿真学习，甚至只需佩戴上VR眼镜或者VR头盔就可在工位上学习，从而大幅节约培训成本，为企业降本提供更大空间。

实地培训的时间成本主要包括往返途中时间及参加培训时间两大块，其中往返工作单位与培训学校途中的时间视距离远近与交通工具方式不同而有差异，参加培训的时间属于校方课程设计则比较固定。如果实现远程VR仿真培训则可以省去往返途中时间，从而节约时间成本。

作者在工作实践中统计发现，安全生产实地培训的非必要费用、时间成本受地理位置、交通方式、住宿方式、培训时长等因素影响较大，其中本地培训成本低、外地培训成本高。

一般而言本地培训的非必要培训费用成本可占到培训总费用成本的10%-20%，而外地培训的非必要培训费用成本可占到培训总费用成本的40%-60%。而本地培训的往返途中时间一般只需数小时，外地培训的往返途中时间一般需要1-2天。也就是说对于外地培训而言，基本上一半的培训费用是用于乘坐交通工具、住宿宾馆等，而这些费用仅仅是为了把学员“运到”培训学校安顿好参加完培训再运回去。对于一些纯理论的培训以及参观学习型的培训，如果不需要动手实操，就没有必要大老远的跑一趟仅仅是为了签到听课。

以本人的一次安全生产培训经历为例，为节约交通成本当时共四人驾车从北京往返山东参加培训，成本明细如下表1所示：

由表1可知该次外地安全生产培训的费用成本只有39%用于了校方培训，其余61%用于了交通及住宿，7天时间成本里有1天是用于往返路途中，6天是用于培训。

如能实现VR远程仿真培训，占比61%的交通费用、住宿费用可几乎不需发生，仅仅只需要支付培训费用即可，所需时间成本也可减少1天。

(2)提高培训效率

培训学校往往因场地、师资力量有一个培训容纳限制，同一时间段最多只能容纳一定数量学员参加培训。但如果实现VR远程仿真培训就不再受场地、师资力量限制，只要具备足够多的VR远程登陆端并确保联网通畅，就可实现趋向无限容量的学员参加培训。有点类似现今流行的网络游戏一样，只要服务器容量足够大、网速足够快，就可容纳几百万甚至上千万人的同时登录。因此可以把大部分的非实操培训搬到网上，而仅保留需要实操的培训科目。

五、 VR应用举例

举个例子，某钻井公司在世界范围内有几十支钻井队伍数千名一线作业人员，每年为安排各钻井队员工参加井控、H2S、HSE、四小证、五小证以及新员工入职安全培训等就得花费大量成本，而其中用于交通和食宿的费用占比一半。

为减少培训成本提高培训效率，公司培训中心引入VR培训设施，为员工培训提供更加便利高效的平台。

其中培训中心负责中心内VR培训系统的硬件维护及软件开发，各分公司、项目部、作业队伍负责对本地配备的VR眼镜、VR头盔、网络等进行维护。

以新员工入职岗前培训为例，比如某海外钻井平台新员工在上岗前可先在国内培训中心参加岗前培训，新员工在佩戴上VR眼镜之后可立刻身临其境般地感受在海外钻井平台的场景中，该场景与实际场景完全一致，新员工可模拟参观钻井平台的各个区域。而钻井平台场景里的每个重要设施都有经过渲染的虚拟菜单选项，新员工如想了解详情可点击该虚拟菜单了解设施的详细情况。比如当新员工想了解井口防喷器的详情时只需点击井口防喷器上的菜单，从下拉列表里选择“参数”、“功能”、“安装方法”、“操作规程”、“维保方法”中的内容即可进行更深入的学习。

老员工每年的安全生产复训也同样可以通过VR培训系统实现。各分支机构的老员工在本地的培训终端上登陆VR培训系统，佩戴VR眼镜参加理论学习。

六、 VR技术完善建议

VR技术要想成熟应用在安全生产培训中，无论是硬件还是软件都有很多方面需要完善，比如：

1. 目前常见的VR眼镜过于沉重，用户头部戴个凸鼓的大盒子很是不便，不仅有异物感而且时间久了容易疲劳，应该尽量轻便简化，增强用户的佩戴舒适感。

2. VR眼镜还应增加听说功能，比如在VR眼镜的镜腿上增加骨传导耳麦，实现看、听、说的综合互动。

3. 增强对VR眼镜的声控功能，从而通过口头指令控制VR眼镜的操作。

综上所述，VR技术作为一项新型技术方兴未艾，率先应用该项新技术不仅能为企业带来可观的效益还可站在时代前沿引领科技发展的方向，希望本文能为推动VR技术应用贡献一份力量。本文中的图片源自网络，向图片的提供者表示感谢。

来源：施鹏文集