小编精心整理了《虚拟现实技术煤矿安全培训论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！摘要：文章以煤矿安全计算机虚拟现实系统为研究对象，分析了三维技术、网络技术的基础上，提出了三维技术网络模式在煤矿安全虚拟现实系统的应用，结合三维技术和虚拟现实演示流程开发了三维技术网络平台。该系统在开滦唐山矿的实际应用表明，现代化网络技术和三维技术手段相结合的安全演示模式，能够有效提高员工安全意识，将煤矿事故率降为最低。
虚拟现实技术煤矿安全培训论文 篇1：
虚拟现实技术在教育培训中的应用
摘 要：虚拟现实技术作为一种新的知识载体，一种新的认知工具，对教育培训中教育模式和培训方法的更新变革产生了积极的作用。通过对虚拟现实技术在教育培训中的应用做了介绍，以虚拟自动气象观测站培训为例，对虚拟现实技术在教育培训中的设计理念和技术应用进行了阐述，并对今后虚拟现实技术在教育培训领域的发展做了总结与展望。
关键词：虚拟现实技术；教育培训；气象培训
一、虚拟现实技术简介
虚拟现实技术（Virtual Reality）是一种综合运用计算机图形学、人工智能、多媒体等多种技术创建并体验虚拟世界的计算机技术。在虚拟环境中用户通过使用传感头盔、数据手套等辅助设备，实时感知、操作虚拟环境中的对象实体，最终通过视觉、触觉和听觉等人体感知获得身临其境的逼真感受。想象、交互和沉浸是虚拟现实技术的3个基本特征，想象：这里强调了想象力的重要性。虚拟现实技术创造了丰富想象力的空间，我们可以利用虚拟现实技术实现已知空间的虚拟，亦可实现位置空间的构造，拓宽了人类视野。交互：即用户与虚拟环境中之间的互动。沉浸：即身临其境感。指用户身处虚拟环境时却产生“错觉”，仿佛自己身处真实的环境中，并作为主角参与其中。虚拟现实技术凭借其想象、交互和沉浸的特性在军事、教育与培训、设计与规划、旅游展览、工程技术、科技探索等多领域领域得到应用。
二、虚拟现实技术在教育培训中的应用
教育领域中运用虚拟现实技术是现代教育技术发展的一个飞跃。对于操作性、实验性强的课程，在教学培训中使用虚拟现实技术学习者学习方式将产生重大的转变：学习者将以自身与虚拟环境的相互作用获得直接经验的学习方式，代替传统以教育者讲授知识为主的获取间接经验的学习方式。同时该技术的使用能够更好地调动学习积极性，激发学习兴趣，有助于教学培训的组织与实施。虚拟现实技术在教育培训中的应用大致可分为以下几个方面：技能训练、虚拟实验研究、虚拟场景漫游。
技能训练：训练和练习是技能发展的重要环节。随着虚拟现实技术的应用，职业教育领域“实训内容、实训手段、实训模式都将发生深刻的变革，传统的基地实训模式将向着基地实训与虚拟现实实训相结合的教育模式发展”。使用虚拟现实技术的技能训练系统不仅可以实现模拟仿真，还要实现各类知识的内嵌、错误诊断与反馈机制，为学生提供反思分析问题的机会，这也正是虚拟现实技术应用于技能培训最大的优势之一。
虚拟实验研究：在物理、化学、生物、医学、军事等需要大量实验的学科领域中，利用虚拟现实技术搭建实验环境，进行虚拟实验操作研究具有重要的意义。一般认为虚拟实验室分为两类：一种是由开发人员设计，规定只能对虚拟场景中的物体进行操作，这是现今大多数虚拟实验室系统的工作环境；另外一种是基于广泛学科领域知识的虚拟现实系统。
虚拟场景漫游：即利用虚拟现实技术采取几何构建或图像数据构建方法，为生活中的场景量身构建逼真模型，用户通过VR显示设备（如3D立体眼镜、穿戴式头盔显示器）、力触觉交互设备（即在虚拟环境中实现触觉和物理力感应的设备）等工具实现对整个场景的漫游浏览。该方式常见于旅游教育、旅游职业实训、博物馆展览、高校虚拟校园等方面。
三、虚拟现实技术在教育培训中的实现（以虚拟自动气象观测站培训的实现为例）
教育培训主要针对专业技术人员，培训目的即进行知识更新、补充、拓展和能力的提高，是教育现代化的重要组成部分。以气象教育培训中观测技能培训为例，对虚拟现实技术在教育培训中的实现做详细介绍。利用虚拟现实技术，可逼真模拟构建真实的自动气象观测站环境，突破时间、场地、天气等因素的约束，实现自动气象站观测培训的随时化、随地化。在培训教学过程中，虚拟现实的沉浸性与交互性特征在增强学员沉浸感的同时，也提高了学员的认知兴趣，结合教学系统的设计，最终提升气象观测的培训质量。在当前培训改革的新形势下，墨守成规、故步自封难以实现气象培训的跨越发展，将虚拟现实技术与气象教育培训并相融合发展，有利于提高培训的效果与质量，实现自动气象观测站培训教学的创新发展。
虚拟现实技术综合利用多种计算机技术，构建了具有沉浸效果、具备实时交互的虚拟场景，通过实时的交互使学员在构建的虚拟场景中可身临其境地模拟实际观测过程，从而激发学习兴趣、强化学习效果。为有效实现上述培训效果，需建立完备的培训环境。
此处培训环境的建设主要指培训系统的开发。培训系统的开发是虚拟培训的关键，系统开发建成后受训人员能够以第一人称视角在场景中自由行动，实现人与现场观测设备的互动。系统核心功能的开发主要包括以下两个方面：
（一）构建虚拟场景
该环节是实现虚拟培训系统的基础，自动气象观测站培训系统，包含“自主学习”“虚拟实训”与“虚拟考核”三个模块。虚拟现实技术主要应用于“自主学习”和“虚拟实训”模块，实训场景模型的搭建主要涉及到自动气象观测站观测场地和观测设备两个方面的内容。该工作以CAWS600型自动气象站为参考原型，前期使用3DS MAX软件，综合利用各种建模技术对观测场地和观测设备进行模型构建和贴图工作，后期使用Unity3D软件，结合碰撞检测、C#技术实现场景的环境烘焙、物理设置和漫游功能，以增强学员身临其境的感觉。
虚拟场景建成后学员可通过“自主学习”“虚拟实训”模块利用鼠标和光标键在线进行直观生动的理论学习，模拟实际观测业务的工作流程，同时可模拟故障环节，主动了解实际业务中的问题，掌握解决问题的方法。
（二）开发虚拟培训功能
该功能是自动气象观测站培训系统的核心，本系统紧密结合观测业务的实际情况进行设计开发，使学员在虚拟场景漫游过程中，有选择地实现“教、学、练、测”等功能。在培训功能设计开发过程中严格遵循学习规律，首先学员必须通过“自主学习”模块进行课程的理论学习，学习过程中结合虚拟现实技术，可对设备进行结构剖析，360°全面深入地观察设备的结构特征。随后通过“虚拟实训”模块，实现对气象观测设备的安装拆卸、维护保养、故障排除、运行监控等多方面的模拟操作训练。在学习实训过后，学员可通过“虚拟考核”模块，实现在线的虚拟观测考核，及时发现薄弱环节，从而进行有针对性的实训学习。该系统使学员在形象生动地认知自動气象观测站设备的同时，掌握温度、湿度、压强、风等气象观测要素的观测技能，提高观测业务能力。
四、总结与展望
虚拟现实技术发展至今已60余年，其基本概念和实现方法已初步形成并在教育培训中得到应用。在应用过程中应注意以下几点：一是虚拟现实技术在教育培训领域应用真正的目的是辅助教育培训，不应沉迷于技术，只重视新技术的应用而忽略了教育培训的效果。二是目前虚拟现实技术可交互操作功能有限，多数培训系统的交互功能仅限于简单地使用鼠标键盘等工具点击实现，交互方式有待丰富。三是虚拟环境的智能程度较低，虚拟环境呈现的整体沉浸感不足，直接影响到用户的培训效果。
虚拟现实技术在教育培训领域有广阔的应用前景，它利用高效能的计算机技术，结合行业教育培训的特点，有针对性地开发相关的培训教学系统，如煤矿安全培训系统、医学教育培训系统等，丰富教学方式，增强培训效果。展望未来，虚拟现实技术逐步发展完善，现代教育培训技术逐渐提高，虚拟现实技术在培训模式和培训方式上将引发变革，今后的教育培训工作定会与虚拟现实技术碰撞出璀璨的花火。
参考文献
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作者：盖胜芬 李文星 邹宇野
虚拟现实技术煤矿安全培训论文 篇2：
基于三维网络技术的煤矿安全虚拟现实系统
摘要：文章以煤矿安全计算机虚拟现实系统为研究对象，分析了三维技术、网络技术的基础上，提出了三维技术网络模式在煤矿安全虚拟现实系统的应用，结合三维技术和虚拟现实演示流程开发了三维技术网络平台。该系统在开滦唐山矿的实际应用表明，现代化网络技术和三维技术手段相结合的安全演示模式，能够有效提高员工安全意识，将煤矿事故率降为最低。
关键词：三维技术；煤矿安全；虚拟现实
Key words： 3d technology； coal mine safety； virtual reality
煤矿安全事故是长久以来一直困扰煤矿生产的困难开题，而违章、违规操作是导致煤矿安全事故的重要因素之一。因此，煤矿安全虚拟现实系统科提高管理人员安全意识、提高生产矿工安全行为能动性。随着三维技术信息技术的发展，煤矿安全虚拟现实手段也得到了莫大的改变。三维技术是声音、图像、图形以及文字等媒体在三维技术程序集成下，以人机交互、数据处理为一体的新型信息技术。煤矿安全虚拟现实中三维技术网络模式的实现，能够大大提高煤矿安全效率、降低安全成本，从而改变了传统的煤矿安全信息技术不发达的局面。本文利用三维技术开发了煤矿安全虚拟现实系统，以《煤矿安全规程》为基础，实现了大量事故案例、操作规程以一身的虚拟演示。
1 煤矿安全三维技术网络数据分析
在煤矿安全三维技术虚拟现实系统中存在着非格式化数据和格式化数据，媒体数据具有时序性、分散性以及复合性等特点。一段音频、一幅三维技术图像包含一定意义的同时还是构成三维技术数据的二进制数据，且视频含义要高于数值和符号。文献中关于煤矿安全虚拟现实系统的数据特点归纳为：
1）时序性，数据的时序性直接关系到信息实体之间的联系，因此，在处理数据或显示数据时要注意数据的时序性，同时要保证信息单元之间的同步性。
2）分散性，不同的设备和三维技术分散存储着相关数据，同时异构数据的管理和存储也在相关设备中进行，因此，三维技术源数据的存储方式和介质具有多样性和分散性。
3）复杂性，煤矿安全生产是一个非常复杂的系统，与之相关的三维技术网络系统数据也具有多样性和复杂性，如动画、视频、图像、图形、音频以及文本等数据，在这些复杂数据的基础上，三维技术系统还会将某些单元信息通过组合形式展现出来，形成了复杂对象。
2 煤矿虚拟现实系统设计
2.1 系统设计原则
在煤矿员工实际安全操作流程的基础上建立三维技术网络虚拟现实体系及系统，以煤矿井下实际生产现场描述为开端，逐渐将流程引入到典型事故案例和煤矿安全生产规章、规程上；结合三维技术虚拟现实呈现方式实现人性化界面设计，煤矿安全虚拟现实系统以井下实际生产场景为背景，视觉效果好、界面友好，从一定程度上降低了三维技术使用者对三维技术水平的要求；利用先进的GPI和网络数据接口实现现有媒体数据和三维技术网络系统的无缝连接，处理现有的标准化数据，轻松采集现场画面，实现了非结构化和结构化数据的一体化管理。如图1所示。
2.2 三维技术系统硬件配置
煤矿安全虚拟现实系统的三维技术由工作站或三维技术构成；数据输入设备包括：数码相机、视频捕捉设备、音频捕捉设备、数字化扫描仪、三维技术键盘；数据输出设备包括：激光打印机、绘图仪、投影仪、数码摄影、扫描仪、触摸屏以及三维技术显示器；存储介质及设备包括：光盘、硬盘等。如图2所示。
3 媒体类型、运行环境及实例
3.1 媒体类型及运行环境
煤矿安全虚拟现实系统的文件数据量大、类型繁多，编辑方式和数据获取手段各不相同，影响三维技术系统质量的两个重要因素为源数据品质和质量。如表1所示。
1）文本，文本是占用系统资源小、包含信息量大是三维技术系统中常用的信息载体。三维技术系统中文本的获取方式为文字识别、扫描仪扫描、声音时识别输入、手写收入以及键盘输入等。
2）数字音频，三维技术数字音频的采集和获取方式为模拟转换器（A/D），通过Windows系统下的专业音频采集软件或录音机可实现声音的数字化采集。其中，影响数字音频采集质量的两个最主要参数为采样频度和精度。在WAVEEDIT软件中对采集的音频数据进行处理，编辑出适合三维技术网络用户需求的特效声音和常规音效。
作者：姚远耀
虚拟现实技术煤矿安全培训论文 篇3：
探究虚拟现实技术在电力系统中的应用及发展
摘 要：虚拟现实技术又称之为VR技术，虚拟现实技术包括电子信息、计算机、仿真技术融合为一体，给人一种环境沉浸的感觉。为解决学员在UPS巡检作业中所面临的问题，通过对虚拟现实技术的分析，总结虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中使用优势，通过专业作业培训技术的使用及研究，掌握虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的使用方法，建立具有高度沉浸感的虚拟三维空间。本文研究中，针对UPS巡检作业的特点，总结虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的使用价值，展现虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的优势，全面提升电力系统作业培训的专业性，为当前电力系统的运行及发展提供参考。
关键词：虚拟现实技术;UPS巡检;培训
在电力系统运行及发展的背景下，由于系统操作的专业技能升级，为提升技术人员操作水平，保证电力系统安全运行，UPS巡检作业中的技术人员不仅需掌握专业性的业务知识，而且也需具有较强的实践能力以及操作能力，在现场作业中遇到问题时，需及时、快速发现解决策略，以提高故障巡查及诊断的有效性。因此，通过虚拟现实技术的使用，积极构建UPS巡检作业培训系统，通过UPS巡检作业结构以及程序的分析，提升专业人员技术操作的综合能力，以实现UPS巡检技术的稳步运行，为产业发展提供支持。
1概念分析
1.1虚拟现实技术
虚拟现实技术包括计算机图形学、人机接口技术以及多媒体技术、传感技术等，在虚拟现实中，通常需建立一个模拟环境，计算机会根据操作内容，形成三维图像、三维声音等信息，实现虚拟、抽象以及复杂性计算机数据的展示。虚拟现实技术已经在航天、游戏培训、煤矿安全培训[1-2]等领域取得成功应用。
1.2虚拟现实技术在UPS巡检作业流程设计中的优势
虚拟现实技术在UPS巡检作业流程设计中优势的分析，体现以下几个方面：仿真性、开放性、针对性、安全性。通过虚拟现实技术使受训人员在虚拟环境中进行培训，不仅可提高自身操作水平，而且也可增加训练时间，实现虚拟现实技术在UPS巡检作业流程操作的最终目的。
2虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的运用
基于虚拟现实的培训是体验式安全的教育方法。应用电子网络控制技术，3D仿真技术，创新思维模式、转变培训理念，而创建的集现场氛围营造、培训学习、理论验证、实操能力于一体的多功能安全的培训系统[2-4]。在UPS巡檢作业培训系统设计中，采用Unity3D三维引擎系统，交互技术作为虚拟现实技术的关键内容，可引导系统有更好的操作技能，满足用户对数据的体验需求。一般情况下，虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的运用中应确定以下方案[5]。
2.1模型导入
虚拟现实技术建模[6]：由于Unity3D作为虚拟现实开发的引擎，并不是3D模型的开放软件，将其运用在虚拟场景中，结合3D资源进行软件资源开发，以保证资源运用及导出合理性。整个模型系统通过运行中，通过Unity3D技术使用，可对各项资源进行处理，充分展现虚拟现实系统运行的整体价值。
2.3纹理贴图作业模型
通过对渲染图像执行方案的分析，其作为整个系统的具体功能，应对AssetBundle技术的资源整合，通过引擎执行方案的分析，进行资源项目的储存，以提升纹理贴图作业模型的执行效率，在该种技术使用中，可保证贴图实时性更换，充分满足虚拟现实技术在UPS巡检作业培训的核心需求。
2.4碰撞检测
在虚拟现实技术在UPS巡检作业培训碰撞检测中，当设置障碍物时，可更好模拟物理反应，物理操作技术无法得到继续运行，为更好解决虚拟场景冲突，应合理确定碰撞检测执行方案，操作人员在靠近物体时，系统会按照碰撞探测检验模式，进行检测对象尺寸选择，以提升碰撞检测方案执行有效性。在Unity3D配备物理引擎之后，物体碰撞以及重力会发生一定物理效应，更好进行仿真数据模拟，以保证虚拟交互场面数据分析真实性[7]。
2.5系统实现功能
在考核模块构建中，操作者在数据操作以及考核中，应针对实际状况，进行操作危害完整性、正确性操作顺序进行评估，评估学员在掌握UPS培训人员业务技能培训中，应针对考核软件应用平台特点，进行反复培训方案考核及构建，以全面提升UPS培训人员对设备的操作能力、故障处理能力等，为UPS系统稳定运行体用支持，避免不必要损失现象的发生。
3虚拟现实技术在UPS巡检作业中应注意的安全问题
3.1明确用电安全
针对虚拟现实技术在UPS巡检作业基本特点，应认识UPS巡检作业操作规范性，引导操作人员按照安全管理明确注意事项，避免违规操作现象发生。而且，在现场巡检作业中，也应保证现场维护人员安全，通过UPS巡检作业系统以及设备运行安全状况分析，明确安全防护操作规范，展现UPS巡检作业中虚拟现实技术使用要求。例如，针对UPS巡检系统作业特点，在移动或是重新配线中，应切断输入以及输出电源，以保证UPS完全停止，在这种状况下应注意有电可能，避免触点危险现象发生。
3.2电池使用中的注意问题
通过对UPS巡检作业状况分析，应明确电池使用中应注意问题。而且，在电池使用中，操作人员应注意危险因素，操作中应带橡胶手套，并结合电池漏液以及损坏的现象，按照当地规定进行报废处理，以保证电池使用的安全性[15]。
4.结束语
虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中，为提升作业培训巡查整体质量，应在三维虚拟仿真平台中，进行UPS虚拟场景的构建，提升虚拟现实技术培训的有效性，全面提升操作人员的专业技能，以节约人才培训的成本，保证系统运行以及作业系统操作的流程性。而且，在虚拟现实技术与以及协同技术结合的状况下，能够提高技术人员的专业素养，通过动态化、效果性的数据整合，降低人才培训的成本，强化学员的操作技能，提升学员日常工作中的专业水平以及心理适应能力，缩短上岗适应时间，充分展现虚拟现实技术在UPS巡检作业培训中的核心价值。
参考文献：
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[7]王勇，戚浩金，周震杉，等.基于虚拟现实技术电力系统信息机房巡视仿真培训平台设计[J].中国高新区，2018（12）：27-28.
作者简介：
方浩（1976-），男，本科，工程师，主要从事电力信息化管理及配网自动化管理工作.
（贵州电网有限责任公司贵阳供电局 贵州 贵阳 550000）
作者：方浩