虚拟现实在核电企业培训的应用探讨

虚拟现实在核电企业培训的应用探讨

 潘爱云

江苏核电有限公司  江苏连云港  222000

摘要：虚拟现实是一种通过计算机模拟技术，使体验者沉浸到虚拟环境中，实现与环境的交互。它已经被广泛应用于计算机编程、游戏、教育等领域。在核电企业培训中，虚拟现实技术也有其独特的优势。本文将从核电企业培训的需求出发，探讨虚拟现实技术在核电企业培训中的应用前景，并分析其在实际应用中可能存在的问题和挑战。

关键词：虚拟现实；核电；培训

虚拟现实（VR）技术是近二十世纪九十年代兴起的一种新兴技术，它综合了计算机图形学，人机交互，传感技术，计算机网络等多学科交叉的结果。该系统具有三维图像显示，实时仿真，人机交互，实时处理等功能，能把虚拟物体和现实世界融合在一起，营造出逼真的模拟环境。虚拟现实技术是一门以计算机为核心，利用各种传感器，如三维立体显示等，对虚拟环境进行仿真，并以图形、声音等形式向用户提供信息。随着核电企业规模的不断扩大，安全培训越来越受到关注，但是传统的培训模式受限于培训场地、设备等因素，不能进行大规模的集中培训，存在着较大的安全风险、较高的培训费用和较低的员工接受度。近几年来，将虚拟现实技术应用于核电企业安全培训的研究日益受到关注。

1.核电企业安全培训现状

核电企业通常采用的是传统的培训方式，也就是由企业单位统一组织实施，以课堂培训的方式向员工传授知识和技能，这种传统的培训方式效率低下，同时也给企业和员工带来了一些经济损失。核电企业所采用的培训教材多为纸质版，内容单调乏味，导致培训人员学习积极性不高，对技术复杂、操作困难的内容不能充分掌握。另外，在培训过程中，往往只传授理论知识，不传授实际经验，不能让培训人员对现场有一个直观的感受。同时，由于培训人员缺乏实际操作经验，导致事故发生时无法及时采取有效措施，给企业带来了巨大的损失，也给核电企业的安全培训带来了很大的困难。

1.1传统安全培训方式弊端

传统的安全培训方法是“填鸭式”的，即培训者向受训员传授枯燥的理论知识、技术操作，使受训者被动地接受知识与技能的灌输。由于受训人员没有亲身经历过核电站事故现场，理论知识和实际操作之间有很大的差距。同时，传统的安全培训模式以多媒体课件、 PPT为主，教学过程缺少互动，学员学习积极性不高。另外，传统的安全培训模式大多是“坐班式”，即由企业单位统一安排培训对象，只在固定的时间、地点进行培训。传统的安全培训方法存在着培训质量难以保证和培训效果难以提高的问题。

1.2虚拟现实技术应用优势

虚拟现实技术是一种能够让体验者完全沉浸于虚拟世界之中，并通过设备与虚拟世界交互的一种计算机模拟技术。虚拟现实技术实现了人与计算机的交互，具有高度的沉浸感和交互性，能够在真实环境中模拟出类似于现实世界的体验。将虚拟现实技术应用于核电企业安全培训，可以弥补传统培训方法的弊端。一方面，利用虚拟现实技术，可以对核电厂的设备等进行三维立体展示，还可以实现故障仿真、事故仿真等功能，让受训人员有一种身临其境的感觉。另一方面，利用虚拟现实技术，使受训人员能够与真实的核电厂环境进行互动，并利用交互式设备对核电厂的运行状况进行一定的模拟。另外，将虚拟现实技术应用于核电企业安全培训中，可以使受训人员有身临其境的学习体验，提高培训效果。

2.虚拟现实技术

虚拟现实技术是通过计算机仿真创造出一种三维虚拟环境，在这种环境下，用户可以在虚拟环境中与虚拟物体互动，并根据需要观察和感知虚拟物体，从而获得逼真的体验效果。它是一种以计算机为核心，利用多种传感器（如三维立体显示、触觉反馈等），将计算机生成的虚拟物体与现实世界融合，构建逼真的模拟环境。目前应用最广泛的虚拟现实系统有三类：虚拟现实系统（VRT）、虚拟现实环境（VR）和多感知交互（MSIS）。虚拟现实技术是目前应用最广的一种虚拟现实系统，它通过建立大量的仿真对象来模拟现实世界，包括视，听，触觉等。目前，国际上普遍采用的方法是将使用者置于三维立体环境中，通过视觉、听觉等感官刺激来实现。在这种模式下，用户可以利用多种传感器（如三维传感器）来获取物体或者环境的三维立体图像和声音等信息。VRT模式是当前虚拟现实技术的主流应用模式，其优势在于它可以将现实世界无法呈现的环境信息直观地呈现给用户，存在对硬件、软件设备要求高、数据处理量大等不足。在 MSIS模式下，用户可在三维立体模拟环境中完成多种操作，并能满足不同的要求。它的优势在于用户可以从多个传感器获取现实世界中无法呈现的环境信息。MSIS模式能够很好地模拟现实世界中无法呈现的环境信息，但用户需要花费大量的时间与精力去感知周围环境。因此， MSIS模型在实际应用中存在着一些局限性。总之， VR、VRT和 MSIS三种虚拟现实系统各有优缺点： VRT主要是模拟现实世界中无法呈现的环境信息，主要用来模拟现实世界中无法显示的环境信息；VR主要是用来仿真现实世界中可能出现的环境信息。而多感知交互技术则可以将虚拟物体和真实世界融合在一起，使使用者在同一时间获得视觉、听觉和触觉等多种感官刺激，从而提升使用者的感知水平。因此，在虚拟现实系统中引入多感觉交互技术，可以有效地提升用户对虚拟环境的感知能力。与此同时，多感官交互技术的应用，使用户在体验过程中获得了更加逼真和丰富的体验。

3.虚拟现实在核电企业培训应用实践

虚拟现实技术在核电企业培训中的应用越来越广泛。在核电企业中，虚拟现实技术可以帮助员工更好地理解和掌握核电安全知识，提高他们的安全意识和技能。首先，虚拟现实技术可以为员工提供沉浸式的学习体验。在虚拟现实环境中，员工可以完全沉浸在一个虚拟世界中，模拟真实的操作环境和设备。这样，员工就可以更加真实地体验核电设备。其次，虚拟现实技术使得培训更加便捷。在传统的培训中，员工受设备运行、现场空间狭窄等因素可能无法亲自前往现场进行学习，虚拟现实技术可以为员工提供一个虚拟的培训环境，让他们更加方便地进行学习和训练。同时，虚拟现实技术还可以提供更多的学习资源和支持，如视频、音频、动画等多种形式的内容，让员工能够更好地掌握知识。 此外，虚拟现实技术还可以帮助员工提高安全意识和技能。在传统的培训中，员工可能会受到身体伤害或事故的威胁。而在虚拟现实环境中，员工可以更加真实地体验核电设备的危险和程度，从而使他们更加敬畏安全。它可以为员工提供更好的学习体验和更多的学习资源和支持，同时还可以提高培训效率和减少培训成本。

结束语：

综上所述，核电企业的安全培训对企业的安全生产起着至关重要的作用，核电企业要根据自己的生产规模、特点和人员素质等因素，采取适当的培训方法，使员工的培训工作能够安全有效地进行。作为一种新兴的技术，虚拟现实技术在核电企业安全培训方面的应用研究具有巨大的潜力与应用前景。它能够弥补传统安全培训存在的不足，降低培训成本，增强员工的接受度，增强企业的核心竞争力。

参考文献：

[1]刘航宇,张光昱,杨小宇.虚拟现实技术在核电理论教学中的应用[J].仪器仪表用户,2022,29(01):76-78.

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[3]赵鹏程,彭波,张皓.核电站虚拟检修培训技术研究[J].科技创新与应用,2015,(20):60-61.