盛 靜

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，永州 425000）

0 引言

建筑行業(yè)作為國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展直接影響國民經(jīng)濟的增長。建筑業(yè)的發(fā)展，也為廣大農(nóng)民群眾提供就業(yè)的機會。但也因為建筑本身的特點，導(dǎo)致其高危險性。根據(jù)統(tǒng)計，我國每年因為建筑安全事故所造成的人員傷亡數(shù)量巨大，雖然隨著國家以及社會對安全的重視，每年的事故總數(shù)呈下降的趨勢，但是每年的事故傷亡仍然是不可忽視的一項內(nèi)容。不斷探索提高安全性能的途徑是建筑企業(yè)發(fā)展必須要面對的，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引進和應(yīng)用，在不斷探索如何對建筑施工安全教育培訓(xùn)進行創(chuàng)新。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)新培訓(xùn)方式，提高建筑施工安全教育培訓(xùn)的質(zhì)量，這也是建筑行業(yè)在安全問題探究上的一個創(chuàng)新，推動了建筑業(yè)的安全發(fā)展。

1 建筑施工的常見事故

1.1 建筑施工的常見事故

建筑施工中，危險系數(shù)比較高，經(jīng)常會出現(xiàn)安全事故，不僅造成了人員的傷亡，也給建筑企業(yè)造成經(jīng)濟損失。在施工中經(jīng)常出現(xiàn)：高空墜落事故、物體打擊事故、觸電、機械傷害、坍塌、火災(zāi)、爆炸等事故。而其中最常見的事故就是：高空墜落、物體打擊、觸電、機械傷害、坍塌。在數(shù)據(jù)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，這五種常見事故，占據(jù)總事故的發(fā)生頻率的百分之九十五。高空墜落：是在高空作業(yè)中，因為各種原因?qū)е聣嬄洌热鐝哪_手架、平臺、陡壁施工等高于地面的位置墜落。物體打擊：被高空掉下的物體砸到，比如落石、錘擊等。觸電：主要是人體接觸帶電的設(shè)備而造成事故，比如用電的時候發(fā)生觸電，或者是一些用電不規(guī)范，發(fā)生漏電、接觸不良而引發(fā)事故。機械傷害：被一些大型設(shè)備傷害，比如一些設(shè)備的刀具飛出傷人、切削傷人，或者操作者的身體或者部件被卷入機械中。坍塌：建筑物或者堆置物倒塌而造成的事故，比如土方、巖石坍塌等。

2018年1 月，廣東廣州市軌道交通21號線水西站至蘇元站區(qū)間左線盾構(gòu)機帶壓開倉動火作業(yè)時，焊機電纜線短路引發(fā)火災(zāi)，3名倉內(nèi)作業(yè)人員失聯(lián)，施救過程中土倉壓力急速下降，掌子面失穩(wěn)，突發(fā)坍塌，造成3人死亡，直接經(jīng)濟損失1008.98萬元。

2018年5 月，深圳龍崗區(qū)平湖街道華南城1號交易廣場西3門西側(cè)一個正在腳手架加減過程中發(fā)生倒塌，造成了16人受傷。事故工程的建設(shè)單位是華南國際工業(yè)原料城（深圳）有限公司，施工單位是河南省立夏防水防腐工程有限公司，該工程在屬地社區(qū)工作站辦理了零星工程和小散工程登記備案，未按規(guī)定辦理施工許可手續(xù)。

2018年11 月，山東省青島市，紅島經(jīng)濟區(qū)的地鐵八號線在噴漿過程中出現(xiàn)局部掉塊，導(dǎo)致一名工作人員從工作平臺掉落受傷，并死亡。

1.2 造成建筑施工事故的主要原因

對于造成建筑施工事故的原因，很大一部分都是人為造成的，比如高空墜落事故，可能是施工人員沒有系好安全帶，或者是沒有做好高空穩(wěn)固操作，又或者是違章攀爬、違章作業(yè)。觸電事故，一般是人們的安全意識不足，不了解相關(guān)的安全用電的知識，或者亂拉電線，現(xiàn)場用電不規(guī)范等造成的。而機械事故，則更多的是因為操作技術(shù)不高，操作不規(guī)范造成的。

總而言之，從建筑施工人員本身來分析，所造成的事故原因主要是缺少安全培訓(xùn)，施工人員的安全意識不強，特別是基層施工人員，更多的是文化程度相對比較低的農(nóng)民工，他們沒有接受過專業(yè)的教育，在施工過程中都是自己摸索和經(jīng)驗來操作的，技術(shù)水平低。再加上施工之前和施工過程中，沒有對其進行有效的安全培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)，導(dǎo)致其安全意識不高，操作不規(guī)范，也就增加了安全隱患。此外也源于建筑企業(yè)對于安全的不重視，沒有把安全操作放在第一位，沒有形成一種“安全第一”的氛圍，所以忽視了建筑施工的安全性。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑施工安全培訓(xùn)中的可信性

2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，被簡稱為：VR技術(shù)。是隨著計算機技術(shù)、傳感技術(shù)以及人工智能技術(shù)和機器人技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)展而提出的。虛擬技術(shù)的提出，實現(xiàn)了真正的現(xiàn)實虛擬。具體的使用是人們戴上立體眼鏡和數(shù)據(jù)手套等一些傳感的設(shè)備，置身于一個三維的視覺、聽覺、觸覺的感覺世界，讓體驗中如同身臨其境一般，獲得更多的感受。目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，其中就包括了醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事、設(shè)計、游戲、教育等，同時也被運用到培訓(xùn)實訓(xùn)、生物力學(xué)等多個領(lǐng)域。其所采用的關(guān)鍵技術(shù)就包括：動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實時三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具、系統(tǒng)集成技術(shù)等。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以說是多媒體實現(xiàn)最高級別的運用，其具有極大特點：沉浸性，具有身臨其境的效果，比如可以用手抓取到模擬環(huán)境中的物體；交互性，體驗者對于虛擬環(huán)境是可以操作的，比如可以在虛擬環(huán)境中換成相應(yīng)的動作和操作；構(gòu)想性，也就是自主性，可以發(fā)揮出主觀能動性，去探索問題。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑施工安全培訓(xùn)中的可行性

VR技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并且也取得了一定的成績。創(chuàng)建一個虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供一個生動逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，可以親身去經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)環(huán)境。特別是在化學(xué)、物理的一些學(xué)科教學(xué)中，利用VR技術(shù)降低了實驗室的成本投入，讓學(xué)生獲得真實的體驗。而培訓(xùn)方面的運用也可以采用在教育領(lǐng)域運用的經(jīng)驗和方法。

在建筑施工安全培訓(xùn)中，主要基本的安全知識講解之外，一般都是強調(diào)在施工過程中的一些常見事故，并且結(jié)合事故分析來達到培訓(xùn)的效果，提高安全意識。傳統(tǒng)的方式是引用已經(jīng)發(fā)生的事故案例，作為培訓(xùn)的內(nèi)容，比如通過這個案例，讓我們知道，在施工過程中需要重視哪些問題，需要怎樣的規(guī)范操作。但是也因為是案例，當(dāng)前的工人可能并沒有經(jīng)歷過，所以無法體驗到那種危險性，在培訓(xùn)中也不是那么的重視，達不到培訓(xùn)的目的，再實際的操作中仍然會出現(xiàn)安全隱患。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，利用其技術(shù)的特點和優(yōu)勢，建立一個事故體驗系統(tǒng)，在安全培訓(xùn)中，完全可以利用事故體驗系統(tǒng)，讓工人親身體驗到事故的發(fā)生和危險，并且深入記憶，有效的提高安全意識，在實際的施工中也更加的重視安全問題。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑施工事故體現(xiàn)系統(tǒng)的開發(fā)利用

3.1 建筑施工VR事故體驗系統(tǒng)

在建筑安全培訓(xùn)中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立事故體驗系統(tǒng)，主要是利用計算機生成一種施工現(xiàn)場各類危險源以及事故發(fā)生的模擬環(huán)境。系統(tǒng)中采用交互式的三維動態(tài)視鏡和實體行為的系統(tǒng)仿真，讓施工人員戴上相關(guān)的傳感器設(shè)備，進入到創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，親身去體驗高空墜落、觸電、物體打擊的真實傷亡事故的場景。

首先是利用BIM技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)實的建筑施工場景，搭建一個3D場景模型，再把這一個模型場景導(dǎo)入VR程序中，結(jié)合相關(guān)的技術(shù)，設(shè)計出一個逼真的場景環(huán)境。并且根據(jù)安全培訓(xùn)的需求進行程序的開發(fā)，開發(fā)出一個安全體驗的虛擬現(xiàn)實環(huán)境。然后是體驗者在進入到場景中，需要穿戴相應(yīng)的設(shè)備，比如VR頭盔，去感受真實場景，再加上施工現(xiàn)場的聲音效果，讓體驗者身臨其境，切實感受事故的發(fā)生。

3.2 建筑施工VR事故體驗系統(tǒng)培訓(xùn)類型

目前已經(jīng)有很多的建筑企業(yè)開始采用VR技術(shù)建立安全培訓(xùn)系統(tǒng)，為施工者提供一個真實的施工事故場景，以此來提高安全培訓(xùn)的質(zhì)量。目前對于建筑施工VR體驗系統(tǒng)的培訓(xùn)類型，一般可以分為以下幾種：

一是漫游式VR體驗，也就是體驗者佩戴相應(yīng)的設(shè)備，進入到虛擬現(xiàn)實的環(huán)境，其中情景還原施工的具體操作，比如土方開挖的實際操作，比如詳細(xì)的展示腳手架搭建、混凝土的澆筑、以及高空的吊裝作業(yè)。這種類型，體驗者主要是自動的觀看內(nèi)容，比如身臨情景的感受一個事故的發(fā)生，體驗者是作為一個旁觀者去體驗。

二是互動式VR體驗，體驗了體驗者的主體性，該體驗?zāi)Ｊ绞求w驗者使用相應(yīng)的設(shè)備，實現(xiàn)對環(huán)境中的對象進行互動，相比較漫游式VR體驗，帶給體驗者更加真實的感覺。比如體驗者可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中進行相關(guān)的操作，比如在發(fā)生火災(zāi)的時候，體驗者可以進行相關(guān)的滅火操作，而在在操作的過程中，會自動記錄和分析體驗者的交互行為，闡述操作是否正確、錯誤的原因等，加深安全教育，給體驗者留下更加深刻的印象。該體驗?zāi)Ｊ剑歉鶕?jù)不同的事故類型和事故過程，把其整個事故展示出來。

三是事故VR體驗，也是本次主要闡述的事故體驗系統(tǒng)，也是最常見的一種類型，這一系統(tǒng)的實現(xiàn)，是基于前兩種體驗系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立的，以沉浸式為基礎(chǔ)，互動式為輔助，借助場景演繹，調(diào)動體驗者的感受。該系統(tǒng)主要是以真實發(fā)生的事故作為情節(jié)的基礎(chǔ)，體驗者在虛擬的環(huán)境中作為受害者的第一視角，在虛擬環(huán)境中，親身經(jīng)歷事故的原因、過程以及結(jié)果。就比如當(dāng)體驗者進入環(huán)境中，會用旁白字母的形式展示施工的危險源和安全隱患，體驗者會模擬具體的施工過程，并且觸發(fā)事故，使事故發(fā)生，在場景中直面事故危害，會造成一種面對事故發(fā)生的恐慌感覺，刺激感官感受，比如切實感受到高出墜落。在此過程中，也會分析事故的原因和注意事項。事故VR體驗系統(tǒng)不僅可以讓體驗者學(xué)習(xí)安全知識內(nèi)容，也能親身體驗事故，表現(xiàn)事故結(jié)果，加深記憶。

4 結(jié)束語

文章主要是研究VR技術(shù)的建筑施工事故體驗系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，首先是分析了當(dāng)前建筑施工的安全事故，明確了造成安全事故的主要原因，然后通過對VR技術(shù)的分析，確定VR技術(shù)被應(yīng)用到安全培訓(xùn)中具有積極的意義。最后是詳細(xì)的分析建筑施工VR事故體驗系統(tǒng)的建立和實現(xiàn)。目前這種事故體驗體統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用到建筑安全培訓(xùn)中，但是并沒有普及，所以還需要加強研究，推廣這一技術(shù)，提高安全培訓(xùn)的質(zhì)量，減少建筑施工安全事故的發(fā)生，保護施工人員的人生安全。