虚拟现实（ＶＲ）系统在船舶安全中的应用 （南京金陵船厂有限公司，南京２１００１５） 摘要：企业的安全问题日益突出，绝大多数的安全问题是人的违章作业。如何能从根本上解 决企业的安全问题，是当今所有企业的课题。文章探讨使用ＶＲ系统进行安全教育的可行性，从理 论分析与实际应用两个方面证实了ＶＲ系统的作用。给企业的安全教育带来一个新的思路。 关键词：ＶＲ系统；安全教育；预见性 中图分类号：Ｕ６７１．９９ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１４１４１ｄ．３１—１９８１．２０１８．Ｏ１．００７ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｗｎ）Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｓｈｉｐ Ｓａｆｅｔｙ ＺＨＯＵ Ｇｕａｎｇｑｉｎｇ （Ｓｉｎｏｔｒａｎｓ＆ＣＳＣ Ｊｉｎｌｉｎｇ Ｓｈｉｐｙａｒｄ，ＮａｎｊｉＩ１ｇ ２１００１５，Ｃｈｍａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ，”０ ｓｅｒｉｏｕｓ．Ｔｈｅ ｖａｓｔ ｍａｊｏｒｉｙｔ ｆ ｏｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ“ ｉｌｌｅｇａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｓｏｎｓ．Ｈｏｗ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｙｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｌｙ ｓｉ ｔｈｅ ｔｏｐｉｃ ｆａｌｏｌ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆｕｓｉｎｇ ＶＲ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｓａｊ ｔ））ｅｄｕｃａｔｉｏｎ．ａｎｄｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＶＲ ｓｙｓｔｅｍｆｒｏｍ ｔｗｏ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｔｂｒｉｎｇｓａｎｅｗｉｄｅａ ｔｏ ｔｈｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓａｆｅｔｙ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＶＲｓｙｓｔｅｍ，＂ｓａｆｅｔｙｅｄｕｃａｔｉｏｎ，＂ｆｏｒｅｓｅｅａｂｉｌｉｔｙ ０引言 虚拟现实，是指从真实环境到虚拟环境虚拟现 实技术以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高 度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字 化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产 生亲Ｉｌｍ￣，－＇Ｊ应真实环境的感受和体验 ”。 使厂内配备了独立的安全管理ｇｇｌ＇－Ｊ，但安全隐患、 安全事故还是无法杜绝，甚至出现工亡事故。 安全问题出现的根本原因绝大多数是职工的安 全意识不强，职工的违章作业，对作业中的危险源 以及对下一步工作所带来的后果考虑不足。而传统 的安全教育抽象且 去达到安全认知的目的，安全 问题仍是船厂的难点问题。 为解决自几穷白建造过程中复杂多变环境中出现的 １ 船舶建造中安全问题日益突出 船舶建造是—项综合眭工程，从钢板切割开始 到船舶完工交付，整个流程漫长而复杂，危险源非 常多。造船过程中，闷舱的通风、船上使用的风机、 焊机的用电安全、管子压力测试过程及船用设备的 各种使用安全等，涉及面之广，管理难度之大，即 安全问题，定期对员工进行安全教育，通常使用电 视机播放安全录像，使用投影仪和电脑的组合分析 事故安全概念，把现场做成模型，教育新员工。这 种传统的方式表达很抽象，员工不能有效地理解和 吸收。 作者简介：周广青（１９８４一）男，工程师，研究方向：涂装管理。 ３２ 船舶标准化工程师２０ １ ８／１ ｆ造船技术研究 ＩＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＴｅｄｍｏｌｏｇｙ￣－ － ２ ＶＲ系统 虚拟现实（ＶＲ），系统综合利用了计算机图形学、 仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的 借助虚拟现实ＶＲ系统，员工可以“现场”体 验生产环境中很难或者无法体验的场景［５１。这种场 景根据生产现场模拟出，随时供员工体验，从而提 高员工认知安全隐患的目的。 视觉、听觉、触觉等感官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等 自然方式与之进行实时交互，创建了－－￣ｅｏ适人化的 多维信息空间『１］。 ＶＲ系统不仅可以重新模拟安全隐患产生的场 景，还能产生电脑与员工的互动，让员工与电脑在 虚拟现实场景中产生互动。ＶＲ系统能利用员工的 视觉和触觉，使身体充分参与其中，从而提高学习 ＶＲ系统是—种实时的对真实世界加以模拟的 计算机系统［２１。把真实世界中物体的结构、性状、各种物理参数等模拟其中，让人参与其中，计算在 人的影响下各种因素的变化。知识体系的构建依赖 效率。能让员工脱离传统的输入式教育，参与互动 式教育。在互动的“现场”中认知安全隐患，熟悉 安全操作，学习安全管理规定，学习如何避免各种 危险源，从而提高企业的安全管理水平。 与自身的感知、体验，由此产生对外界事物的解释。 ＶＲ系统不仅可以学习以往发生的安全问题， 还可以“创造”出可能发生的安全问题，再利用计 ３利用ＶＲ系统对安全教育的理论分析具身认知科学强调三个方面ｌ３ ：一是认知的涉 算们模拟止 中安全问题可隋 ｆ发的危害。 ４利用ＶＲ系统进行安全教育现实作用 ４．１现实模拟 ＶＲ系统可虚拟—个龙门吊吊运分段合拢的场 景。分段放置在堆放场地，堆放场地各种造船使用 的设施，每种设施都有真实世界的行为特点，真实 身性。认识事物不能仅仅使用大月囟，还要身『本的参与才能深刻理解事物的本性，身体对事物的反应也是认知的—个方面，能充分增加人对事物的认识程 度。二是认知的体验性。个体在与外界环境中的事 物相互作用时，会产生身体状态的改变，这种改变 会引发相应的身体和心理体验，个体的认知和对世 界的观点即来自这种身心体验『４】。三是认知的环境 的融合性。环境情境是保证认知的不可缺少的条 世界中的各项参数。这样可以恨据真实世界中的各 项制度、工艺及经验来吊运分段合拢，选择合适的 吊挂器具、编排合理的运动路线来完成此项工作。 件，认知的内容、过程和方式与身体紧密相关，身体是处于环境中的身体，因此认知同样应扩展至认在此情境中添加各项危险源，不当的作 Ｉ可诱发各 项危险源。吊运中钢丝绳、分段等运动所引起环境 知者所处的环境。 ３．１传统的安全教育 传统的企业安全教育是 事故案例，配以图片 加上文字说明形势；或者播放电视安全教育视频等输入式教育方式。这种方式与人类认知的基本规律中其他物体的变化，从而产生新的危险源。通过计 算各项危险源，模拟出这项工作过程中所带来的后 果，从而对人进行安全教育。 ４．２安全培训 对新进厂员工进行安全教育，结合船舶建造中 向违背。企业员工的个体差异 （如：教育背景， 各项工种可能遇到的种种危险源加以模拟，让受训１ 年龄，经历）决定了接受知识的程度，良好的企业 安全教育能保证员工自身安全的同时给企业带来更大的隐形利益。企业安全教育使不同的员工达到统 一者参与其中，静态模拟中让其指出危险源，并提出 应对危险源的方法。 动态的模拟让受训者参与其中，扮演—个荑斤ｉ基 厂员工，在ＶＲ系统中设置许多不安全的状态，如 让员工不正确穿戴劳保用品，从吊物下方行走，在 的预期目标难Ｅ加难。 良好的安全教育是企业的基础，企业的安全从教育做起。教育体现在安全隐患的认知，安全事故 的反思和安全条例的学习上。不安全的跳板工作，高空作 殳有正确系安全带等。 此种作业中模拟事故发生后所产生的后果，从而对 ３．２ ＶＲ系统安全教育 员工进行身临其境的安全教育。 ２０１ ８／１船舶标准化工程师 ３３ ４．３安全条例学习 企业安全管理条例复杂，每项安全条例都以保 反。根据人的判断利用计算机模拟“预见”的危险 源，计算出此种危险源可能带来的危害，进而为企 证员工的安全前提下制定。从文字上学习安全管理条例抽象目效率低。利用ＶＲ系统模拟出工作过程 中每种安全条例的作用，从而达到学习的目的。如 业带来预见性安全管理，为企业安全做出重要贡献 同时带来巨大的利益。 参考文献： 【１】赵 ．虚｛ 挟综述［Ｊ］．中国科学，２００９（１）：２－４６． ［２］ ｌｌ页堂．ＶＲ技术在矿工安全培训中的应用研究［Ｊ］＿ 黄金，２００８，２９（８）：３２．３４． ［３］殷明，刘电芝．身心融合学习：具身认知及其教育意 蕴 课程教材教法，２０ １ ５（７）：５７．６５． 【４］张志桢．虚拟现实教育应用：追求身心—体的教育［Ｊ］． 模拟一员工完成舱室打磨的过程：在登船前需要登 记具体工作部位，ＶＲ系统判断此行为是否符合安 全筐碍瓣；领取作业 卑，系统提示关于＿止匕彳亍为的 管理规定；如果员工按照正常的流程做，则可以正常完成工作，反之则提 ：每项行为的正确做法与相 应的惩处规定，从而达到学习安全条例的目的。 ５ 结论 人类和机器所擅长的工作存在本质的差别，人 中国远程教育杂志，２０１６（７）：２３—２４． ［５］ＴＨＩＥＬ ＭＡＳＴＥＲＳ Ｂ，善从０到１：开启商业与未 类有意识，擅长在复杂的情境下制定计划，做出决 来的秘密［Ｍ］．高玉芳，译．北京：中信出版社，２０１５． 策，但不擅长处理大量的数据。计算机与人完全相 （上接第２８页） 旗国要求，该船中高频（ＭＦ／ＨＦ）配备两套充电器 和两个鞭状天线，部分通导设备要提供欧盟证书。 安全性，因此，综合桥楼系统越来越受到船公司和 船员的欢迎。 ４综合桥楼系统应用前景 综合桥楼系统的核 是电子海图等电 言息技术的发展与应用。从上世纪９０年代开始发展起来， 国际上各大通信导航生产商在该领域展开了激烈的竞争，美国和日本开发了具有通信功能和人工智能的综合桥楼系统，２００４年Ｓｐｅｒｒｙ公司推出ＦＴ版综 合桥楼系统，将最新的海事导航技术和原有的航行 传感器和导航系统结合起来，其核Ｉ 技术是该公司 ５结论 综合桥楼系统目前正朝着信息化阳智能化方向 发展，正在成为各国船东公司造船的标配选择，同 时综合桥楼系统也是船舶航行技术关键领域之一， 是—个国家自动化技术和信息技术的综合体现。因 此，我国应加强这方面的系统研究，为提高ｆＩ几穷白设 备国产化率以及提升我国ｉ鲋含技术水平做出贡献。 开发的航行管理系统ＶＭＳ（ｖｏｙａｇｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ），通过ＶＭＳ实现各信息数据的共享。随着 瓤：技术和新ｌ木 斗白勺广泛应用，电子信息技术和网络 技术的发展必将带动硬件设备飞速发展。 参考文献： ［１］ＩＭＯ．国际海上人命公约（２０１４综合文本）［ｓ］．北京： 人民交通出版社，２０１４． ［２】汪益兵，蒋元星综合船济系统的开发及在中型船自自 其次，电子海图（ＥＮＣ）数据库相关软件系统， 尤其矢量化海图开发和应用，随着科技手段的进步， 必将越来越完善。 最后，随着船员素质的提高，以及船东公司从 成本角度考虑，综合桥楼系统可以大大减少曲几穷白航 行时船员的工作量，可 通过智能化系统提高ｊＩ亢ｉ亍 上的应用 自｛ｊ舟白工程，２０１０（４）：４５．４８． ［３］ＬＲ．Ｒｕｌｅｓ ａｎｄＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｆｏｒＣｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎｏｆＳｈｉｐｓ［Ｓ］． ２０１４． ［４］ＤＮＶ．Ｒｕｌｅｓ ｆｏｒ Ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｉｔｏｎ ｏｆ Ｓｈｉｐｓ［Ｓ］．２０ １ １． ［５］ＩＳＯ．船舶桥楼布置相关设备要求和规则（第一版）： ＩＳＯ ８４６８［Ｓ］．１９９４． ３４ 船舶标准化工程师２０ １ ８／１
