VR技术在消防实战训练中的应用

VR技术在消防实战训练中的应用
发布时间：2022-02-16T02:31:25.026Z 来源：《中国科技人才》2021年第28期作者：曹丰铭力
[导读] 伴随着信息技术的快速发展，VR技术也在多个行业中初见成效。

在消防实战训练工作中，合理的运用VR技术，能够降低训练成本，提升训练效果。

其可行性和可操作性均极强。

大榭开发区消防救援大队浙江宁波 315000
摘要：伴随着信息技术的快速发展，VR技术也在多个行业中初见成效。

在消防实战训练工作中，合理的运用VR技术，能够降低训练成本，提升训练效果。

其可行性和可操作性均极强。

因此，文章重点就VR技术在消防实战训练中的应用展开分析。

关键词：VR技术；消防实战训练；应用
随着经济的发展和城市化进程的推进，新建建筑和高层建筑的数量不断增加，建筑密度也不断增加。

消防队员面临的危险和困难也在增加。

传统的基地实战训练存在成本高、训练设施单一、辖区内执勤力量不足等问题，无法及时应对社会突发事件。

利用虚拟现实技术构建一个三维的环境在电脑可以创建一个多样化的和现实的模拟为消防队员战斗训练环境,这不仅提高了消防队员的实战技巧和能力来处理复杂的救援场景,而且还避免了实际消防实战训练安全问题。

1 VR技术概述
VR (Virtual Reality)是虚拟现实技术。

它的两个关键技术是场景制作和三维建模。

其主要功能是建立仿真环境。

它是一种集成多源信息的三维动态场景和实体行为的系统仿真。

VR利用人工智能、计算机网络、多媒体等技术生成虚拟环境，然后利用VR眼镜、手套、三维鼠标等传感设备将用户沉浸在虚拟环境中，并使用语言、手势、等，模拟虚拟与现实的融合和实时交互。

它突破了时间和空间的限制，让体验者感到“身临其境”。

它是一种高级的人机交互技术。

2 VR技术应用在消防训练方面的优势
2.1高效性
在消防实训过程中，追求的一个重要目标就是效率。

在传统的训练方法中，对消防员人数、天气、场景设置都有非常严格的要求和标准。

然而，随着VR技术的应用，我们可以设计出许多传统模式无法达到的场景效果，使场景更接近现实，消防队员可以通过反复训练快速巩固他们不可预测的消防技能。

促进。

同时，通过一些反复的训练，也可以激发消防员的一些潜在能力。

在这个虚拟环境中进行训练，可以突破季节、天气等自然因素的限制，使消防队员可以随时随地进行实战模拟训练。

2.2可塑性和扩展性
VR技术是一种数字技术。

随着科学技术的快速发展，数字技术也以更快的速度发展和创新，这也使得虚拟系统的快速发展和优化，具有强大的场景设计和选择能力。

可塑性。

同时，随着VR技术的应用和推广，实现了不同消防部门之间的有效技术整合，实现了远程通信和控制。

这也在一定程度上降低了升级的成本，而且速度更快，不会与日常训练冲突，节省了消防员的时间。

2.3训练成本降低
在传统的灭火训练中，为了达到更逼真的训练场景，一般会使用大量灭火剂和燃料。

这种培训方法需要购买大量的原材料，也会在一定程度上污染自然环境。

增加了实际消防培训的环境成本。

虽然参考VR技术在建设初期需要一定的成本，但系统建成后后期的维护运营成本较低，可以多次使用，效率更高，对生态环境的危害更大。

小，这不仅降低了培训成本，还起到了环保的作用，能够与生态环境和谐相处。

3 VR技术在消防战训中的实际应用
3.1火灾自动报警模块
为了充分展现技术的先进性，本文系统在设计过程中使用秦皇岛尼特公司 FT800 全数字分布智能性的火灾报警控制器。

系统中主要包括声光报警器、手动火灾报警按钮、烟温复合探测器、智能感温探测器等。

火灾报警子系统利用 RS232 总线和消防控制室中的图形显示装置相互连接，基于模拟火灾条件利用图形显示装置屏幕将火警触发类型与位置进行展现。

3.2模拟灭火模块
对现实物品进行改造，使其和三维虚拟空间中的虚拟物品的尺寸和位置可以精确对应，用户可以使用现实物品执行训练操作，并在虚拟空间中看到虚拟的反馈效果。

例如操作改装后的实物灭火器，可以在虚拟空间中看到灭火效果。

典型湿式自动喷水灭火系统联动控制设
备主要包括信号接口模块、水流指示器与压力开关信号处理器件、泵房控制箱等，利用按钮操作与观察指示灯状态对自动喷淋联动控制过程进行演示。

一般来说，防排烟控制包括模块控制与中心控制两种方式，本文系统使用模块控制方式。

控制过程为：火灾报警控制器在接收到信号之后，就会发送排烟阀门与风机的动作信号，通过总线与控制模块使各设备动作驱动，并且对返回信号进行接收，对运行状态进行监测。

总线制消防应急广播系统通过消防控制中心广播设备与总线制火灾报警控制器、音箱、现场广播切换模块构成，利用控制消防应急广播模块FT8218实现消防正常广播与应急广播的切换。

3.3烟雾制造模块
通过烟机制烟雾对火场情形进行模拟，和烟雾探测传感器共同自动控制，避免现场延误过浓，保证现场烟雾率在可忍受的范围中。

烟雾探测器将 TIMSP430F2012 单片机作为核心，设计探测器电源电路。

在设计探测器硬件的时候，要降低系统功耗，烟雾检测放大电路并不是连续不断供给电路，本模块使用单片机 I/O 口对烟雾检测放大电路开关进行控制。

在 A/D 采样的时候，利用 I/O 口开启放大电路电源，在 A/D 转换结束之后，利用 I/O 口将放大电路电源关闭，使探测器功耗值得到降低。

另外，探测器中主 MCU 与射频芯片 CC1100 使用 SPI 方式通讯，在此方式下，CC1100 在需要的时候开始无线通讯时开启，其他事件都休眠，使探测器功耗得到降低，本文使用MSP430F2012。

烟雾控制模块使用 9V 供电电池设计电源电路，大容量参数为100uF/35V，实现储能。

电源芯片为 HT7133，属于低功耗电源芯片，在无负载况下的静态电流只有几微安，HT7133 输出电压为 3.3V，输入电压最大范围为-0.3~28V。

烟雾探测器烟雾放大电路和检测电路尤为重要，检测烟雾使用接收对管和红外发射管，在探测器暗室内安装红外接收管和发射管，两管构成钝角相互对称。

在检测暗室内烟雾的时候，红外管发射光线在颗粒表面产生漫反射和折射信号强度、暗室中烟雾为正比关系。

3.4 RFID路径识别模块
使用VR技术进行模拟，在多人协同进行设备操作训练时，每个用户都需要看到其他用户对应的人物角色模型的动作，而当没有全身动捕设备时，用户只能使用一个 VR 头盔和两个 VR 手柄来实现虚拟操作，相当于只可以捕获到头部和两只手的位置和旋转姿态。

当某个用户因网络或系统问题断开网络连接后，可以再次连接到之前的多人协同培训服务，并自动同步因断开连接所缺失的数据。

该技术可解决因为网络问题导致用户断网后无法再次加入培训的问题，避免了因部分用户断网而所有人都要重新开始培训所造成的时间浪费。

另外，在路径识别模块中的上位机和读写器通信使用ISO/IEC18000-6 协议，对空间接口进行定义，此空间接口为超高频射频识别设备工作频段为860MHz-960MHz之间所准备的。

上位机将数据发送到下位机，将数据封装成帧。

以不同用户的操作，上位机使相应命令和参数以协议封装成帧，之后利用串口到读写器中发送，以此实现写卡、读卡、配置寄存器等操作。

总之，目前的VR技术相对成熟。

将其应用于消防培训，可以为消防人员提供逼真的虚拟场景和交互式交互体验，使消防培训更具针对性、自主性和安全性。

有效应对救援行动进展缓慢、消防人员因实际救灾经验不足而自我保护能力不足等问题。

参考文献
[1]王昱晖,郭士会,艾金毅.网络化管理视域下消防协同战训策划初探[J].今日消防,2021,6(04):84-85.
[2]陈伯超.虚拟现实技术在消防战训工作中的运用策略浅谈[J].今日消防,2020,5(02):5-6.
[3]王江.加强消防战训工作提升灭火救援效能[J].科技创新与应用,2019(34):118-119.。