北(běi)京排水(shuǐ)集團是北(běi)京市國資委所屬市政公用(yòng)基礎設施一級企業，是集排水(shuǐ)和(hé)再生水(shuǐ)投融資、規劃設計、技術研發、工程建設、設施運營、裝備制造于一體的(de)綜合環境服務企業。在北(běi)京地區(qū)，集團運營管理(lǐ)中心城(chéng)區(qū)9923公裏的(de)排水(shuǐ)及再生水(shuǐ)管線、11座大(dà)型污水(shuǐ)處理(lǐ)和(hé)再生水(shuǐ)處理(lǐ)廠、102座雨(yǔ)污水(shuǐ)泵站、5座大(dà)型污泥無害化(huà)處理(lǐ)設施，處理(lǐ)能力6128噸/日，每年可(kě)生産12億立方米的(de)高(gāo)品質再生水(shuǐ)。在多(duō)年的(de)發展曆程中，北(běi)京排水(shuǐ)集團比肩國際先進水(shuǐ)平，對(duì)标世界先進企業經營理(lǐ)念，積極落實政府部署和(hé)要求，推進能力增容、深化(huà)經營管理(lǐ)、提升産業協同、構建商業模式、加大(dà)市場(chǎng)開發和(hé)企業文化(huà)建設，首都水(shuǐ)環境質量、水(shuǐ)資源利用(yòng)以及防汛保障工作得(de)到了(le)提質飛(fēi)躍，水(shuǐ)生态環境改善效果明(míng)顯。

一、實施背景

從衆多(duō)有限空間作業事故案例來(lái)看，人(rén)的(de)不安全行爲是造成事故的(de)主要因素。針對(duì)有限空間作業危險較大(dà)、事故多(duō)發、後果嚴重等特點和(hé)當前安全培訓的(de)不足，北(běi)京排水(shuǐ)集團緊緊抓住員(yuán)工安全技能培訓這(zhè)個(gè)關鍵環節，依據法律法規，創新培訓方式，運用(yòng)虛拟現實（VR）技術構建了(le)以“一窗(chuāng)口、兩模式、兩場(chǎng)景、三模塊”爲主要内容的(de)有限空間作業安全培訓系統，讓員(yuán)工沉浸虛拟空間，體驗真實作業環境和(hé)真實操作流程，感受錯誤操作引發事故的(de)沖擊性後果，從源頭上增強員(yuán)工安全意識，從根本上提升員(yuán)工作業技能，從本質上規範有限空間作業安全管理(lǐ)。該技術在安全培訓中的(de)應用(yòng)具有提升培訓效果、節約時(shí)間和(hé)成本、增強安全可(kě)靠性以及豐富課堂教學形式等特點，從而使授課更輕松、培訓更高(gāo)效、實訓更便捷、體驗更真實，爲提高(gāo)有限空間作業安全培訓效果提供了(le)新途徑。

二、主要做(zuò)法和(hé)核心特征

（一）主要做(zuò)法

北(běi)京排水(shuǐ)集團将虛拟現實技術應用(yòng)于安全培訓領域過程中，以應急管理(lǐ)部發布的(de)《有限空間作業安全指導手冊》和(hé)北(běi)京市地方标準《有限空間作業安全技術規範》（DB11/T 852—2019）爲開發設計主要依據，基于3D MAX、PhtotoShop、MySQL、JAVA、Unity多(duō)種平台技術的(de)融合開發了(le)構建了(le)有限空間作業虛拟現實（VR）安全培訓系統。該系統以“一窗(chuāng)口、兩模式、兩場(chǎng)景、三模塊”爲主要内容的(de)，設置2個(gè)版本（手柄版、數據手套版）。其中，數據手套版本爲升級版，實現了(le)通(tōng)過數據手套在虛拟場(chǎng)景中實現移動、抓取、旋轉等實用(yòng)性的(de)功能，爲操作人(rén)員(yuán)提供了(le)一種更加真實自然的(de)三維交互手段。

該系統主要内容：

“一窗(chuāng)口”主要集中展示北(běi)京排水(shuǐ)集團整體情況和(hé)安全文化(huà)，同時(shí)用(yòng)于普及有限空間作業安全基礎知識。

“兩場(chǎng)景”包括管道清淤作業虛拟場(chǎng)景和(hé)再生廠格栅維修有限空間作業虛拟場(chǎng)景，涵蓋了(le)北(běi)京排水(shuǐ)集團有限空間作業的(de)主要範圍；兩模式爲練習(xí)模式和(hé)考核模式，既可(kě)以模拟訓練，又可(kě)以量化(huà)考核。

“三模塊”包括氣體檢測、下(xià)井作業、應急救援，培訓内容涉及到有限空間作業安全的(de)方方面面。此系統既有宣傳教育的(de)功能，又覆蓋了(le)全部作業環節，經過練習(xí)和(hé)考核合格的(de)學員(yuán)，可(kě)确保掌握有限空間作業所有崗位的(de)安全操作，達到上崗安全作業的(de)要求。

（二）核心特征

1、先進性

該系統主要應用(yòng)虛拟現實技術，與傳統模拟技術相比，将模拟環境、視景系統和(hé)仿真系統合三爲一，并利用(yòng)頭盔顯示器、定位系統、數據手套等傳感裝置實現交互操作。虛拟現實技術的(de)特點在于計算(suàn)機産生一種人(rén)爲虛拟的(de)環境，而虛拟環境是通(tōng)過計算(suàn)機圖形構成的(de)三維數字模型，并編制到計算(suàn)機中去生成一個(gè)以視覺感受爲主的(de)人(rén)工環境，從而在視覺上産生一種沉浸于這(zhè)個(gè)環境的(de)感覺，可(kě)以直接觀察、操作、觸摸，檢測周圍環境及事物(wù)的(de)内在變化(huà)，并能與之發生“交互”作用(yòng)，使人(rén)和(hé)計算(suàn)機很好地“融爲一體”，給人(rén)一種“身臨其境”的(de)感覺。

2、全面性

方式上，既有有限空間作業安全基礎知識動畫(huà)介紹，還(hái)有虛拟作業場(chǎng)景沉浸式體驗。

模式上，既有豐富引導功能的(de)練習(xí)模式，還(hái)有嚴謹評判功能的(de)考核模式。

内容上，既有氣體檢測、下(xià)井作業常規作業流程體驗，還(hái)有發生事故後如何應急救援的(de)體驗。

感官上，既有設備真實聲音(yīn)的(de)體驗，還(hái)有高(gāo)處墜落、中毒窒息、火災爆炸等後果的(de)沖擊性體驗。

3、專業性

整個(gè)系統是以标準規範爲主要依據進行開發設計。如檢測儀預警值和(hé)報警值設置、“1-8-1”檢測點設置、作業級别判定、呼吸器面罩氣密性檢查、氣瓶壓力和(hé)報警哨檢查等均可(kě)通(tōng)過系統進行模拟操作。

4、智能性

系統擁有自動語音(yīn)提示、自動考核統計、自動數據分(fēn)析三大(dà)功能。自動語音(yīn)提示功能是指在體驗者不知如何進行下(xià)一步操作情況下(xià)，系統可(kě)以提示如何正确操作；自動考核統計功能是指每一個(gè)模塊體驗結束後，系統會自動評判操作得(de)分(fēn)，并顯示錯誤點；自動數據分(fēn)析功能是指系統能分(fēn)析體驗者用(yòng)時(shí)情況，錯誤點集中在哪方面等。

北(běi)京排水(shuǐ)集團曆時(shí)2年，引入數據手套升級了(le)有限空間作業安全虛拟現實培訓系統。目前，培訓系統已獲得(de)國家版權局頒發的(de)計算(suàn)機軟件著作權登記證書(shū)，同時(shí)也(yě)正式上線運行。本系統已在集團15家下(xià)屬單位進行了(le)巡回體驗培訓，并先後在科博會、全國安全生産咨詢日等進行了(le)經驗推廣，獲得(de)了(le)領導、廣大(dà)職工和(hé)市民的(de)廣泛好評。此外，已在北(běi)京城(chéng)市排水(shuǐ)集團技術培訓中心部署應用(yòng)，進一步服務于北(běi)京地區(qū)生産經營單位有限空間作業安全培訓。