虚拟现实技术在环境安全与应急工作中的应用研究

2023-02-12

环境安全与应急是目前环保工作的重要组成部分, 其主要的工作内容包括环境应急预案的编制与备案、环境隐患排查、环境应急演练、应急物资配备、环境污染事故发生时的应急响应等。很多环境安全与应急工作具有一定风险性, 而且对于实际的操作和演练要求较高, 但由于基层单位出于安全、经济等方面的原因, 很多工作并未得到有效开展[1], 给环境安全与应急工作埋下了隐患。目前有很多手段可以为提高相关工作的水平服务, 其中虚拟现实技术效果好、成本低, 应予以特别的关注。虚拟现实技术是近几年来新兴的计算机技术, 其本质是一种人机交互手段, 利用计算机图形技术构建可交互并具有强沉浸感觉的三维软件系统[2]。其交互性、仿真性、沉浸性等特征符合当前环境安全与应急相关工作的需求, 因此可以应用在环境安全与应急工作的多个方面。随着虚拟现实开发与使用软、硬件的增多与易用性增强, 虚拟现实技术在各方面的应用越来越普及。结合虚拟现实技术的特征以及环境安全与应急管理工作的内容, 可以看出虚拟现实技术能在环境安全与应急工作的下列方面应用。

一、环境安全与应急培训与演练工作中的应用

对于环境安全与应急工作而言, 培训与演练是重要的组成部分, 培训与演练的水平高低直接决定了在污染事故发生时能否有效的进行处理处置。但传统的安全培训形式包括上课, 讲座, 看视频等等, 由于过程过于理论化、不能适应复杂的变化、缺少灵活度等原因, 往往导致培训效果不佳[3]。环境安全与应急演练工作具有一定风险性, 需要多部门参与, 而且目前的演练能涉及到的污染事故类型往往也不全面。利用虚拟现实技术构建环境安全与应急培训演练软件, 可以有效的解决上述问题。 (1) 虚拟现实技术构建的软件系统沉浸感强, 可以提高用户使用时的参与度, 相对于单纯的理论培训或演练, 对于用户的实际感受有了较大的提升。 (2) 可以将企业的实景进行重现, 并模拟多种类型的环境污染事故, 保证培训和演练的全面性, 相关人员可以了解不同的污染事故的应急处理方法。 (3) 使用虚拟现实软件系统进行培训和演练安全性高, 相对于实际的演练不会发生人身伤亡事故。

二、环境风险源评价与管理中的应用

对于政府和企业而言, 环境风险源评价与管理是日常环境安全和应急管理工作中的重要组成部分。在环境风险源评价工作中, 风险源有可能发生哪些污染事故, 事故发生后有可能造成的后果等信息对于风险源评价非常重要。传统的风险源评价工作多是使用数据模型进行理论计算[4], 而由于现场情况往往十分复杂, 因此结果的准确性有待提高。对于政府部门而言, 需要对于辖区内环境风险源的性质、分布情况等有全面的掌握, 但目前的环境风险源相关信息的数据或者资料往往是文字化、平面化的, 政府管理人员对于风险源的外观、位置、可能造成的事故等信息没有直观的了解。如能利用虚拟现实技术, 结合GIS、污染物扩散模型, 制作基于虚拟现实的环境风险源评价与管理系统, 则可更好的对环境风险源进行评价, 能得到更为准确而且直观的评价结果, 对于政府部门而言, 则可以直观的掌握风险源的位置、外观、有可能造成的后果等信息。

三、应急物资配备管理中的应用

环境应急物资的管理是环境安全与应急工作的基础, 污染事故发生时能否及时得到足够的应急物资是污染事故成功处理的关键。但目前部分企业环境应急物资配备不充分、存放位置不合理, 为环境污染事故的应急处理埋下了隐患。如利用虚拟现实技术将应急物资的种类、位置信息与GIS技术结合, 进行实物化、立体图形化模拟, 并结合本文所述的风险源评价功能, 则可模拟污染事故发生时应急物资能否通过最佳路线送达污染事故现场, 能否为污染事故的应急处理处置提供支持, 从而可以正确的对应急物资的配备、存放等情况进行评估。

四、环境应急监测中的应用

环境应急监测是环境安全和应急工作中特有的部分, 环境应急监测为环境污染事故的处理处置提供重要信息, 决定了环境污染事故能否成功处理。目前环境应急监测工作多是由环保部门来进行, 由于污染事故具有发生突然性、高风险性等特点, 而且环境应急监测工作需要工作人员进入污染事故现场进行监测工作, 因此环境应急监测工作的风险较高。利用虚拟现实技术, 可以从两方面为环境应急监测工作提供支持, 一方面可以将虚拟现实技术应用在环境应急监测的培训演练等各个方面, 使用虚拟现实技术模拟环境应急监测设备以及污染事故的现场环境, 工作人员在虚拟环境下进行培训或演练, 提高应急监测的工作水平。另一方面可以在污染事故发生时, 利用虚拟现实技术还原污染事故现场, 让环境应急监测工作人员熟悉现场环境、污染源的特征等信息, 从而提高现场环境应急监测的成功率。

五、在环境安全与应急科研工作中的应用

目前在高校和科研机构中, 开展了很多与环境安全与应急相关的科研工作, 虚拟现实技术可以为这些工作提供支持。如对于污染物扩散分析数学模型的建立、优化或验证方面的工作, 由于受到条件所限或考虑安全和经济问题, 往往只是通过理论层面或小规模的实验进行, 一定程度上影响了模型的准确性。而利用虚拟现实技术, 模拟污染物与真实环境, 结合待分析的数据模型, 可以更准确对模型进行验证, 提高相关科研工作的水平。

六、总结

通过上述分析可以看出, 虚拟现实技术的诸多特征与环境安全与应急工作相契合, 虽然目前虚拟现实技术在硬件配备和操作等方面还有待提高, 但随着技术的改进与完善, 其广泛的应用前景不可忽视, 继续深入研究虚拟现实技术和环境安全与应急工作的结合, 可以有效的提高环境安全与应急的工作水平, 有非常良好的应用前景。

摘要：目前环境安全与应急的部分工作由于安全、经济等方面的原因未得到有效开展, 影响了相应工作的水平。虚拟现实技术可以为这些工作的进行提供支持, 在具体工作内容方面, 虚拟现实技术可以为环境安全与应急演练、风险源评价与管理、应急物资管理、应急监测以及相关的科研工作服务, 在保证安全性的前提下有效的提高相关工作的水平。

关键词：虚拟现实,环境安全与应急,风险源管理